JP2013120704A - Method for manufacturing organic electroluminescent element - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法に関する。詳しくは、有機機能層を塗布工程により形成する有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing an organic electroluminescence element. In detail, it is related with the manufacturing method of the organic electroluminescent element which forms an organic functional layer by an application | coating process.
近年、発光型の電子ディスプレイデバイスとして、エレクトロルミネッセンスディスプレイ(以下、ELDと略記する)がある。このELDの構成要素の一つであるエレクトロルミネッセンス素子には、無機エレクトロルミネッセンス素子(以下、無機EL素子ともいう)と有機エレクトロルミネッセンス素子(以下、有機EL素子ともいう)がある。
これらのうち、無機EL素子は平面型光源として使用されており、発光素子を駆動させるためには交流の高電圧が必要である。
In recent years, as a light-emitting electronic display device, there is an electroluminescence display (hereinafter abbreviated as ELD). Electroluminescent elements that are one of the constituent elements of ELD include inorganic electroluminescent elements (hereinafter also referred to as inorganic EL elements) and organic electroluminescent elements (hereinafter also referred to as organic EL elements).
Among these, the inorganic EL element is used as a planar light source, and an alternating high voltage is required to drive the light emitting element.
一方、有機EL素子は、発光する化合物を含有する発光層を、陰極と陽極で挟んだ構成を有し、発光層に電子及び正孔を注入して、再結合させることにより励起子(エキシトン)を生成させ、このエキシトンが失活する際の光の放出(蛍光・燐光)を利用して発光するものであり、数V〜数十V程度の電圧で発光が可能である。 On the other hand, an organic EL element has a structure in which a light emitting layer containing a compound that emits light is sandwiched between a cathode and an anode. By injecting electrons and holes into the light emitting layer and recombining them, excitons (exciton) are obtained. The light is emitted using the emission of light (fluorescence / phosphorescence) when the exciton is deactivated, and light emission is possible at a voltage of several V to several tens V.
このように有機EL素子は、無機EL素子と比較して低電圧駆動が可能であり、更に自己発光型であるために視野角に富み、視認性が高く、薄膜型の完全固体素子であるために、省スペース、携帯性等の観点から注目を集めている。 As described above, the organic EL element can be driven at a lower voltage than the inorganic EL element, and further, since it is a self-luminous type, has a wide viewing angle, high visibility, and is a thin-film type completely solid element. In addition, it has attracted attention from the viewpoint of space saving and portability.
また、有機EL素子は、従来実用に供されてきた主要な光源、例えば、発光ダイオードや冷陰極管と異なり、面光源であることも大きな特徴であって、この特徴を有効に活用できる用途として、照明用光源や様々なディスプレイのバックライトが挙げられる。 In addition, the organic EL element has a major feature that it is a surface light source unlike main light sources that have been put to practical use in the past, such as light-emitting diodes and cold-cathode tubes, and can be used effectively. Illumination light sources and various display backlights.
有機EL素子をこのような照明用光源、あるいはディスプレイのバックライトとして実用する為の課題として発光効率の向上が挙げられる。
発光効率の向上の為には、有機EL素子を構成する有機機能層の一部において、それぞれ別個の機能を有する材料を複数混合して構成する所謂ホスト/ゲスト構造を組み入れることが一般的となりつつある。例えば、発光層におけるホスト材料/発光ドーパントの組み合わせ、電子輸送層における電子輸送材料/アルカリ金属材料の組み合わせ等が、ホスト/ゲスト構造に該当する。
Improvement of luminous efficiency is mentioned as a problem for putting an organic EL element into practical use as such a light source for illumination or a backlight of a display.
In order to improve luminous efficiency, it is becoming common to incorporate a so-called host / guest structure in which a plurality of materials having different functions are mixed in a part of the organic functional layer constituting the organic EL element. is there. For example, a combination of host material / luminescent dopant in the light-emitting layer and a combination of electron transport material / alkali metal material in the electron transport layer correspond to the host / guest structure.
ところで、上記したような有機EL素子の有機機能層の形成方法としては、例えば、蒸着方法及び塗布方法(スピンコート法、キャスト法、インクジェット法、スプレー法及び印刷法等)があるが、真空プロセスを必要とせず、連続生産が簡便であるという理由から近年では塗布方法における製造方法が注目されている。 By the way, as a method for forming the organic functional layer of the organic EL element as described above, there are, for example, a vapor deposition method and a coating method (spin coating method, casting method, ink jet method, spray method, printing method, etc.), but a vacuum process. In recent years, the manufacturing method in the coating method has attracted attention because it is easy to carry out continuous production without the need for a coating.
しかしながら、この塗布方法には大きな問題があった。一般に有機EL素子は、複数の有機機能層を積層して形成されるが、この有機機能層を積層するために、塗布方法を用いた場合には、塗布液が既に形成された有機機能層に浸透してしまい、層と層との明確な界面が形成されず、界面混合を起こしてしまうといった問題があった。このような界面混合は、有機EL素子の性能の劣化に起因することがわかっている。 However, this coating method has a big problem. In general, an organic EL element is formed by laminating a plurality of organic functional layers. When a coating method is used for laminating the organic functional layers, the organic functional layer is applied to an organic functional layer in which a coating solution has already been formed. There is a problem in that it permeates, a clear interface between layers is not formed, and interfacial mixing occurs. It has been found that such interfacial mixing results from deterioration of the performance of the organic EL element.
上記したような問題を解決する技術として、様々な特許文献が開示されている。
例えば、特許文献1には、塗布方法により素子を製造する際に、隣接する有機層との間で相溶解(界面混合)が生じることなく、最終的に得られる素子における発光効率および耐久性に優れた有機EL素子を得るために、正孔輸送層に特定の重合性芳香族アミン化合物を用いることが開示されている。
Various patent documents have been disclosed as techniques for solving the above problems.
For example, in Patent Document 1, when a device is manufactured by a coating method, phase dissolution (interface mixing) does not occur between adjacent organic layers, and the light emission efficiency and durability of the finally obtained device are improved. In order to obtain an excellent organic EL device, the use of a specific polymerizable aromatic amine compound in the hole transport layer is disclosed.
しかしながら、上記した特許文献1では、特定の重合性芳香族アミン化合物を含有した正孔輸送層用塗布液を塗布し、硬化させることで溶媒等の界面混合を防止しているが、硬化プロセスが必要なことと、有機機能層に使用できる化合物が限定されており、広く汎用に使用するには不向きであった。 However, in Patent Document 1 described above, interfacial mixing such as a solvent is prevented by applying and curing a coating solution for a hole transport layer containing a specific polymerizable aromatic amine compound. Necessary things and compounds that can be used in the organic functional layer are limited, and are not suitable for general use.
本発明は、上記の問題点を鑑みてなされたものであり、使用する化合物に限定されず、界面混合を防止でき、発光寿命が良好な有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and is intended to provide a method for producing an organic electroluminescence device that is not limited to a compound to be used, can prevent interfacial mixing, and has a good emission lifetime. To do.
上記の問題を解決するために、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法は、以下の構成を有する。 In order to solve the above problem, the method for producing an organic electroluminescent element of the present invention has the following configuration.
1.
基材上に複数の有機機能層が順次積層された有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法において、
基材上に積層される2層目以降の有機機能層の少なくとも1層を塗布工程により形成し、
前記塗布工程では、
前記塗布工程によって形成される有機機能層の塗布液の温度をA、前記塗布工程によって形成される前記有機機能層の直下層の有機機能層の表面の温度をBとしたとき、AとBとの関係がA>Bであることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
1.
In the method for producing an organic electroluminescence element in which a plurality of organic functional layers are sequentially laminated on a substrate,
Forming at least one of the second and subsequent organic functional layers laminated on the substrate by a coating process;
In the application step,
A and B, where A is the temperature of the coating solution for the organic functional layer formed by the coating step, and B is the surface temperature of the organic functional layer immediately below the organic functional layer formed by the coating step. The relationship is A> B, The manufacturing method of the organic electroluminescent element characterized by the above-mentioned.
2.
前記塗布液の温度Aと前記表面の温度Bとの差A−Bが、20℃<A−B<50℃であることを特徴とする前記1に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
2.
2. The method for producing an organic electroluminescent element according to 1 above, wherein a difference AB between the temperature A of the coating solution and the temperature B of the surface is 20 ° C. <A−B <50 ° C.
3.
前記塗布工程によって形成される有機機能層が発光層および/または電子輸送層であることを特徴とする前記1または2に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
3.
3. The method for producing an organic electroluminescent element according to 1 or 2, wherein the organic functional layer formed by the coating step is a light emitting layer and / or an electron transport layer.
4.
前記塗布工程によって形成される前記有機機能層が発光層であることを特徴とする前記3に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
4).
4. The method for producing an organic electroluminescent element according to 3 above, wherein the organic functional layer formed by the coating step is a light emitting layer.
5.
前記塗布液を加熱することで、前記A>Bにすることを特徴とする前記1〜4の何れか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
5.
The method for producing an organic electroluminescent element according to any one of 1 to 4, wherein the coating liquid is heated to satisfy A> B.
6.
前記表面を冷却することで、前記A>Bにすることを特徴とする前記1〜4の何れか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
6).
The method for producing an organic electroluminescent element according to any one of 1 to 4, wherein the surface is cooled to satisfy A> B.
7.
前記塗布工程が、ダイコート法、スピンコート法、インクジェット法またはスプレー法を用いて行われることを特徴とする前記1〜6の何れか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
7.
The method for producing an organic electroluminescent element according to any one of 1 to 6, wherein the coating step is performed using a die coating method, a spin coating method, an ink jet method, or a spray method.
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法によれば、使用する化合物に限定されず、界面混合を防止でき、発光寿命が良好な有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法を提供することが可能となる。 According to the method for producing an organic electroluminescent element of the present invention, it is possible to provide a method for producing an organic electroluminescent element which is not limited to a compound to be used, can prevent interfacial mixing and has a good emission lifetime.
以下、本発明に係る有機EL素子の製造方法について具体的な実施の形態を用いて説明する。 Hereinafter, the manufacturing method of the organic EL element according to the present invention will be described using specific embodiments.
(塗布工程)
本実施形態に係る塗布工程とは、有機機能層材料を溶媒に溶解又は分散させた塗布液を有機機能層上に塗布し、溶媒が乾燥し膜として固化、基材に固定化する工程を指す。
(Coating process)
The coating process according to the present embodiment refers to a process in which a coating solution in which an organic functional layer material is dissolved or dispersed in a solvent is coated on the organic functional layer, the solvent is dried and solidified as a film, and is fixed to a substrate. .
そして、本実施形態に係る上記塗布工程では、塗布工程によって形成される有機機能層の塗布温度A、塗布工程によって形成される有機機能層の直下層の有機機能層の表面温度Bとしたとき、AとBとの関係がA>Bである。当該Aと当該Bとの関係は、A>Bの関係であれば特にその各々の温度は限定されないが、好ましくは、Aは20℃〜80℃であり、Bは0℃〜60℃である。 And in the application process according to the present embodiment, when the application temperature A of the organic functional layer formed by the application process and the surface temperature B of the organic functional layer immediately below the organic functional layer formed by the application process, The relationship between A and B is A> B. The relationship between A and B is not particularly limited as long as A> B, but preferably A is 20 ° C. to 80 ° C. and B is 0 ° C. to 60 ° C. .
本実施形態に係る塗布工程は、基材上に複数の有機機能層が積層された有機EL素子において、基材上に積層される複数の有機機能層のうち基材側から2層目以降に積層される有機機能層の少なくとも1層に適用される。基材上の1層目の有機機能層の形成方法は、塗布工程であってもよいし、他の方法により形成されてもよい。他の方法としては、例えば、蒸着法がある。 In the organic EL device in which a plurality of organic functional layers are laminated on a substrate, the coating process according to the present embodiment is applied to the second and subsequent layers from the substrate side among the plurality of organic functional layers laminated on the substrate. This is applied to at least one organic functional layer to be laminated. The method for forming the first organic functional layer on the substrate may be a coating step or may be formed by another method. As another method, for example, there is a vapor deposition method.
このように積層される2層目以降の有機機能層の少なくとも1層に上記した塗布工程を適用することによって、有機機能層と他の有機機能層との界面の混合を防止することが可能となる。有機EL素子の塗布工程では、塗布直後の界面での温度状態が特に重要であり、塗布直前の温度A及び温度BをA>Bという関係を満たすように制御することによって、塗布後の界面混合を防ぐことができ、結果として良好な発光寿命を示す有機EL素子が得られる。 By applying the above-described coating process to at least one of the second and subsequent organic functional layers stacked in this manner, it is possible to prevent mixing at the interface between the organic functional layer and another organic functional layer. Become. In the organic EL element coating process, the temperature state at the interface immediately after coating is particularly important. By controlling the temperature A and temperature B immediately before coating so as to satisfy the relationship of A> B, interfacial mixing after coating is performed. As a result, an organic EL element showing a good light emission lifetime can be obtained.
上記した有機機能層の塗布液温度Aは、塗布工程において表面温度Bより高いが、この塗布液温度Aの測定方法としては、例えば、非接触温度計(佐藤計量器製作所製のKS-8140)を用いて測定することができる。 The coating liquid temperature A of the organic functional layer described above is higher than the surface temperature B in the coating process. As a method for measuring the coating liquid temperature A, for example, a non-contact thermometer (KS-8140 manufactured by Sato Keiki Seisakusho) Can be measured.
一方、上記した有機機能層の直下層の有機機能層の表面温度Bは、塗布工程において塗布液温度Aより低いが、この表面温度の測定方法としては、上記した非接触温度計(佐藤計量器製作所製のKS-8140)を用いて測定することができる。 On the other hand, the surface temperature B of the organic functional layer immediately below the organic functional layer is lower than the coating solution temperature A in the coating process. As a method for measuring this surface temperature, the above-described non-contact thermometer (Sato meter) It can be measured using a KS-8140) manufactured by Seisakusho.
