CN107278384B - 透明电极及电子器件 - Google Patents

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Abstract

本发明的课题是提供兼具优异的透光性和高导电性的透明电极和具备该透明电极的、为低驱动电压、色变化稳定性优异的电子器件。本发明的透明电极为在基板上至少具有以银作为主成分的导电性层的透明电极,其特征在于,在上述基板与导电性层之间至少具有有机功能层,该有机功能层含有具有由下述通式(1)表示的结构的第1有机化合物、和结构与该第1有机化合物不同的第2有机化合物。
Figure DDA0001384945400000011

Description

透明电极及电子器件
技术领域
本发明涉及透明电极及电子器件。更详细地说,涉及兼具透光性和导电性的透明电极和具备该透明电极的电子器件。
背景技术
在液晶显示器、电致发光显示器、等离子体显示器、电致变色显示器、太阳能电池、触摸面板、电子纸等中,一般使用有透明电极。
例如,在利用了有机化合物的电致发光(Electro Luminescence:以下简写为“EL”。)的有机EL元件(也称为有机电致发光元件。)中,为在对置的2张电极间配置了含有有机化合物的发光层的构成,在发光层中产生的发光光透过电极而被取出到外部。因此,2张电极中的至少一个由透明电极构成。
作为透明电极,一般使用有氧化铟锡(SnO2-In2O3:Indium Tin Oxide:简称=ITO)等的氧化物半导体系的材料,就由ITO等构成的透明电极而言,通常为利用溅射方式的成膜,对于只采用溅射成膜法所形成的透明电极而言,面电阻(面抵抗)大,从给电点的电压下降显著。
另外,为了减小面电阻,也进行有将ITO层与银层层叠而意图低电阻化的研究(例如参照专利文献1和2。)。
在专利文献1中公开有包含将ITO膜与银膜层叠的构成的透明电极,专利文献2中公开有用ITO膜夹持着银膜的构成的透明电极。但是,如果将应用的银膜在不产生透射率的损失的程度上薄膜化,则电阻值没有充分地降低,因此与ITO等金属氧化物的并用是必要的。但是,ITO由于使用了稀有金属的铟,因此材料成本高。另外,为了降低电阻值,在成膜后,例如,必须在300℃左右的温度条件下进行退火处理,在这样的温度环境下树脂基板等的应用困难。另外,在应用了银的情况下,现状是能够获得高的导电性,但另一方面,存在着如上所述具有电阻特性与透射率的折中的问题。
另外,在专利文献3中,作为替代ITO等金属氧化物的材料,也提出了将电导率高的银等金属材料薄膜化了的构成、通过在银中混合铝而以比银单独薄的膜厚确保导电性的构成。但是,即使是使用电导率高的银和铝构成了的透明电极,作为面电阻特性也略有不足。就金属薄膜而言,通常,如果要减小面电阻,则不得不使膜厚变厚,损害透明性,与上述同样地,电阻特性与透射率为折中的关系,实现充分的导电性和透光性的兼顾困难。此外,就银-铝合金而言,具有铝容易被氧化的特性,也产生了由于氧化而使电阻值上升的问题,希望实现能够达成电阻特性(导电性)与透过性的兼顾的透明电极。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2002-015623号公报
专利文献2:日本特开2006-164961号公报
专利文献3:日本特开2009-151963号公报
发明内容
发明要解决的课题
本发明鉴于上述问题·状况而完成,其解决课题是提供兼具优异的透光性和高导电性的透明电极和具有该透明电极、为低驱动电压、色变化稳定性优异的电子器件。
用于解决课题的手段
本发明人为了解决上述课题,对于上述问题的原因等进行了研究,结果发现通过在基板与以银作为主成分的导电性层之间具有含有具有特定结构的2种有机化合物的有机功能层的透明电极,能够实现兼具优异的透光性和高导电性的透明电极,完成了本发明。
即,本发明的上述课题通过下述的手段得以解决。
1.透明电极,是在基板上至少具有以银作为主成分的导电性层的透明电极,其特征在于,在上述基板与上述导电性层之间至少具有有机功能层,该有机功能层含有具有由下述通式(1)表示的