そして、この有機機能層の塗布液温度Aと有機機能層の直下層の有機機能層の表面温度Bとの関係は、その差(A−B)が、20℃<A−B<50℃の範囲にあることが好ましい。A−Bがこの範囲にあると、界面混合が更に抑制できるため好ましい。 The relationship between the coating liquid temperature A of the organic functional layer and the surface temperature B of the organic functional layer immediately below the organic functional layer is such that the difference (A−B) is 20 ° C. <A−B <50 ° C. It is preferable to be in the range. It is preferable that AB is in this range because interfacial mixing can be further suppressed.
上記A>Bの関係にする方法としては、如何なる方法でも構わないが、有機機能層の塗布液を加熱することによって、及び/または塗布工程で形成する有機機能層の直下層の有機機能層の表面温度を冷却することによって、A>Bの関係にすることが好ましい。 Any method may be used as the above-described relation of A> B, but the organic functional layer immediately below the organic functional layer formed by heating the coating liquid of the organic functional layer and / or in the coating step may be used. It is preferable to satisfy the relationship of A> B by cooling the surface temperature.
上記した有機機能層の塗布液を加熱する方法としては、塗布液が入っている容器自身をホットプレート上で加熱させる方法、塗布液に直接温風を吹き付け加熱させる方法、加熱させた送液配管内に塗布液を通過させ加熱させる方法及び赤外線により塗布液を加熱させる方法等を挙げることができ、これらの方法を単独、または複数併用して用いても良く、特に組合せ等の制限はなく用いることができる。 As a method for heating the coating liquid for the organic functional layer described above, a method for heating the container itself containing the coating liquid on a hot plate, a method for directly heating the coating liquid by blowing warm air, and a heated liquid feeding pipe Examples thereof include a method in which the coating liquid is passed through and heated, and a method in which the coating liquid is heated with infrared rays. These methods may be used alone or in combination, and there are no particular restrictions on the combination. be able to.
また、上記した塗布工程で形成する有機機能層の直下層の有機機能層の表面温度を冷却する方法としては、有機機能層が形成された基材を恒温槽に入れ表面温度を冷却させる方法、冷却水を循環させた搬送ロールに接触させ冷却させる方法、冷風を前記有機機能層の表面に当てて冷却させる方法、塗布環境自身を冷却して前記有機機能層を冷却させる方法等が挙げることができ、これらの方法を単独、または複数併用して用いても良く、特に組合せ等の制限はなく用いることができる。 In addition, as a method of cooling the surface temperature of the organic functional layer immediately below the organic functional layer formed in the above-described coating process, a method of cooling the surface temperature by placing the substrate on which the organic functional layer is formed in a thermostatic bath, Examples include a method of cooling by contacting a transport roll in which cooling water is circulated, a method of cooling by applying cold air to the surface of the organic functional layer, a method of cooling the organic functional layer by cooling the coating environment itself, and the like. These methods may be used singly or in combination, and there are no particular restrictions on the combination.
塗布液を塗布した後、膜として固化、基材に固定化した後でも、塗膜中には溶媒が残留しやすい。有機EL素子においては、このような残留した溶媒の影響で素子性能、特に発光寿命を劣化させる場合がある。
そのため、塗膜中に残留する溶媒を除去するために、塗膜を加熱乾燥することが好ましい。
Even after the coating solution is applied, the solvent is likely to remain in the coating film even after it is solidified as a film and fixed to the substrate. In the organic EL element, the element performance, particularly the light emission life, may be deteriorated due to the influence of the remaining solvent.
Therefore, in order to remove the solvent remaining in the coating film, it is preferable to heat dry the coating film.
このような加熱の方法としては、ホットプレート上に有機機能層が形成された基材を接触させて加熱させる方法、恒温槽に入れ加熱させる方法、赤外線を照射することにより加熱させる方法、熱風を吹き付けることにより加熱させる方法等を挙げることができ、これらの方法を単独、または複数併用して用いても良く、特に組合せ等の制限はなく用いることができる。 Examples of such heating methods include a method in which a substrate having an organic functional layer formed on a hot plate is brought into contact and heated, a method in which the substrate is heated in a thermostatic bath, a method in which heating is performed by irradiating infrared rays, and hot air is applied. The method of making it heat by spraying etc. can be mentioned, These methods may be used individually or in combination of two or more, and there can be used especially without restriction of combination etc.
また、本実施形態に係る塗布工程としては、例えば、キャスト法、印刷法、ダイコート法、スピンコート法、インクジェット法、ディップコート法、ブレード法、スリットコート法またはスプレー法を用いることができる。これらの中でも、特にダイコート法、スピンコート法、インクジェット法またはスプレー法を好ましく用いられる。 Moreover, as a coating process according to the present embodiment, for example, a casting method, a printing method, a die coating method, a spin coating method, an ink jet method, a dip coating method, a blade method, a slit coating method, or a spray method can be used. Among these, a die coating method, a spin coating method, an ink jet method or a spray method is particularly preferably used.
さらに、本実施形態に係る塗布工程では、後述する発光層および/または電子輸送層を形成することが好ましく、さらに好ましくは発光層を形成することである。
一般的に、有機EL素子において発光層および/または電子輸送層は、他の層と比較し素材が多種類用いられるために、塗布の精度、ならびに安定性がより要求される層であるため、これらの層に本実施形態に係る塗布工程を適用することが好ましい。
Furthermore, in the coating process according to the present embodiment, it is preferable to form a light emitting layer and / or an electron transport layer, which will be described later, and more preferably to form a light emitting layer.
In general, in the organic EL element, the light emitting layer and / or the electron transport layer is a layer that requires more precision of coating and stability because more types of materials are used than other layers. It is preferable to apply the coating process according to the present embodiment to these layers.
(溶媒)
本実施形態に係る有機機能層材料を溶解または分散する溶媒としては、水系溶媒、エステル類、ケトン類、アルコール類、芳香族炭化水素類またはハロゲン系炭化水素類等が挙げられる。
(solvent)
Examples of the solvent for dissolving or dispersing the organic functional layer material according to this embodiment include aqueous solvents, esters, ketones, alcohols, aromatic hydrocarbons, and halogenated hydrocarbons.
エステル類としては、炭素数2〜19の鎖状または環状のエステル類が好ましく、具体的には、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸イソプロピル、酢酸ブチル、酢酸イソブチル、酢酸sec−ブチル、酢酸ペンチル、酢酸メトキシブチル、酢酸sec−ヘキシル、酢酸2−エチルブチル、酢酸2−エチルヘキシル、酢酸シクロヘキシル、酢酸ベンジル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、プロピオン酸ブチル、2−ヒドロキシ−2−メチルプロピオン酸エチル、フタル酸ジエチル、フタル酸ジブチル等が挙げられる。 As the esters, linear or cyclic esters having 2 to 19 carbon atoms are preferable. Specifically, methyl acetate, ethyl acetate, propyl acetate, isopropyl acetate, butyl acetate, isobutyl acetate, sec-butyl acetate, acetic acid Pentyl, methoxybutyl acetate, sec-hexyl acetate, 2-ethylbutyl acetate, 2-ethylhexyl acetate, cyclohexyl acetate, benzyl acetate, methyl propionate, ethyl propionate, butyl propionate, ethyl 2-hydroxy-2-methylpropionate, Examples include diethyl phthalate and dibutyl phthalate.
ケトン類としては、炭素数3〜9の鎖状または環状のケトン類が好ましく、具体的には、アセトン、メチルエチルケトン、2−ペンタノン、3−ペンタノン、2−ヘキサノン、メチルイソブチルケトン、2−ヘプタノン、3−ヘプタノン、4−ヘプタノン、ジイソブチルケトン、シクロヘキサノン、メチルシクロヘキサノン、アセトフェノン等が挙げられる。 As the ketones, chain or cyclic ketones having 3 to 9 carbon atoms are preferable. Specifically, acetone, methyl ethyl ketone, 2-pentanone, 3-pentanone, 2-hexanone, methyl isobutyl ketone, 2-heptanone, Examples include 3-heptanone, 4-heptanone, diisobutyl ketone, cyclohexanone, methylcyclohexanone, acetophenone, and the like.
アルコール類としては、炭素数3〜16の鎖状または環状のアルコール類が好ましく、n−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、n−ブチルアルコール、sec−ブチルアルコール、イソブチルアルコール、tert−ブチルアルコール、1−ペンチルアルコール、2−ペンチルアルコール、1−エチル−1−プロピルアルコール、2−メチル−1−ブチルアルコール、3−メチル−1−ブチルアルコール、3−メチル−2−ブチルアルコール、ネオペンチルアルコール、1−ヘキシルアルコール、2−メチル−1−ペンチルアルコール、4−メチル−2−ペンチルアルコール、2−エチル−1−ブチルアルコール、1−ヘプチルアルコール、2−ヘプチルアルコール、3−ヘプチルアルコール、1−オクチルアルコール、2−オクチルアルコール、2−エチル−1−ヘキシルアルコール、1−ノニルアルコール、3,5,5−トリメチル−1−ヘキシルアルコール、1−デキルアルコール、1−ウンデキルアルコール、1−ドデキルアルコール、シクロヘキシルアルコール、1−メチルシクロヘキシルアルコール、2−メチルシクロヘキシルアルコール、3−メチルシクロヘキシルアルコール、4−メチルシクロヘキシルアルコール、α−テルピネオール、2,6−ジメチル−4−ヘプチルアルコール、ノニルアルコール、テトラデシルアルコール等が挙げられる。 As the alcohol, a linear or cyclic alcohol having 3 to 16 carbon atoms is preferable, and n-propyl alcohol, isopropyl alcohol, n-butyl alcohol, sec-butyl alcohol, isobutyl alcohol, tert-butyl alcohol, 1-pentyl. Alcohol, 2-pentyl alcohol, 1-ethyl-1-propyl alcohol, 2-methyl-1-butyl alcohol, 3-methyl-1-butyl alcohol, 3-methyl-2-butyl alcohol, neopentyl alcohol, 1-hexyl Alcohol, 2-methyl-1-pentyl alcohol, 4-methyl-2-pentyl alcohol, 2-ethyl-1-butyl alcohol, 1-heptyl alcohol, 2-heptyl alcohol, 3-heptyl alcohol, 1-octyl alcohol, 2 - Til alcohol, 2-ethyl-1-hexyl alcohol, 1-nonyl alcohol, 3,5,5-trimethyl-1-hexyl alcohol, 1-decyl alcohol, 1-undealkyl alcohol, 1-dodecyl alcohol, cyclohexyl alcohol, Examples thereof include 1-methylcyclohexyl alcohol, 2-methylcyclohexyl alcohol, 3-methylcyclohexyl alcohol, 4-methylcyclohexyl alcohol, α-terpineol, 2,6-dimethyl-4-heptyl alcohol, nonyl alcohol, tetradecyl alcohol and the like.
芳香族炭化水素類としては、トルエン、キシレン、ソルベント#100、ソルベント#150、ベンゼン等が挙げられる。 Aromatic hydrocarbons include toluene, xylene, solvent # 100, solvent # 150, benzene and the like.
ハロゲン系炭化水素類としては、1,1−ジクロロエタン、1,2−ジクロロエタン、トリクロロエチレン、テトラクロロエチレン、四塩化炭素、三塩化エチレン、四塩化エチレン等が挙げられる。 Examples of the halogenated hydrocarbons include 1,1-dichloroethane, 1,2-dichloroethane, trichloroethylene, tetrachloroethylene, carbon tetrachloride, ethylene trichloride, ethylene tetrachloride and the like.
(有機EL素子)
本実施形態に係る有機EL素子は、基材及び基材上に陽極、陰極および複数の有機機能層が形成された構成を有している。
有機機能層とは、陽極と陰極との間に設けられている有機エレクトロルミネッセンスを構成する各層をいう。
有機機能層には、例えば、正孔注入層(陽極バッファー層)、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層(陰極バッファー層)、正孔阻止層、電子阻止層及び中間層等が含まれる。
(Organic EL device)
The organic EL device according to this embodiment has a configuration in which an anode, a cathode, and a plurality of organic functional layers are formed on a substrate and the substrate.
An organic functional layer means each layer which comprises the organic electroluminescence provided between the anode and the cathode.
Examples of the organic functional layer include a hole injection layer (anode buffer layer), a hole transport layer, a light emitting layer, an electron transport layer, an electron injection layer (cathode buffer layer), a hole blocking layer, an electron blocking layer, and an intermediate layer. Etc. are included.
本実施形態に係る有機EL素子の層構成の好ましい具体例を以下に示すが、本実施形態はこれらに限定されるものではない。
(i)陽極/正孔輸送層/中間層/発光層/電子輸送層/陰極
(ii)陽極/正孔輸送層/中間層/発光層/正孔阻止層/電子輸送層/陰極
(iii)陽極/正孔輸送層/中間層/発光層/正孔阻止層/電子輸送層/陰極バッファー層/陰極
(iv)陽極/陽極バッファー層/正孔輸送層/中間層/発光層/正孔阻止層/電子輸送層/陰極バッファー層/陰極
(v)陽極/陽極バッファー層/正孔輸送層/発光層/正孔阻止層/電子輸送層/陰極バッファー層/陰極
Although the preferable specific example of the layer structure of the organic EL element which concerns on this embodiment is shown below, this embodiment is not limited to these.
(I) Anode / hole transport layer / intermediate layer / light emitting layer / electron transport layer / cathode (ii) Anode / hole transport layer / intermediate layer / light emitting layer / hole blocking layer / electron transport layer / cathode (iii) Anode / hole transport layer / intermediate layer / light emitting layer / hole blocking layer / electron transport layer / cathode buffer layer / cathode (iv) Anode / anode buffer layer / hole transport layer / intermediate layer / light emitting layer / hole blocking Layer / electron transport layer / cathode buffer layer / cathode (v) anode / anode buffer layer / hole transport layer / light emitting layer / hole blocking layer / electron transport layer / cathode buffer layer / cathode
(発光層)
本実施形態に係る発光層は、電極または電子輸送層、正孔輸送層から注入されてくる電子及び正孔が再結合して発光する層であり、発光する部分は発光層の層内であっても発光層と隣接層との界面であってもよい。
(Light emitting layer)
The light emitting layer according to this embodiment is a layer that emits light by recombination of electrons and holes injected from the electrode, the electron transport layer, or the hole transport layer, and the light emitting portion is within the layer of the light emitting layer. Alternatively, it may be the interface between the light emitting layer and the adjacent layer.
発光層の膜厚は、特に制限はないが、形成する膜の均質性や、発光時に不必要な高電圧を印加するのを防止し、且つ、駆動電流に対する発光色の安定性向上の観点から、2nm〜200nmの範囲に調整することが好ましく、更に好ましくは5nm以上、100nm以下の範囲に調整される。 The thickness of the light emitting layer is not particularly limited, but from the viewpoint of the uniformity of the film to be formed, the application of unnecessary high voltage during light emission, and the improvement of the stability of the emission color with respect to the drive current. It is preferable to adjust to the range of 2 nm-200 nm, More preferably, it adjusts to the range of 5 nm or more and 100 nm or less.
本実施形態に係る有機EL素子の発光層は、その形成方法は特に限定されず、例えば蒸着法及び塗布方法等により形成可能であり、具体的には、キャスト法、印刷法、ダイコート法、スピンコート法、インクジェット法、ディップコート法、ブレード法、スリットコート法またはスプレー法等がある。均質な膜が得られやすく、かつピンホールが生成しにくい等の点から、本実施形態においてはダイコート法、スピンコート法、インクジェット法またはスプレー法の塗布工程による成膜が好ましい。 The formation method of the light emitting layer of the organic EL device according to the present embodiment is not particularly limited, and can be formed by, for example, a vapor deposition method, a coating method, or the like. Examples include a coating method, an ink jet method, a dip coating method, a blade method, a slit coating method, and a spray method. In the present embodiment, film formation by a coating process of a die coating method, a spin coating method, an ink jet method, or a spray method is preferable from the viewpoint that a homogeneous film is easily obtained and pinholes are hardly generated.
以下に発光層に含まれる発光ホスト及び発光ドーパントについて説明する。 Hereinafter, the light emitting host and the light emitting dopant contained in the light emitting layer will be described.
(1)発光ホスト
本実施形態に用いられる発光ホストについて説明する。
ここで、本実施形態において発光ホストとは、発光層に含有される化合物の内での質量比が20%以上であり、且つ室温(25℃)においてリン光発光のリン光量子収率が、0.1未満の化合物と定義される。好ましくはリン光量子収率が0.01未満である。また、発光層に含有される化合物の中で、その層中での質量比が20%以上であることが好ましい。
(1) Light-Emitting Host A light-emitting host used in this embodiment will be described.
Here, in this embodiment, the light-emitting host has a mass ratio of 20% or more of the compounds contained in the light-emitting layer, and a phosphorescence quantum yield of phosphorescence emission at room temperature (25 ° C.) is 0. Defined as less than 1 compound. The phosphorescence quantum yield is preferably less than 0.01. Moreover, it is preferable that the mass ratio in the layer is 20% or more among the compounds contained in a light emitting layer.
このような発光ホストとしては、公知の発光ホストを単独で用いてもよく、または複数種併用して用いてもよい。発光ホストを複数種用いることで、電荷の移動を調整することが可能であり、有機EL素子を高効率化することができる。また、後述する発光ドーパントを複数種用いることで、異なる発光を混ぜることが可能となり、これにより任意の発光色を得ることができる。 As such a light emitting host, a known light emitting host may be used alone, or a plurality of kinds may be used in combination. By using a plurality of types of light-emitting hosts, the movement of charges can be adjusted, and the organic EL element can be made highly efficient. Moreover, it becomes possible to mix different light emission by using multiple types of light emission dopants mentioned later, and, thereby, arbitrary luminescent colors can be obtained.
また、本実施形態に用いられる発光ホストとしては、従来公知の低分子化合物でも、繰り返し単位をもつ高分子化合物でもよく、ビニル基やエポキシ基のような重合性基を有する低分子化合物(蒸着重合性発光ホスト)でも良い。 The light emitting host used in this embodiment may be a conventionally known low molecular compound or a high molecular compound having a repeating unit, and a low molecular compound having a polymerizable group such as a vinyl group or an epoxy group (evaporation polymerization). Luminescent host).
併用してもよい公知の発光ホストとしては、正孔輸送能、電子輸送能を有しつつ、且つ発光の長波長化を防ぎ、なお且つ高Tg(ガラス転移温度)である化合物が好ましい。 As the known light-emitting host that may be used in combination, a compound that has a hole transporting ability and an electron transporting ability, prevents the emission of light from becoming longer, and has a high Tg (glass transition temperature) is preferable.
公知の発光ホストの具体例としては、以下の文献に記載されている化合物が挙げられる。
特開2001−257076号公報、同2002−308855号公報、同2001−313179号公報、同2002−319491号公報、同2001−357977号公報、同2002−334786号公報、同2002−8860号公報、同2002−334787号公報、同2002−15871号公報、同2002−334788号公報、同2002−43056号公報、同2002−334789号公報、同2002−75645号公報、同2002−338579号公報、同2002−105445号公報、同2002−343568号公報、同2002−141173号公報、同2002−352957号公報、同2002−203683号公報、同2002−363227号公報、同2002−231453号公報、同2003−3165号公報、同2002−234888号公報、同2003−27048号公報、同2002−255934号公報、同2002−260861号公報、同2002−280183号公報、同2002−299060号公報、同2002−302516号公報、同2002−305083号公報、同2002−305084号公報、同2002−308837号公報等。
Specific examples of known light-emitting hosts include compounds described in the following documents.
JP-A-2001-257076, 2002-308855, 2001-313179, 2002-319491, 2001-357777, 2002-334786, 2002-8860, 2002-334787, 2002-15871, 2002-334788, 2002-43056, 2002-334789, 2002-75645, 2002-338579, 2002-105445 gazette, 2002-343568 gazette, 2002-141173 gazette, 2002-352957 gazette, 2002-203683 gazette, 2002-363227 gazette, 2002-231453 gazette, No. 003-3165, No. 2002-234888, No. 2003-27048, No. 2002-255934, No. 2002-286061, No. 2002-280183, No. 2002-299060, No. 2002. -302516, 2002-305083, 2002-305084, 2002-308837, and the like.
(2)発光ドーパント
本実施形態に係る発光ドーパントについて説明する。
より発光効率の高い有機EL素子を得る観点から、本発明の有機EL素子の発光層としては、上記の発光ホストを含有すると同時に、発光ドーパント(リン光ドーパント)を含有する。リン光ドーパントは、励起三重項からの発光が観測される化合物であり、具体的には、室温(25℃)にてリン光発光する化合物であり、リン光量子収率が、25℃において0.01以上の化合物であると定義されるが、好ましいリン光量子収率は0.1以上である。
(2) Luminescent dopant The luminescent dopant which concerns on this embodiment is demonstrated.
From the viewpoint of obtaining an organic EL element with higher luminous efficiency, the light emitting layer of the organic EL element of the present invention contains the above light emitting host and simultaneously contains a light emitting dopant (phosphorescent dopant). A phosphorescent dopant is a compound in which light emission from an excited triplet is observed. Specifically, it is a compound that emits phosphorescence at room temperature (25 ° C.). Although defined as being a compound of 01 or more, a preferable phosphorescence quantum yield is 0.1 or more.
上記リン光量子収率は、第4版実験化学講座7の分光IIの398頁(1992年版、丸善)に記載の方法により測定できる。溶液中でのリン光量子収率は種々の溶媒を用いて測定できるが、本実施形態に係るリン光ドーパントは、任意の溶媒のいずれかにおいて上記リン光量子収率(0.01以上)が達成されればよい。 The phosphorescence quantum yield can be measured by the method described in Spectroscopic II, page 398 (1992 edition, Maruzen) of Experimental Chemistry Course 4 of the 4th edition. Although the phosphorescence quantum yield in a solution can be measured using various solvents, the phosphorescence dopant according to the present embodiment achieves the phosphorescence quantum yield (0.01 or more) in any solvent. Just do it.
リン光ドーパントの発光は原理としては2種挙げられ、一つはキャリアが輸送される発光ホスト上でキャリアの再結合が起こって発光ホストの励起状態が生成し、このエネルギーをリン光ドーパントに移動させることでリン光ドーパントからの発光を得るというエネルギー移動型、もう一つはリン光ドーパントがキャリアトラップとなり、リン光ドーパント上でキャリアの再結合が起こりリン光ドーパントからの発光が得られるというキャリアトラップ型であるが、何れの場合においても、リン光ドーパントの励起状態のエネルギーは発光ホストの励起状態のエネルギーよりも低いことが条件である。 There are two types of emission of phosphorescent dopants in principle. One is the recombination of carriers on the light-emitting host on which carriers are transported to generate the excited state of the light-emitting host, and this energy is transferred to the phosphorescent dopant. The energy transfer type that obtains light emission from the phosphorescent dopant, and the other is that the phosphorescent dopant becomes a carrier trap, carrier recombination occurs on the phosphorescent dopant, and light emission from the phosphorescent dopant is obtained. Although it is a trap type, in any case, it is a condition that the excited state energy of the phosphorescent dopant is lower than the excited state energy of the light emitting host.
リン光ドーパントは、有機EL素子の発光層に使用される公知のものの中から適宜選択して用いることができる。
本実施形態に係るリン光ドーパントとしては、好ましくは元素の周期表で8〜10族の金属を含有する錯体系化合物であり、更に好ましくはイリジウム化合物、オスミウム化合物、または白金化合物(白金錯体系化合物)、希土類錯体であり、中でも最も好ましいのはイリジウム化合物である。
The phosphorescent dopant can be appropriately selected from known materials used for the light emitting layer of the organic EL device.
The phosphorescent dopant according to this embodiment is preferably a complex compound containing a group 8-10 metal in the periodic table of elements, more preferably an iridium compound, an osmium compound, or a platinum compound (platinum complex compound). ), Rare earth complexes, and most preferred are iridium compounds.
以下に、リン光ドーパントとして用いられる化合物の具体例を示すが、本実施形態はこれらに限定されない。これらの化合物は、例えば、Inorg.Chem.40巻、1704〜1711に記載の方法等により合成できる。 Although the specific example of the compound used as a phosphorescence dopant below is shown, this embodiment is not limited to these. These compounds are described, for example, in Inorg. Chem. 40, 1704-1711, and the like.
次に、本実施形態の有機EL素子の層として用いられる、注入層、阻止層及び輸送層等について説明する。 Next, an injection layer, a blocking layer, a transport layer, and the like used as the layer of the organic EL element of this embodiment will be described.
(注入層:電子注入層、正孔注入層)
注入層は必要に応じて設けるものであり、電子注入層と正孔注入層がある。上記のように、陽極と発光層または正孔輸送層の間、および陰極と発光層または電子輸送層との間に存在させることができる。
(Injection layer: electron injection layer, hole injection layer)
The injection layer is provided as necessary, and includes an electron injection layer and a hole injection layer. As described above, it can be present between the anode and the light emitting layer or hole transport layer and between the cathode and the light emitting layer or electron transport layer.
注入層とは、駆動電圧低下や発光輝度向上のために電極と有機層間に設けられる層のことで、「有機EL素子とその工業化最前線(1998年11月30日エヌ・ティー・エス社発行)」の第2編第2章「電極材料」(123〜166頁)に詳細に記載されている。 An injection layer is a layer provided between an electrode and an organic layer in order to reduce drive voltage and improve light emission luminance. “Organic EL element and its forefront of industrialization (issued by NTT Corporation on November 30, 1998) ) ", Chapter 2, Chapter 2," Electrode Materials "(pp. 123-166).
陽極バッファー層(正孔注入層)は、特開平9−45479号公報、同9−260062号公報、同8−288069号公報等にもその詳細が記載されており、具体例として、銅フタロシアニンに代表されるフタロシアニンバッファー層、酸化バナジウムに代表される酸化物バッファー層、アモルファスカーボンバッファー層、ポリアニリン(エメラルディン)やポリチオフェン等の導電性高分子を用いた高分子バッファー層等が挙げられる。 The details of the anode buffer layer (hole injection layer) are described in JP-A-9-45479, JP-A-9-260062, JP-A-8-288069 and the like. As a specific example, copper phthalocyanine is used. Examples thereof include a phthalocyanine buffer layer represented by an oxide, an oxide buffer layer represented by vanadium oxide, an amorphous carbon buffer layer, and a polymer buffer layer using a conductive polymer such as polyaniline (emeraldine) or polythiophene.
また、特開平6−025658号に記載されているフェロセン化合物、特開平10−233287号等に記載されているスターバースト型の化合物、特開2000−068058号、特開2004−6321号に記載されているトリアリールアミン型の化合物、特開2002−117979号に記載されている含硫黄環含有化合物、US2002/0158242、US2006/0251922号、特開2006−49393号等に記載されているヘキサアザトリフェニレン化合物等も正孔注入層として挙げられる。 Further, ferrocene compounds described in JP-A-6-025658, starburst type compounds described in JP-A-10-233287, etc., JP-A 2000-068058, JP-A 2004-6321 Triarylamine type compounds, sulfur-containing ring-containing compounds described in JP-A No. 2002-117879, hexaazatriphenylene described in US 2002/0158242, US 2006/0251922, JP-A 2006-49393, etc. A compound etc. are also mentioned as a positive hole injection layer.
一方、陰極バッファー層(電子注入層)は、特開平6−325871号公報、同9−17574号公報、同10−74586号公報等にもその詳細が記載されており、具体的にはストロンチウムやアルミニウム等に代表される金属バッファー層、フッ化リチウムに代表されるアルカリ金属化合物バッファー層、フッ化マグネシウムに代表されるアルカリ土類金属化合物バッファー層、酸化アルミニウムに代表される酸化物バッファー層等が挙げられる。 On the other hand, the details of the cathode buffer layer (electron injection layer) are also described in JP-A-6-325871, JP-A-9-17574, JP-A-10-74586, and the like. Metal buffer layer typified by aluminum, etc., alkali metal compound buffer layer typified by lithium fluoride, alkaline earth metal compound buffer layer typified by magnesium fluoride, oxide buffer layer typified by aluminum oxide, etc. Can be mentioned.
上記のような注入層はごく薄い膜であることが望ましく、素材にもよるがその膜厚は0.1nm〜5μmの範囲が好ましい。 The injection layer as described above is desirably a very thin film, and the film thickness is preferably in the range of 0.1 nm to 5 μm although it depends on the material.
(阻止層:正孔阻止層、電子阻止層)
阻止層は、上記のように有機機能層の構成層の他に必要に応じて設けられるものである。例えば、特開平11−204258号公報、同11−204359号公報、及び「有機EL素子とその工業化最前線(1998年11月30日エヌ・ティー・エス社発行)」の237頁等に記載されている正孔阻止(ホールブロック)層がある。
(Blocking layer: hole blocking layer, electron blocking layer)
The blocking layer is provided as needed in addition to the constituent layers of the organic functional layer as described above. For example, it is described in JP-A Nos. 11-204258, 11-204359, and “Organic EL elements and their forefront of industrialization” (issued by NTT, Inc. on November 30, 1998). There is a hole blocking (hole blocking) layer.
正孔阻止層とは広い意味では電子輸送層の機能を有し、電子を輸送する機能を有しつつ正孔を輸送する能力が著しく小さい正孔阻止材料からなり、電子を輸送しつつ正孔を阻止することで電子と正孔の再結合確率を向上させることができる。また、後述する電子輸送層の構成を必要に応じて、本実施形態に係わる正孔阻止層として用いることができる。 The hole blocking layer has a function of an electron transport layer in a broad sense, and is made of a hole blocking material that has a function of transporting electrons and has a remarkably small ability to transport holes. The probability of recombination of electrons and holes can be improved by blocking. Moreover, the structure of the electron carrying layer mentioned later can be used as a hole-blocking layer concerning this embodiment as needed.
本実施形態に係る有機EL素子の正孔阻止層は、発光層に隣接して設けられていることが好ましい。また、正孔阻止層には、前述の発光ホストとして挙げたアザカルバゾール誘導体を含有することが好ましい。 The hole blocking layer of the organic EL element according to this embodiment is preferably provided adjacent to the light emitting layer. The hole blocking layer preferably contains the azacarbazole derivative mentioned as the light emitting host.
一方、電子阻止層とは広い意味では正孔輸送層の機能を有し、正孔を輸送する機能を有しつつ電子を輸送する能力が著しく小さい材料からなり、正孔を輸送しつつ電子を阻止することで電子と正孔の再結合確率を向上させることができる。また、後述する正孔輸送層の構成を必要に応じて電子阻止層として用いることができる。 On the other hand, the electron blocking layer has a function of a hole transport layer in a broad sense, and is made of a material having a function of transporting holes while having a very small ability to transport electrons, and transporting electrons while transporting holes. By blocking, the recombination probability of electrons and holes can be improved. Moreover, the structure of the positive hole transport layer mentioned later can be used as an electron blocking layer as needed.
本実施形態に係る正孔阻止層、電子阻止層の膜厚としては、好ましくは3nm〜100nmであり、更に好ましくは5nm〜30nmである。 The thickness of the hole blocking layer and the electron blocking layer according to this embodiment is preferably 3 nm to 100 nm, and more preferably 5 nm to 30 nm.
(正孔輸送層)
正孔輸送層とは正孔を輸送する機能を有する正孔輸送材料からなり、広い意味で正孔注入層、電子阻止層も正孔輸送層に含まれる。正孔輸送層は単層または複数層設けることができる。
(Hole transport layer)
The hole transport layer is made of a hole transport material having a function of transporting holes, and in a broad sense, a hole injection layer and an electron blocking layer are also included in the hole transport layer. The hole transport layer can be provided as a single layer or a plurality of layers.
正孔輸送材料としては、正孔の注入または輸送、電子の障壁性のいずれかを有するものであり、有機物、無機物のいずれであってもよい。例えば、トリアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、ピラゾリン誘導体及びピラゾロン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、アリールアミン誘導体、アミノ置換カルコン誘導体、オキサゾール誘導体、スチリルアントラセン誘導体、フルオレノン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、シラザン誘導体、アニリン系共重合体、また導電性高分子オリゴマー、特にチオフェンオリゴマー等が挙げられる。 The hole transport material has any one of hole injection or transport and electron barrier properties, and may be either organic or inorganic. For example, triazole derivatives, oxadiazole derivatives, imidazole derivatives, polyarylalkane derivatives, pyrazoline derivatives and pyrazolone derivatives, phenylenediamine derivatives, arylamine derivatives, amino-substituted chalcone derivatives, oxazole derivatives, styrylanthracene derivatives, fluorenone derivatives, hydrazone derivatives, Examples thereof include stilbene derivatives, silazane derivatives, aniline copolymers, and conductive polymer oligomers, particularly thiophene oligomers.
正孔輸送材料としては上記のものを使用することができるが、ポルフィリン化合物、芳香族第3級アミン化合物及びスチリルアミン化合物、特に芳香族第3級アミン化合物を用いることが好ましい。 The above-mentioned materials can be used as the hole transport material, but it is preferable to use a porphyrin compound, an aromatic tertiary amine compound and a styrylamine compound, particularly an aromatic tertiary amine compound.
芳香族第3級アミン化合物及びスチリルアミン化合物の代表例としては、N,N,N′,N′−テトラフェニル−4,4′−ジアミノフェニル;N,N′−ジフェニル−N,N′−ビス(3−メチルフェニル)−〔1,1′−ビフェニル〕−4,4′−ジアミン(TPD);2,2−ビス(4−ジ−p−トリルアミノフェニル)プロパン;1,1−ビス(4−ジ−p−トリルアミノフェニル)シクロヘキサン;N,N,N′,N′−テトラ−p−トリル−4,4′−ジアミノビフェニル;1,1−ビス(4−ジ−p−トリルアミノフェニル)−4−フェニルシクロヘキサン;ビス(4−ジメチルアミノ−2−メチルフェニル)フェニルメタン;ビス(4−ジ−p−トリルアミノフェニル)フェニルメタン;N,N′−ジフェニル−N,N′−ジ(4−メトキシフェニル)−4,4′−ジアミノビフェニル;N,N,N′,N′−テトラフェニル−4,4′−ジアミノジフェニルエーテル;4,4′−ビス(ジフェニルアミノ)クオードリフェニル;N,N,N−トリ(p−トリル)アミン;4−(ジ−p−トリルアミノ)−4′−〔4−(ジ−p−トリルアミノ)スチリル〕スチルベン;4−N,N−ジフェニルアミノ−(2−ジフェニルビニル)ベンゼン;3−メトキシ−4′−N,N−ジフェニルアミノスチルベンゼン;N−フェニルカルバゾール、更には米国特許第5,061,569号明細書に記載されている2個の縮合芳香族環を分子内に有するもの、例えば、4,4′−ビス〔N−(1−ナフチル)−N−フェニルアミノ〕ビフェニル(NPD)、特開平4−308688号公報に記載されているトリフェニルアミンユニットが3つスターバースト型に連結された4,4′,4″−トリス〔N−(3−メチルフェニル)−N−フェニルアミノ〕トリフェニルアミン(MTDATA)等が挙げられる。 Representative examples of aromatic tertiary amine compounds and styrylamine compounds include N, N, N ', N'-tetraphenyl-4,4'-diaminophenyl; N, N'-diphenyl-N, N'- Bis (3-methylphenyl)-[1,1′-biphenyl] -4,4′-diamine (TPD); 2,2-bis (4-di-p-tolylaminophenyl) propane; 1,1-bis (4-di-p-tolylaminophenyl) cyclohexane; N, N, N ′, N′-tetra-p-tolyl-4,4′-diaminobiphenyl; 1,1-bis (4-di-p-tolyl) Aminophenyl) -4-phenylcyclohexane; bis (4-dimethylamino-2-methylphenyl) phenylmethane; bis (4-di-p-tolylaminophenyl) phenylmethane; N, N'-diphenyl-N, N ' − (4-methoxyphenyl) -4,4'-diaminobiphenyl; N, N, N ', N'-tetraphenyl-4,4'-diaminodiphenyl ether; 4,4'-bis (diphenylamino) quadriphenyl; N, N, N-tri (p-tolyl) amine; 4- (di-p-tolylamino) -4 '-[4- (di-p-tolylamino) styryl] stilbene; 4-N, N-diphenylamino- (2-diphenylvinyl) benzene; 3-methoxy-4′-N, N-diphenylaminostilbenzene; N-phenylcarbazole, and also two of those described in US Pat. No. 5,061,569. Having a condensed aromatic ring in the molecule, for example, 4,4'-bis [N- (1-naphthyl) -N-phenylamino] biphenyl (NPD), JP-A-4-3086 4,4 ', 4 "-tris [N- (3-methylphenyl) -N-phenylamino] triphenylamine in which three triphenylamine units described in Japanese Patent No. 8 are linked in a starburst type ( MTDATA) and the like.
更にこれらの材料を高分子鎖に導入した、またはこれらの材料を高分子の主鎖とした高分子材料を用いることもできる。また、p型−Si、p型−SiC等の無機化合物も正孔注入材料、正孔輸送材料として使用することができる。 Furthermore, a polymer material in which these materials are introduced into a polymer chain or these materials are used as a polymer main chain can also be used. In addition, inorganic compounds such as p-type-Si and p-type-SiC can also be used as the hole injection material and the hole transport material.
また、特開平11−251067号公報、J.Huang et.al.著文献(Applied Physics Letters 80(2002),p.139)に記載されているような、所謂p型正孔輸送材料を用いることもできる。本実施形態においては、より高効率の発光素子が得られることからこれらの材料を用いることが好ましい。 JP-A-11-251067, J. Org. Huang et. al. A so-called p-type hole transport material as described in a book (Applied Physics Letters 80 (2002), p. 139) can also be used. In this embodiment, it is preferable to use these materials because a light-emitting element with higher efficiency can be obtained.
正孔輸送層は上記正孔輸送材料を、例えば、蒸着法、塗布方法等の公知の方法により、薄膜化することにより形成することができる。正孔輸送層の膜厚については特に制限はないが、通常は5nm〜5μm程度、好ましくは5nm〜200nmである。この正孔輸送層は上記材料の1種または2種以上からなる一層構造であってもよい。 The hole transport layer can be formed by thinning the hole transport material by a known method such as a vapor deposition method or a coating method. Although there is no restriction | limiting in particular about the film thickness of a positive hole transport layer, Usually, 5 nm-about 5 micrometers, Preferably it is 5 nm-200 nm. The hole transport layer may have a single layer structure composed of one or more of the above materials.
また、不純物をドープしたp性の高い正孔輸送層を用いることもできる。その例としては、特開平4−297076号公報、特開2000−196140号公報、同2001−102175号公報の各公報、J.Appl.Phys.,95,5773(2004)等に記載されたものが挙げられる。 Alternatively, a hole transport layer having a high p property doped with impurities can be used. Examples thereof include JP-A-4-297076, JP-A-2000-196140, 2001-102175, J. Pat. Appl. Phys. 95, 5773 (2004), and the like.
(電子輸送層)
電子輸送層とは電子を輸送する機能を有する材料からなり、広い意味で電子注入層、正孔阻止層も電子輸送層に含まれる。電子輸送層は単層または複数層設けることができる。
(Electron transport layer)
The electron transport layer is made of a material having a function of transporting electrons, and in a broad sense, an electron injection layer and a hole blocking layer are also included in the electron transport layer. The electron transport layer can be provided as a single layer or a plurality of layers.
従来、単層の電子輸送層、及び複数層とする場合は発光層に対して陰極側に隣接する電子輸送層に用いられる電子輸送材料(正孔阻止材料を兼ねる)としては、陰極より注入された電子を発光層に伝達する機能を有していればよく、その材料としては従来公知の化合物の中から任意のものを選択して用いることができ、例えば、ニトロ置換フルオレン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、チオピランジオキシド誘導体、カルボジイミド、フレオレニリデンメタン誘導体、アントラキノジメタンおよびアントロン誘導体、オキサジアゾール誘導体等が挙げられる。更に上記オキサジアゾール誘導体において、オキサジアゾール環の酸素原子を硫黄原子に置換したチアジアゾール誘導体、電子吸引基として知られているキノキサリン環を有するキノキサリン誘導体も、電子輸送材料として用いることができる。更にこれらの材料を高分子鎖に導入した、またはこれらの材料を高分子の主鎖とした高分子材料を用いることもできる。 Conventionally, in the case of a single electron transport layer and a plurality of layers, an electron transport material (also serving as a hole blocking material) used for an electron transport layer adjacent to the light emitting layer on the cathode side is injected from the cathode. As long as it has a function of transferring electrons to the light-emitting layer, any material can be selected and used from among conventionally known compounds. For example, nitro-substituted fluorene derivatives, diphenylquinone derivatives Thiopyrandioxide derivatives, carbodiimides, fluorenylidenemethane derivatives, anthraquinodimethane and anthrone derivatives, oxadiazole derivatives and the like. Furthermore, in the above oxadiazole derivative, a thiadiazole derivative in which the oxygen atom of the oxadiazole ring is substituted with a sulfur atom, and a quinoxaline derivative having a quinoxaline ring known as an electron withdrawing group can also be used as an electron transport material. Furthermore, a polymer material in which these materials are introduced into a polymer chain or these materials are used as a polymer main chain can also be used.
また8−キノリノール誘導体の金属錯体、例えば、トリス(8−キノリノール)アルミニウム(Alq)、トリス(5,7−ジクロロ−8−キノリノール)アルミニウム、トリス(5,7−ジブロモ−8−キノリノール)アルミニウム、トリス(2−メチル−8−キノリノール)アルミニウム、トリス(5−メチル−8−キノリノール)アルミニウム、ビス(8−キノリノール)亜鉛(Znq)等、およびこれらの金属錯体の中心金属がIn、Mg、Cu、Ca、Sn、GaまたはPbに置き替わった金属錯体も、電子輸送材料として用いることができる。その他、メタルフリーもしくはメタルフタロシアニン、またはそれらの末端がアルキル基やスルホン酸基等で置換されているものも、電子輸送材料として好ましく用いることができる。また、発光層の材料として例示したジスチリルピラジン誘導体も、電子輸送材料として用いることができるし、正孔注入層、正孔輸送層と同様にn型−Si、n型−SiC等の無機半導体も電子輸送材料として用いることができる。 Also, metal complexes of 8-quinolinol derivatives such as tris (8-quinolinol) aluminum (Alq), tris (5,7-dichloro-8-quinolinol) aluminum, tris (5,7-dibromo-8-quinolinol) aluminum, Tris (2-methyl-8-quinolinol) aluminum, tris (5-methyl-8-quinolinol) aluminum, bis (8-quinolinol) zinc (Znq), etc., and the central metals of these metal complexes are In, Mg, Cu , Ca, Sn, Ga, or Pb can also be used as an electron transport material. In addition, metal-free or metal phthalocyanine, or those having terminal ends substituted with an alkyl group or a sulfonic acid group can be preferably used as the electron transporting material. In addition, the distyrylpyrazine derivative exemplified as the material of the light emitting layer can also be used as an electron transport material, and an inorganic semiconductor such as n-type-Si, n-type-SiC, etc. as in the case of the hole injection layer and hole transport layer Can also be used as an electron transporting material.
電子輸送層は上記電子輸送材料を、例えば、蒸着法、塗布法等の公知の方法により、薄膜化することにより形成することができる。電子輸送層の膜厚については特に制限はないが、通常は5nm〜5μm程度、好ましくは5nm〜200nmである。電子輸送層は上記材料の1種または2種以上からなる一層構造であってもよい。 The electron transport layer can be formed by thinning the electron transport material by a known method such as a vapor deposition method or a coating method. Although there is no restriction | limiting in particular about the film thickness of an electron carrying layer, Usually, 5 nm-about 5 micrometers, Preferably it is 5 nm-200 nm. The electron transport layer may have a single layer structure composed of one or more of the above materials.
(陽極)
本実施形態に係る有機EL素子における陽極としては、仕事関数の大きい(4eV以上)金属、合金、電気伝導性化合物及びこれらの混合物を電極物質とするものが好ましく用いられる。このような電極物質の具体例としては、Au等の金属、CuI、インジウムチンオキシド(ITO)、SnO2、ZnO等の導電性透明材料が挙げられる。また、IDIXO(In2O3−ZnO)等非晶質で透明導電膜を作製可能な材料を用いてもよい。
(anode)
As the anode in the organic EL device according to the present embodiment, an anode using a metal, an alloy, an electrically conductive compound, and a mixture thereof having a high work function (4 eV or more) is preferably used. Specific examples of such an electrode material include metals such as Au, and conductive transparent materials such as CuI, indium tin oxide (ITO), SnO2, and ZnO. Alternatively, an amorphous material such as IDIXO (In2O3-ZnO) that can form a transparent conductive film may be used.
陽極はこれらの電極物質を蒸着やスパッタリング等の方法により薄膜を形成させ、フォトリソグラフィー法で所望の形状のパターンを形成してもよく、あるいはパターン精度をあまり必要としない場合は(100μm以上程度)、上記電極物質の蒸着やスパッタリング時に所望の形状のマスクを介してパターンを形成してもよい。あるいは、有機導電性化合物のように塗布可能な物質を用いる場合には、印刷方式、コーティング方式等湿式成膜法を用いることもできる。 For the anode, these electrode materials may be formed into a thin film by a method such as vapor deposition or sputtering, and a pattern having a desired shape may be formed by a photolithography method, or when pattern accuracy is not so high (about 100 μm or more) A pattern may be formed through a mask having a desired shape at the time of vapor deposition or sputtering of the electrode material. Or when using the substance which can be apply | coated like an organic electroconductivity compound, wet film-forming methods, such as a printing system and a coating system, can also be used.
この陽極より発光を取り出す場合には、透過率を10%より大きくすることが望ましく、また陽極としてのシート抵抗は数百Ω/□以下が好ましい。更に膜厚は材料にもよるが、通常10〜1000nm、好ましくは10〜200nmの範囲で選ばれる。 When light emission is extracted from the anode, it is desirable that the transmittance be greater than 10%, and the sheet resistance as the anode is preferably several hundred Ω / □ or less. Further, although the film thickness depends on the material, it is usually selected in the range of 10 to 1000 nm, preferably 10 to 200 nm.
(陰極)
一方、陰極としては仕事関数の小さい(4eV以下)金属(電子注入性金属と称する)、合金、電気伝導性化合物及びこれらの混合物を電極物質とするものが用いられる。このような電極物質の具体例としては、ナトリウム、ナトリウム−カリウム合金、マグネシウム、リチウム、マグネシウム/銅混合物、マグネシウム/銀混合物、マグネシウム/アルミニウム混合物、マグネシウム/インジウム混合物、アルミニウム/酸化アルミニウム(Al2O3)混合物、インジウム、リチウム/アルミニウム混合物、希土類金属等が挙げられる。
これらの中で、電子注入性及び酸化等に対する耐久性の点から、電子注入性金属とこれより仕事関数の値が大きく安定な金属である第二金属との混合物、例えば、マグネシウム/銀混合物、マグネシウム/アルミニウム混合物、マグネシウム/インジウム混合物、アルミニウム/酸化アルミニウム(Al2O3)混合物、リチウム/アルミニウム混合物、アルミニウム等が好適である。
(cathode)
On the other hand, as the cathode, a material having a low work function (4 eV or less) metal (referred to as an electron injecting metal), an alloy, an electrically conductive compound, and a mixture thereof as an electrode material is used. Specific examples of such electrode materials include sodium, sodium-potassium alloy, magnesium, lithium, magnesium / copper mixture, magnesium / silver mixture, magnesium / aluminum mixture, magnesium / indium mixture, aluminum / aluminum oxide (Al2O3) mixture. , Indium, lithium / aluminum mixtures, rare earth metals and the like.
Among these, from the point of durability against electron injection and oxidation, etc., a mixture of an electron injecting metal and a second metal which is a stable metal having a larger work function than this, for example, a magnesium / silver mixture, Magnesium / aluminum mixtures, magnesium / indium mixtures, aluminum / aluminum oxide (Al2O3) mixtures, lithium / aluminum mixtures, aluminum and the like are preferred.
陰極はこれらの電極物質を蒸着やスパッタリング等の方法により薄膜を形成させることにより、作製することができる。また、陰極としてのシート抵抗は数百Ω/□以下が好ましく、膜厚は通常10nm〜5μm、好ましくは50〜200nmの範囲で選ばれる。なお、発光した光を透過させるため、有機EL素子の陽極または陰極のいずれか一方が透明または半透明であれば発光輝度が向上し好都合である。 The cathode can be produced by forming a thin film of these electrode materials by a method such as vapor deposition or sputtering. The sheet resistance as the cathode is preferably several hundred Ω / □ or less, and the film thickness is usually selected in the range of 10 nm to 5 μm, preferably 50 to 200 nm. In order to transmit the emitted light, if either one of the anode or the cathode of the organic EL element is transparent or translucent, the light emission luminance is improved, which is convenient.
また、陰極に上記金属を1〜20nmの膜厚で作製した後に、陽極の説明で挙げた導電性透明材料をその上に作製することで、透明または半透明の陰極を作製することができ、これを応用することで陽極と陰極の両方が透過性を有する素子を作製することができる。 Moreover, after producing the said metal with a film thickness of 1-20 nm on a cathode, a transparent or semi-transparent cathode can be produced by producing the electroconductive transparent material quoted by description of the anode on it, By applying this, an element in which both the anode and the cathode are transmissive can be manufactured.
(基材)
本実施形態に係る有機EL素子に用いることのできる基材としては、ガラス、プラスチック等の種類には特に限定はなく、また透明であっても不透明であってもよい。基材側から光を取り出す場合には、基材は透明であることが好ましい。好ましく用いられる透明な基材としては、ガラス、石英、透明樹脂フィルムを挙げることができる。特に好ましい基材は、有機EL素子にフレキシブル性を与えることが可能な樹脂フィルムである。
(Base material)
As a base material that can be used in the organic EL device according to this embodiment, there is no particular limitation on the type of glass, plastic, and the like, and it may be transparent or opaque. When taking out light from the base material side, it is preferable that the base material is transparent. Examples of the transparent substrate preferably used include glass, quartz, and a transparent resin film. A particularly preferable substrate is a resin film that can give flexibility to the organic EL element.
樹脂フィルムとしては、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)等のポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、セロファン、セルロースジアセテート、セルローストリアセテート、セルロースアセテートブチレート、セルロースアセテートプロピオネート(CAP)、セルロースアセテートフタレート(TAC)、セルロースナイトレート等のセルロースエステル類またはそれらの誘導体、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルアルコール、ポリエチレンビニルアルコール、シンジオタクティックポリスチレン、ポリカーボネート、ノルボルネン樹脂、ポリメチルペンテン、ポリエーテルケトン、ポリイミド、ポリエーテルスルホン(PES)、ポリフェニレンスルフィド、ポリスルホン類、ポリエーテルイミド、ポリエーテルケトンイミド、ポリアミド、フッ素樹脂、ナイロン、ポリメチルメタクリレート、アクリルあるいはポリアリレート類、アートン(JSR製)あるいはアペル(三井化学製)といったシクロオレフィン系樹脂等を挙げられる。 Examples of the resin film include polyesters such as polyethylene terephthalate (PET) and polyethylene naphthalate (PEN), polyethylene, polypropylene, cellophane, cellulose diacetate, cellulose triacetate, cellulose acetate butyrate, cellulose acetate propionate (CAP), Cellulose esters such as cellulose acetate phthalate (TAC) and cellulose nitrate or derivatives thereof, polyvinylidene chloride, polyvinyl alcohol, polyethylene vinyl alcohol, syndiotactic polystyrene, polycarbonate, norbornene resin, polymethylpentene, polyether ketone, polyimide , Polyethersulfone (PES), polyphenylene sulfide, polysulfones Polyetherimide, polyether ketone imide, polyamide, fluorine resin, nylon, polymethyl methacrylate, acrylic or polyarylates, and cycloolefin resins such as ARTON (manufactured by JSR) or APEL (manufactured by Mitsui Chemicals).
樹脂フィルムの表面には、無機物、有機物の被膜またはその両者のハイブリッド被膜が形成されていてもよく、水蒸気透過度が0.01g/m2/日・atm以下のバリア性フィルムであることが好ましく、更には酸素透過度10−3g/m2/日以下、水蒸気透過度10−5g/m2/日以下の高バリア性フィルムであることが好ましい。 On the surface of the resin film, an inorganic film, an organic film or a hybrid film of both may be formed, and it is preferably a barrier film having a water vapor permeability of 0.01 g / m 2 / day · atm or less, Further, it is preferably a high barrier film having an oxygen permeability of 10-3 g / m2 / day or less and a water vapor permeability of 10-5 g / m2 / day or less.
バリア膜を形成する材料としては、水分や酸素等素子の劣化をもたらすものの浸入を抑制する機能を有する材料であればよく、例えば、酸化珪素、二酸化珪素、窒化珪素等を用いることができる。更に該膜の脆弱性を改良するために、これら無機層と有機材料からなる層の積層構造を持たせることがより好ましい。無機層と有機層の積層順については特に制限はないが、両者を交互に複数回積層させることが好ましい。 As a material for forming the barrier film, any material may be used as long as it has a function of suppressing entry of elements that cause deterioration of elements such as moisture and oxygen. For example, silicon oxide, silicon dioxide, silicon nitride, or the like can be used. Further, in order to improve the brittleness of the film, it is more preferable to have a laminated structure of these inorganic layers and organic material layers. Although there is no restriction | limiting in particular about the lamination | stacking order of an inorganic layer and an organic layer, It is preferable to laminate | stack both alternately several times.
バリア膜の形成方法については特に限定はなく、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、反応性スパッタリング法、分子線エピタキシー法、クラスタ−イオンビーム法、イオンプレーティング法、プラズマ重合法、大気圧プラズマ重合法、プラズマCVD法、レーザーCVD法、熱CVD法、コーティング法等を用いることができるが、特開2004−68143号公報に記載されているような大気圧プラズマ重合法によるものが特に好ましい。 The method for forming the barrier film is not particularly limited. For example, the vacuum deposition method, sputtering method, reactive sputtering method, molecular beam epitaxy method, cluster ion beam method, ion plating method, plasma polymerization method, atmospheric pressure plasma weight A combination method, a plasma CVD method, a laser CVD method, a thermal CVD method, a coating method, and the like can be used, but an atmospheric pressure plasma polymerization method as described in JP-A-2004-68143 is particularly preferable.
不透明な基材としては、例えば、アルミ、ステンレス等の金属板、フィルムや不透明樹脂基板、セラミック製の基材等が挙げられる。 Examples of the opaque base material include metal plates such as aluminum and stainless steel, films, opaque resin substrates, ceramic base materials, and the like.
本実施形態の有機EL素子の発光の室温における外部取り出し量子効率は、1%以上であることが好ましく、より好ましくは5%以上である。ここに、外部取り出し量子効率(%)=有機EL素子外部に発光した光子数/有機EL素子に流した電子数×100である。 The external extraction quantum efficiency at room temperature of light emission of the organic EL device of this embodiment is preferably 1% or more, more preferably 5% or more. Here, the external extraction quantum efficiency (%) = the number of photons emitted to the outside of the organic EL element / the number of electrons sent to the organic EL element × 100.
また、カラーフィルター等の色相改良フィルター等を併用しても、有機EL素子からの発光色を蛍光体を用いて多色へ変換する色変換フィルターを併用してもよい。色変換フィルターを用いる場合においては、有機EL素子の発光のλmaxは480nm以下が好ましい。 In addition, a hue improvement filter such as a color filter may be used in combination, or a color conversion filter that converts the emission color from the organic EL element into multiple colors using a phosphor. In the case of using a color conversion filter, the λmax of light emission of the organic EL element is preferably 480 nm or less.
(封止)
本実施形態に用いられる封止手段としては、例えば、封止部材と電極及び基材とを接着剤で接着する方法を挙げることができる。
(Sealing)
As a sealing means used for this embodiment, the method of adhere | attaching a sealing member, an electrode, and a base material with an adhesive agent can be mentioned, for example.
封止部材としては、有機EL素子の表示領域を覆うように配置されておればよく、凹板状でも平板状でもよい。また透明性、電気絶縁性は特に問わない。 As a sealing member, it should just be arrange | positioned so that the display area | region of an organic EL element may be covered, and concave plate shape or flat plate shape may be sufficient. Further, transparency and electrical insulation are not particularly limited.
具体的には、ガラス板、ポリマー板・フィルム、金属板・フィルム等が挙げられる。ガラス板としては、特にソーダ石灰ガラス、バリウム・ストロンチウム含有ガラス、鉛ガラス、アルミノケイ酸ガラス、ホウケイ酸ガラス、バリウムホウケイ酸ガラス、石英等を挙げることができる。また、ポリマー板としては、ポリカーボネート、アクリル、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルサルファイド、ポリサルフォン等を挙げることができる。金属板としては、ステンレス、鉄、銅、アルミニウム、マグネシウム、ニッケル、亜鉛、クロム、チタン、モリブテン、シリコン、ゲルマニウム及びタンタルからなる群から選ばれる一種以上の金属または合金からなるものが挙げられる。 Specific examples include a glass plate, a polymer plate / film, and a metal plate / film. Examples of the glass plate include soda-lime glass, barium / strontium-containing glass, lead glass, aluminosilicate glass, borosilicate glass, barium borosilicate glass, and quartz. Examples of the polymer plate include polycarbonate, acrylic, polyethylene terephthalate, polyether sulfide, and polysulfone. Examples of the metal plate include those made of one or more metals or alloys selected from the group consisting of stainless steel, iron, copper, aluminum, magnesium, nickel, zinc, chromium, titanium, molybdenum, silicon, germanium, and tantalum.
本実施形態においては、素子を薄膜化できるということからポリマーフィルム、金属フィルムを好ましく使用することができる。
更には、ポリマーフィルムはJIS K 7126−1987に準拠した方法で測定された酸素透過度が1×10−3ml/m2/24h以下、JIS K 7129−1992に準拠した方法で測定された、水蒸気透過度(25±0.5℃、相対湿度(90±2)%RH)が、1×10−3g/(m2/24h)以下のものであることが好ましい。
In the present embodiment, a polymer film and a metal film can be preferably used because the element can be thinned.
Further, the polymer film has an oxygen transmission rate measured by a method according to JIS K 7126-1987 of 1 × 10 −3 ml / m 2/24 h or less, a water vapor transmission rate measured by a method according to JIS K 7129-1992. The degree (25 ± 0.5 ° C., relative humidity (90 ± 2)% RH) is preferably 1 × 10 −3 g / (m 2/24 h) or less.
封止部材を凹状に加工するのは、サンドブラスト加工、化学エッチング加工等が使われる。 For processing the sealing member into a concave shape, sandblasting, chemical etching, or the like is used.
接着剤として具体的には、アクリル酸系オリゴマー、メタクリル酸系オリゴマーの反応性ビニル基を有する光硬化及び熱硬化型接着剤、2−シアノアクリル酸エステル等の湿気硬化型等の接着剤を挙げることができる。また、エポキシ系等の熱及び化学硬化型(二液混合)を挙げることができる。また、ホットメルト型のポリアミド、ポリエステル、ポリオレフィンを挙げることができる。また、カチオン硬化タイプの紫外線硬化型エポキシ樹脂接着剤を挙げることができる。 Specific examples of the adhesive include photocuring and thermosetting adhesives having reactive vinyl groups such as acrylic acid oligomers and methacrylic acid oligomers, and moisture curing adhesives such as 2-cyanoacrylates. be able to. Moreover, heat | fever and chemical curing types (two-component mixing), such as an epoxy type, can be mentioned. Moreover, hot-melt type polyamide, polyester, and polyolefin can be mentioned. Moreover, a cationic curing type ultraviolet curing epoxy resin adhesive can be mentioned.
なお、有機EL素子が熱処理により劣化する場合があるので、室温から80℃までに接着硬化できるものが好ましい。また、前記接着剤中に乾燥剤を分散させておいてもよい。封止部分への接着剤の塗布は市販のディスペンサーを使ってもよいし、スクリーン印刷のように印刷してもよい。 In addition, since an organic EL element may deteriorate by heat processing, what can be adhesive-hardened from room temperature to 80 degreeC is preferable. A desiccant may be dispersed in the adhesive. Application | coating of the adhesive agent to a sealing part may use commercially available dispenser, and may print like screen printing.
(保護膜、保護板)
有機機能層を挟み基材と対向する側の前記封止膜、あるいは前記封止用フィルムの外側に、素子の機械的強度を高めるために保護膜、あるいは保護板を設けてもよい。特に封止が前記封止膜により行われている場合には、その機械的強度は必ずしも高くないため、このような保護膜、保護板を設けることが好ましい。これに使用することができる材料としては、前記封止に用いたのと同様なガラス板、ポリマー板・フィルム、金属板・フィルム等を用いることができるが、軽量、且つ薄膜化ということからポリマーフィルムを用いることが好ましい。
(Protective film, protective plate)
In order to increase the mechanical strength of the device, a protective film or a protective plate may be provided on the outer side of the sealing film on the side facing the substrate with the organic functional layer interposed therebetween, or the sealing film. In particular, when the sealing is performed by the sealing film, the mechanical strength is not necessarily high, and thus it is preferable to provide such a protective film and a protective plate. As a material that can be used for this, the same glass plate, polymer plate / film, metal plate / film, etc. used for the sealing can be used. It is preferable to use a film.
(光取り出し)
有機EL素子は空気よりも屈折率の高い(屈折率が1.7〜2.1程度)層の内部で発光し、発光層で発生した光のうち15%から20%程度の光しか取り出せないことが一般的に言われている。これは、臨界角以上の角度θで界面(透明基材と空気との界面)に入射する光は、全反射を起こし素子外部に取り出すことができないことや、透明電極ないし発光層と透明基材との間で光が全反射を起こし、光が透明電極ないし発光層を導波し、結果として光が素子側面方向に逃げるためである。
(Light extraction)
The organic EL element emits light inside a layer having a refractive index higher than that of air (refractive index is about 1.7 to 2.1) and can extract only about 15% to 20% of the light generated in the light emitting layer. It is generally said. This is because light incident on the interface (transparent substrate-air interface) at an angle θ greater than the critical angle causes total reflection and cannot be taken out of the element, or a transparent electrode or light emitting layer and the transparent substrate. This is because the light undergoes total reflection between the light and the light, the light is guided through the transparent electrode or the light emitting layer, and as a result, the light escapes in the direction of the side surface of the device.
この光の取り出しの効率を向上させる手法としては、例えば、透明基材表面に凹凸を形成し、透明基材と空気界面での全反射を防ぐ方法(米国特許第4,774,435号明細書)、基材に集光性を持たせることにより効率を向上させる方法(特開昭63−314795号公報)、素子の側面等に反射面を形成する方法(特開平1−220394号公報)、基材と発光体の間に中間の屈折率を持つ平坦層を導入し、反射防止膜を形成する方法(特開昭62−172691号公報)、基材と発光層との間に基材よりも低屈折率を持つ平坦層を導入する方法(特開2001−202827号公報)、基材、透明電極層や発光層のいずれかの層間(含む、基板と外界間)に回折格子を形成する方法(特開平11−283751号公報)等がある。 As a technique for improving the light extraction efficiency, for example, a method of forming irregularities on the surface of the transparent substrate to prevent total reflection at the interface between the transparent substrate and the air (US Pat. No. 4,774,435). ), A method for improving the efficiency by imparting a light collecting property to the substrate (Japanese Patent Laid-Open No. 63-314795), a method for forming a reflective surface on the side surface of the element (Japanese Patent Laid-Open No. 1-220394), A method of forming an antireflection film by introducing a flat layer having an intermediate refractive index between the base material and the light emitter (Japanese Patent Laid-Open No. 62-172691), and from the base material between the base material and the light emitting layer In addition, a method of introducing a flat layer having a low refractive index (Japanese Patent Laid-Open No. 2001-202827), a diffraction grating is formed between any one of the base material, the transparent electrode layer and the light emitting layer (including between the substrate and the outside). Method (Japanese Patent Laid-Open No. 11-283951).
本実施形態においては、これらの方法を本実施形態の有機EL素子と組み合わせて用いることができるが、基材と発光層の間に基材よりも低屈折率を持つ平坦層を導入する方法、あるいは基材、透明電極層や発光層のいずれかの層間(含む、基板と外界間)に回折格子を形成する方法を好適に用いることができる。 In this embodiment, these methods can be used in combination with the organic EL device of this embodiment, but a method of introducing a flat layer having a lower refractive index than the base material between the base material and the light emitting layer, Alternatively, a method of forming a diffraction grating between any of the base material, the transparent electrode layer, and the light emitting layer (including between the substrate and the outside) can be suitably used.
本実施形態はこれらの手段を組み合わせることにより、更に高輝度あるいは耐久性に優れた素子を得ることができる。 In the present embodiment, by combining these means, it is possible to obtain an element having higher luminance or durability.
透明電極と透明基材との間に低屈折率の媒質を光の波長よりも長い厚みで形成すると、透明電極から出てきた光は、媒質の屈折率が低いほど外部への取り出し効率が高くなる。 If a medium with a low refractive index is formed between the transparent electrode and the transparent substrate with a thickness longer than the wavelength of the light, the light extracted from the transparent electrode has a higher extraction efficiency to the outside as the refractive index of the medium is lower. Become.
低屈折率層としては、例えば、エアロゲル、多孔質シリカ、フッ化マグネシウム、フッ素系ポリマー等が挙げられる。透明基板の屈折率は一般に1.5〜1.7程度であるので、低屈折率層は屈折率がおよそ1.5以下であることが好ましい。また、更に1.35以下であることが好ましい。 Examples of the low refractive index layer include aerogel, porous silica, magnesium fluoride, and a fluorine-based polymer. Since the refractive index of the transparent substrate is generally about 1.5 to 1.7, the low refractive index layer preferably has a refractive index of about 1.5 or less. Further, it is preferably 1.35 or less.
また、低屈折率媒質の厚みは媒質中の波長の2倍以上となるのが望ましい。これは低屈折率媒質の厚みが、光の波長程度になってエバネッセントで染み出した電磁波が基板内に入り込む膜厚になると、低屈折率層の効果が薄れるからである。 The thickness of the low refractive index medium is preferably at least twice the wavelength in the medium. This is because the effect of the low refractive index layer is diminished when the thickness of the low refractive index medium is about the wavelength of light and the electromagnetic wave that has exuded by evanescent enters the substrate.
全反射を起こす界面もしくはいずれかの媒質中に回折格子を導入する方法は、光取り出し効率の向上効果が高いという特徴がある。この方法は回折格子が1次の回折や2次の回折といった所謂ブラッグ回折により、光の向きを屈折とは異なる特定の向きに変えることができる性質を利用して、発光層から発生した光のうち層間での全反射等により外に出ることができない光を、いずれかの層間もしくは、媒質中(透明基材内や透明電極内)に回折格子を導入することで光を回折させ、光を外に取り出そうとするものである。 The method of introducing a diffraction grating into an interface or any medium that causes total reflection is characterized by a high effect of improving light extraction efficiency. This method uses the property that the diffraction grating can change the direction of light to a specific direction different from refraction by so-called Bragg diffraction such as first-order diffraction and second-order diffraction. Of these, light that cannot be emitted due to total reflection between layers, etc. is diffracted by introducing a diffraction grating into any layer or medium (inside a transparent substrate or transparent electrode). It is intended to be taken out.
導入する回折格子は、二次元的な周期屈折率を持っていることが望ましい。これは発光層で発光する光はあらゆる方向にランダムに発生するので、ある方向にのみ周期的な屈折率分布を持っている一般的な1次元回折格子では、特定の方向に進む光しか回折されず、光の取り出し効率がさほど上がらない。しかしながら、屈折率分布を二次元的な分布にすることにより、あらゆる方向に進む光が回折され、光の取り出し効率が上がる。 The introduced diffraction grating desirably has a two-dimensional periodic refractive index. This is because light emitted from the light-emitting layer is randomly generated in all directions, so in a general one-dimensional diffraction grating having a periodic refractive index distribution only in a certain direction, only light traveling in a specific direction is diffracted. Therefore, the light extraction efficiency does not increase so much. However, by making the refractive index distribution a two-dimensional distribution, light traveling in all directions is diffracted, and light extraction efficiency is increased.
回折格子を導入する位置としては前述の通り、いずれかの層間もしくは媒質中(透明基材内や透明電極内)でもよいが、光が発生する場所である発光層の近傍が望ましい。
このとき、回折格子の周期は媒質中の光の波長の約1/2〜3倍程度が好ましい。
As described above, the position where the diffraction grating is introduced may be in any one of the layers or in the medium (in the transparent base material or in the transparent electrode), but is preferably in the vicinity of the light emitting layer where light is generated.
At this time, the period of the diffraction grating is preferably about 1/2 to 3 times the wavelength of light in the medium.
回折格子の配列は正方形のラチス状、三角形のラチス状、ハニカムラチス状等、2次元的に配列が繰り返されることが好ましい。 The arrangement of the diffraction grating is preferably two-dimensionally repeated, such as a square lattice, a triangular lattice, or a honeycomb lattice.
(集光シート)
本実施形態に係る有機EL素子は基材の光取り出し側に、例えば、マイクロレンズアレイ状の構造を設けるように加工したり、あるいは所謂集光シートと組み合わせたりすることにより、特定方向、例えば、素子発光面に対し正面方向に集光することにより、特定方向上の輝度を高めることができる。
(Condensing sheet)
The organic EL element according to the present embodiment is processed to provide a microlens array-like structure on the light extraction side of the base material, or combined with a so-called condensing sheet, for example, in a specific direction, for example, By condensing in the front direction with respect to the element light emitting surface, the luminance in a specific direction can be increased.
マイクロレンズアレイの例としては、基材の光取り出し側に一辺が30μmでその頂角が90度となるような四角錐を2次元に配列する。一辺は10〜100μmが好ましい。これより小さくなると回折の効果が発生して色付く、大きすぎると厚みが厚くなり好ましくない。 As an example of the microlens array, quadrangular pyramids having a side of 30 μm and an apex angle of 90 degrees are two-dimensionally arranged on the light extraction side of the substrate. One side is preferably 10 to 100 μm. If it becomes smaller than this, the effect of diffraction will generate | occur | produce and color, and if too large, thickness will become thick and is not preferable.
集光シートとしては、例えば、液晶表示装置のLEDバックライトで実用化されているものを用いることが可能である。このようなシートとして、例えば、住友スリーエム製輝度上昇フィルム(BEF)等を用いることができる。プリズムシートの形状としては、例えば、基材に頂角90度、ピッチ50μmの△状のストライプが形成されたものであってもよいし、頂角が丸みを帯びた形状、ピッチをランダムに変化させた形状、その他の形状であってもよい。 As the condensing sheet, for example, a sheet that is put into practical use in an LED backlight of a liquid crystal display device can be used. As such a sheet, for example, Sumitomo 3M brightness enhancement film (BEF) can be used. As the shape of the prism sheet, for example, the base material may be formed by forming a △ -shaped stripe having a vertex angle of 90 degrees and a pitch of 50 μm, or the vertex angle is rounded and the pitch is changed randomly. Other shapes may be used.
また、発光層からの光放射角を制御するために、光拡散板・フィルムを集光シートと併用してもよい。例えば、(株)きもと製拡散フィルム(ライトアップ)等を用いることができる。 Moreover, in order to control the light emission angle from a light emitting layer, you may use together a light diffusing plate and a film with a condensing sheet. For example, a diffusion film (light-up) manufactured by Kimoto Co., Ltd. can be used.
(有機EL素子の製造方法)
本発明の有機EL素子の製造方法の一例として、基材上に陽極/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/電子注入層/陰極からなる有機EL素子の製造方法を説明する。
(Manufacturing method of organic EL element)
As an example of the method for producing an organic EL device of the present invention, a method for producing an organic EL device comprising an anode / hole injection layer / hole transport layer / light emitting layer / electron transport layer / electron injection layer / cathode on a substrate is provided. explain.
まず、例えば基材上に所望の電極物質、例えば、陽極用物質であるITOを1μm以下、好ましくは10〜200nmの膜厚になるように蒸着やスパッタリング等の方法により形成して陽極を作製する。次に、この陽極上に有機機能層である正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層をこの順に形成して積層する。 First, for example, a desired electrode material, for example, ITO, which is a material for an anode, is formed on a substrate by a method such as vapor deposition or sputtering so as to have a film thickness of 1 μm or less, preferably 10 to 200 nm, and an anode is manufactured. . Next, a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer, an electron transport layer, and an electron injection layer, which are organic functional layers, are formed and laminated in this order on the anode.
上記各有機機能層の形成方法としては、特に限定されないが、2層目以降の少なくとも1層は、本実施形態に係る塗布工程によって形成する。
本実施形態では、例えば、発光層及び電子輸送層を前記塗布工程で形成し、その他の有機機能層は蒸着工程を用いて形成する。前記その他の有機機能層については、蒸着法に限らず、周知の塗布工程により形成しても構わない。
Although it does not specifically limit as a formation method of each said organic functional layer, At least 1 layer after the 2nd layer is formed by the application | coating process which concerns on this embodiment.
In the present embodiment, for example, the light emitting layer and the electron transport layer are formed by the coating process, and the other organic functional layers are formed by using a vapor deposition process. The other organic functional layers are not limited to vapor deposition, and may be formed by a known coating process.
本実施形態に係る塗布工程では、
(I)所定の構成材料を溶媒に溶解又は分散させた塗布液を、有機機能層上に塗布する工程
(II)塗布後の塗布液を乾燥させる工程
(I)、(II)の処理を、発光層及び電子輸送層の各層ごとに、実行する。
その際、上記(I)、(II)では、塗布工程によって形成される有機機能層の塗布液の温度をA、前記塗布工程によって形成される前記有機機能層の直下層の有機機能層の表面の温度をBとし、AとBとの関係がA>Bとなるようにする。
In the coating process according to this embodiment,
(I) A step of applying a coating solution obtained by dissolving or dispersing a predetermined constituent material in a solvent onto the organic functional layer (II) A step of drying the coating solution after coating (I), the processing of (II), It carries out for each layer of the light emitting layer and the electron transport layer.
At that time, in the above (I) and (II), the temperature of the coating solution of the organic functional layer formed by the coating step is A, and the surface of the organic functional layer immediately below the organic functional layer formed by the coating step Is set to B, and the relationship between A and B satisfies A> B.
具体的には、本実施形態に係る塗布工程で形成する有機機能層が発光層の場合は、発光層の塗布液の温度がA、正孔輸送層の表面温度がBとなり、本実施形態に係る塗布工程で形成する有機機能層が電子輸送層の場合は、電子輸送層の塗布液の温度がA、発光層の表面温度がBとなる。 Specifically, when the organic functional layer formed in the coating process according to the present embodiment is a light emitting layer, the temperature of the coating liquid of the light emitting layer is A and the surface temperature of the hole transport layer is B, When the organic functional layer formed in the coating process is an electron transport layer, the temperature of the coating liquid for the electron transport layer is A, and the surface temperature of the light emitting layer is B.
A>Bにする方法は、如何なる方法を用いてもよいが、例えば、発光層の塗布液、電子輸送層の塗布液を加熱してA>Bとする方法、正孔輸送層の表面、発光層の表面を冷却してA>Bとする方法がある。 Any method may be used as A> B. For example, a method of heating the coating solution for the light emitting layer and the coating solution for the electron transport layer to A> B, the surface of the hole transport layer, light emission There is a method of cooling the surface of the layer so that A> B.
本実施形態では、例えば、発光層形成時には、発光層の塗布液を収容している容器自体をホットプレート上に載せて加熱し、A>Bとする。
また、例えば、電子輸送層形成時には、既に形成された発光層の表面に、冷風を当てることによって前記発光層の表面を冷却し、A>Bとする。
In the present embodiment, for example, when the light emitting layer is formed, the container containing the coating liquid for the light emitting layer is placed on the hot plate and heated to satisfy A> B.
For example, when forming the electron transport layer, the surface of the light emitting layer is cooled by applying cold air to the surface of the light emitting layer that has already been formed, and A> B is satisfied.
前記(I)の工程では、例えば、キャスト法、印刷法、ダイコート法、スピンコート法、インクジェット法、ディップコート法、ブレード法、スリットコート法またはスプレー法を用いることができるが、本実施形態では、スピンコート法を用いて発光層及び電子輸送層を形成する。
なお、これらの有機機能層の各々の膜厚は例えば5nm〜5μmの範囲の膜厚とされる。
In the step (I), for example, a casting method, a printing method, a die coating method, a spin coating method, an ink jet method, a dip coating method, a blade method, a slit coating method, or a spray method can be used. The light emitting layer and the electron transport layer are formed using a spin coating method.
Each of these organic functional layers has a thickness in the range of 5 nm to 5 μm, for example.
これらの有機機能層を形成した後、その上に、例えば、陰極用材料であるアルミニウムを1μm以下、好ましくは50〜200nmの範囲の膜厚になるように、例えば、蒸着法やスパッタリング法等の方法により形成して陰極を設ける。陰極まで設けたら、例えば、樹脂からなる接着剤を介して封止部材を形成して、有機EL素子を製造する。 After these organic functional layers are formed, for example, aluminum, which is a cathode material, is formed thereon so as to have a film thickness of 1 μm or less, preferably in the range of 50 to 200 nm. A cathode is formed by the method. Once the cathode is provided, for example, a sealing member is formed through an adhesive made of a resin to manufacture an organic EL element.
また、製造順序を逆にして、基材上から陰極、有機機能層(電子注入層、電子輸送層、発光層、正孔輸送層、正孔注入層)、陽極の順に製造することも可能である。 It is also possible to reverse the manufacturing order and manufacture the cathode, organic functional layer (electron injection layer, electron transport layer, light emitting layer, hole transport layer, hole injection layer), and anode in this order from the base material. is there.
以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples, but the present invention is not limited thereto.
(有機EL素子の作製)
有機ELNo.1の作製
陽極として100mm×100mm×1.1mmのガラス基材(NHテクノグラス製NA45)上に、ITO(インジウムチンオキシド)を100nm製膜してパターニングを行った後、このITO透明電極を設けた基材をイソプロピルアルコールで超音波洗浄し、乾燥窒素ガスで乾燥し、UVオゾン洗浄を5分間行った。
(Production of organic EL element)
Organic ELNo. Preparation of 1 After depositing 100 nm of ITO (indium tin oxide) on a 100 mm × 100 mm × 1.1 mm glass substrate (NH45 made of NH technoglass) and patterning it as an anode, this ITO transparent electrode was provided The substrate was ultrasonically cleaned with isopropyl alcohol, dried with dry nitrogen gas, and subjected to UV ozone cleaning for 5 minutes.
この基材上に、ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)−ポリスチレンスルホネート(PEDOT/PSS、Bayer製、Baytron P Al 4083)をイソプロピルアルコール(IPA)に溶解した溶液を、3000rpm、30秒でスピンコート法により製膜した後、基材表面温度100℃にて1時間乾燥し、膜厚30nmの正孔注入層を設けた。 A solution of poly (3,4-ethylenedioxythiophene) -polystyrene sulfonate (PEDOT / PSS, Bayer, Baytron P Al 4083) dissolved in isopropyl alcohol (IPA) on this substrate at 3000 rpm for 30 seconds. After film formation by the spin coating method, the substrate was dried at a substrate surface temperature of 100 ° C. for 1 hour to provide a 30 nm-thick hole injection layer.
この基材を、窒素雰囲気下、JIS B 9920に準拠し、測定した清浄度がクラス100で、露点温度が−80℃以下、酸素濃度0.8ppmのグローブボックスへ移した。グローブボックス中にて正孔輸送層用塗布液を下記のように調製し、スピンコーターにて、1500rpm、30秒の条件で塗布し、正孔輸送層を設けた。正孔輸送層膜厚は20nmであった。なお、正孔注入層を設けた基材温度は下記のように調整した。 This base material was transferred to a glove box in accordance with JIS B 9920 under a nitrogen atmosphere, the measured cleanliness was class 100, the dew point temperature was −80 ° C. or lower, and the oxygen concentration was 0.8 ppm. A hole transport layer coating solution was prepared as follows in a glove box, and applied with a spin coater at 1500 rpm for 30 seconds to provide a hole transport layer. The thickness of the hole transport layer was 20 nm. The substrate temperature on which the hole injection layer was provided was adjusted as follows.
正孔輸送層用の塗布液の調製は以下の様に行った。
アズワン株式会社製の冷却プレートCDB-1MPに23℃の冷水を流し、膜厚30nmの正孔注入層を設けた基材温度を温調し、正孔輸送層用塗布液をアズワン株式会社製ホットプレートスターラーRCTbasicに載せ、正孔輸送層用塗布液を23℃に温調した。
The coating liquid for the hole transport layer was prepared as follows.
Pour cold water at 23 ° C. on the cooling plate CDB-1MP manufactured by ASONE Co., Ltd., adjust the temperature of the substrate provided with a 30 nm-thick hole injection layer, and apply the coating liquid for the hole transport layer to hot manufactured by ASONE Co., Ltd. The solution was placed on a plate stirrer RCTbasic, and the temperature of the hole transport layer coating solution was adjusted to 23 ° C.
正孔輸送層用塗布液を正孔注入層上に塗布する直前の正孔輸送層用塗布液温度と正孔注入層表面の温度とを非接触温度計佐藤計量器製作所製のKS-8140を用いて測定したところ、正孔輸送層用塗布液は23℃、正孔注入層表面温度は23℃であった。 A non-contact thermometer KS-8140 manufactured by Sato Meters Co., Ltd. is used to measure the temperature of the hole transport layer coating solution immediately before the hole transport layer coating solution is applied onto the hole injection layer and the temperature of the hole injection layer surface. As a result, the hole transport layer coating solution was 23 ° C., and the hole injection layer surface temperature was 23 ° C.
その後、塗布後の正孔注入層、正孔輸送層が設けられた基材をアズワン株式会社製ホットプレートスターラーRCTbasic上にて、120℃で30分間加熱乾燥した。 Then, the base material provided with the hole injection layer and the hole transport layer after coating was dried by heating at 120 ° C. for 30 minutes on a hot plate stirrer RCTbasic manufactured by AS ONE.
(正孔輸送層用塗布液)
モノクロロベンゼン 100g
ポリ−(N,N′−ビス(4−ブチルフェニル)−N,N′−ビス(フェニル)ベンジジン)(ADS254BE:アメリカン・ダイ・ソース社製) 0.5g
(Coating liquid for hole transport layer)
Monochlorobenzene 100g
Poly- (N, N′-bis (4-butylphenyl) -N, N′-bis (phenyl) benzidine) (ADS254BE: manufactured by American Die Source) 0.5 g
次いで、発光層用塗布液を下記のように調製し、先に形成した正孔輸送層上にスピンコーターにて、2000rpm、30秒の条件で塗布して発光層を設けた。発光層の膜厚は40nmであった。なお、正孔輸送層まで設けた基材温度は下記のように調整した。 Next, a light-emitting layer coating solution was prepared as follows, and a light-emitting layer was provided on the previously formed hole transport layer using a spin coater under the conditions of 2000 rpm and 30 seconds. The thickness of the light emitting layer was 40 nm. In addition, the base-material temperature provided to the positive hole transport layer was adjusted as follows.
発光層用塗布液の調製は以下の様に行った。
アズワン株式会社製の冷却プレート CDB-1MP に23℃の冷水を流し、正孔輸送層まで形成された基材温度を温調、発光層用塗布液をアズワン株式会社製ホットプレートスターラーRCTbasicに載せ、塗布液温度38度に温調した。
The light emitting layer coating solution was prepared as follows.
Cooling plate CDB-1MP manufactured by ASONE Co., Ltd. was allowed to flow cold water at 23 ° C., the substrate temperature formed up to the hole transport layer was controlled, and the coating solution for the light emitting layer was placed on the hot plate stirrer RCTbasic manufactured by ASONE Co., Ltd. The temperature of the coating solution was adjusted to 38 degrees.
発光層用塗布液を正孔輸送層上に塗布する直前の発光層塗布液と正孔輸送層表面の温度とを非接触温度計佐藤計量器製作所製のKS-8140を用いて測定したところ、発光層用塗布液は38℃、正孔輸送層表面温度は23℃あった。 When the luminescent layer coating liquid just before applying the luminescent layer coating liquid on the hole transport layer and the temperature of the surface of the hole transport layer were measured using a non-contact thermometer KS-8140 manufactured by Sato Keiki Seisakusho, The coating solution for the light emitting layer was 38 ° C., and the surface temperature of the hole transport layer was 23 ° C.
その後、塗布後の発光層まで設けられた基材をアズワン株式会社製 ホットプレートスターラーRCTbasic上にて、120℃で30分間加熱乾燥した。 Then, the base material provided to the light emitting layer after application | coating was heat-dried at 120 degreeC for 30 minute (s) on the hot plate stirrer RCTbasic made from ASONE.
(発光層用塗布液)
酢酸ブチル 100g
H−A 1g
D−28 0.11g
Ir−1 0.002g
Ir−14 0.002g
(Light emitting layer coating solution)
Butyl acetate 100g
HA 1g
D-28 0.11g
Ir-1 0.002g
Ir-14 0.002g
次いで、電子輸送層用塗布液を下記のように調製し、スピンコーターにて、1500rpm、30秒の条件で塗布して電子輸送層を設けた。電子輸送層の膜厚は30nmであった。なお、発光層まで設けた基材温度は下記のように調整した。 Subsequently, the coating liquid for electron carrying layers was prepared as follows, and it apply | coated on the conditions of 1500 rpm and 30 seconds with the spin coater, and provided the electron carrying layer. The film thickness of the electron transport layer was 30 nm. In addition, the base-material temperature provided to the light emitting layer was adjusted as follows.
電子輸送層用塗布液の調製は以下の様に行った。
アズワン株式会社製の冷却プレートCDB-1MPに23℃の冷水を流し、発光層まで形成された基材温度を温調、電子輸送層用塗布液をアズワン株式会社製ホットプレートスターラーRCTbasicに載せ、塗布液温度23℃に温調した。
The electron transport layer coating solution was prepared as follows.
Pour cold water at 23 ° C into the cooling plate CDB-1MP manufactured by ASONE Co., Ltd., adjust the temperature of the substrate formed up to the light emitting layer, and apply the coating solution for the electron transport layer on the hot plate stirrer RCTbasic manufactured by ASONE Co., Ltd. The liquid temperature was adjusted to 23 ° C.
電子輸送層用塗布液を発光層上に塗布する直前の電子輸送層用塗布液温度と発光層表面の温度とを非接触温度計佐藤計量器製作所製のKS-8140を用いて測定したところ、電子輸送層用塗布液温度は23℃、発光層表面温度は23℃あった。 When the electron transport layer coating solution temperature just before applying the electron transport layer coating solution on the light emitting layer and the temperature of the light emitting layer surface were measured using a KS-8140 made by Sato Keiki Seisakusho, The coating solution temperature for the electron transport layer was 23 ° C., and the surface temperature of the light emitting layer was 23 ° C.
その後、塗布後の電子輸送層まで設けられた基材をアズワン株式会社製ホットプレートスターラーRCTbasic上にて、120℃で30分間加熱乾燥した。 Then, the base material provided to the electron carrying layer after application | coating was heat-dried at 120 degreeC for 30 minute (s) on the hot plate stirrer RCTbasic by ASONE CORPORATION.
(電子輸送層用塗布液)
2,2,3,3−テトラフルオロ−1−プロパノール 100g
ET−A 0.75g
(Coating liquid for electron transport layer)
2,2,3,3-tetrafluoro-1-propanol 100 g
ET-A 0.75g
次いで、電子輸送層まで設けた基材を、大気曝露せずに、蒸着機に移動し、4×10−4Paまで減圧した。尚、フッ化カリウムおよびアルミニウムをそれぞれタンタル製抵抗加熱ボートに入れ、蒸着機に取り付けておいた。 Next, the substrate provided up to the electron transport layer was moved to a vapor deposition machine without being exposed to the atmosphere, and the pressure was reduced to 4 × 10 −4 Pa. Note that potassium fluoride and aluminum were each placed in a tantalum resistance heating boat and attached to a vapor deposition machine.
先ず、フッ化カリウムの入った抵抗加熱ボートに通電し加熱し、基材上にフッ化カリウムからなる電子注入層を3nm設けた。続いて、アルミニウムの入った抵抗加熱ボートに通電加熱し、蒸着速度1〜2nm/秒でアルミニウムからなる膜厚100nmの陰極を設けた。 First, a resistance heating boat containing potassium fluoride was energized and heated, and an electron injection layer made of potassium fluoride was provided to 3 nm on the substrate. Subsequently, a resistance heating boat containing aluminum was energized and heated, and a cathode having a film thickness of 100 nm made of aluminum was provided at a deposition rate of 1 to 2 nm / second.
陰極まで設けた基材を、大気曝露させることなく、窒素雰囲気下、JIS B9920に準拠し測定した清浄度がクラス100で、露点温度が−80℃以下、酸素濃度0.8ppmのグローブボックスへ移動し、捕水剤である酸化バリウムを添付したガラス製の封止缶にて封止を行い、有機EL素子No.1を得た。
尚、捕水剤である酸化バリウムは、アルドリッチ社製の高純度酸化バリウム粉末を、粘着剤付きのフッ素系半透過膜(ミクロテックスS−NTF8031Q 日東電工製)でガラス製封止缶に貼り付けたものを予め準備して使用した。封止缶と有機EL素子の接着には紫外線硬化型の接着剤を用い、紫外線を照射することで両者を接着し封止素子を作製した。
The substrate provided up to the cathode is moved to a glove box with a cleanness measured in accordance with JIS B9920, class 100, dew point temperature of -80 ° C or less, and oxygen concentration of 0.8 ppm without exposing it to the atmosphere in a nitrogen atmosphere. And sealing with a glass sealing can attached with barium oxide which is a water catching agent. 1 was obtained.
Barium oxide, a water-absorbing agent, is a high-purity barium oxide powder manufactured by Aldrich, and is attached to a glass sealing can with a fluorine-based semipermeable membrane (Microtex S-NTF8031Q manufactured by Nitto Denko) with an adhesive. Were prepared and used in advance. An ultraviolet curable adhesive was used for bonding the sealing can and the organic EL element, and both were bonded to each other by irradiating ultraviolet rays to produce a sealing element.
有機EL素子No.2〜15の作製
上記した有機EL素子No.1の作製にて、正孔輸送層まで設けた正孔輸送層表面温度の温調と、発光層用塗布液の温調とを表1の示すように温調した以外は同様にして作製した。
なお、正孔輸送層表面温度の温調は、アズワン株式会社製の冷却プレートCDB-1MPへの水温度を変えることで変化させた。
Organic EL element No. Preparation of 2-15 The above-mentioned organic EL element No. 1 was prepared in the same manner except that the temperature control of the surface temperature of the hole transport layer provided up to the hole transport layer and the temperature control of the coating solution for the light emitting layer were controlled as shown in Table 1. .
The temperature control of the surface temperature of the hole transport layer was changed by changing the water temperature to the cooling plate CDB-1MP manufactured by AS ONE Corporation.
(有機EL素子の評価)
(発光寿命)
作製した有機EL素子No.1〜15に対し、正面輝度1000cd/m2となるような電流を与えて連続駆動させ、正面輝度が初期の半減値(500cd/m2)になるまでに掛かる時間を求めた。その結果を表1に示した。数値が大きい方が、素子性能が良く、好ましい結果であることを表す。
(Evaluation of organic EL elements)
(Luminescent life)
The produced organic EL element No. 1 to 15 was continuously driven by applying a current that gave a front luminance of 1000 cd / m 2, and the time taken for the front luminance to reach the initial half value (500 cd / m 2 ) was determined. The results are shown in Table 1. Larger values indicate better device performance and better results.
まとめ
表1に示す通り、A>Bの温度関係にあるNo.1〜12は、発光寿命がNo.13〜15と比較し良好であることがわかる。また、A−Bが20℃以上50℃以下の範囲にあるNo.2〜4、8〜10は、さらに発光寿命が良好であることがわかる。これは、A−Bの範囲が上記した範囲にあることで、より界面混合を抑制できたためと考える。
Summary As shown in Table 1, No. in the temperature relationship of A> B. Nos. 1 to 12 have the light emission lifetimes of It turns out that it is favorable compared with 13-15. No. A-B is in the range of 20 ° C. or more and 50 ° C. or less. It can be seen that 2 to 4 and 8 to 10 have better emission lifetimes. This is considered to be because interfacial mixing could be further suppressed because the range of AB was in the above-described range.
上記実施例1で作製した有機EL素子No.2の作製において、発光層まで設けた発光層表面温度の温調と、電子輸送層用塗布液の温調とを下記表2に示した以外は、同様にして有機EL素子No.16〜26を作成した。 The organic EL element No. 1 prepared in Example 1 was used. 2 was prepared in the same manner except that the temperature control of the surface temperature of the light emitting layer provided up to the light emitting layer and the temperature control of the coating liquid for the electron transport layer were shown in Table 2 below. 16-26 were created.
(有機EL素子の評価)
(発光寿命)
実施例1と同様に発光寿命を評価した。その結果を表2に示した。
(Evaluation of organic EL elements)
(Luminescent life)
The light emission life was evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 2.
まとめ
表2に示す通り、電子輸送層を形成する際にも、本発明に係る塗布工程を適用することによって、さらに発光寿命が良好になることがわかる。
Summary As shown in Table 2, it can be seen that the emission lifetime is further improved by applying the coating process according to the present invention when the electron transport layer is formed.
Claims (7)
基材上に積層される2層目以降の有機機能層の少なくとも1層を塗布工程により形成し、
前記塗布工程では、
前記塗布工程によって形成される有機機能層の塗布液の温度をA、前記塗布工程によって形成される前記有機機能層の直下層の有機機能層の表面の温度をBとしたとき、AとBとの関係がA>Bであることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。 In the method for producing an organic electroluminescence element in which a plurality of organic functional layers are sequentially laminated on a substrate,
Forming at least one of the second and subsequent organic functional layers laminated on the substrate by a coating process;
In the application step,
A and B, where A is the temperature of the coating solution for the organic functional layer formed by the coating step, and B is the surface temperature of the organic functional layer immediately below the organic functional layer formed by the coating step. The relationship is A> B, The manufacturing method of the organic electroluminescent element characterized by the above-mentioned.
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| CN114883507A (en) * | 2022-05-07 | 2022-08-09 | 深圳市华星光电半导体显示技术有限公司 | Organic light-emitting device, manufacturing method of organic light-emitting device and display panel |
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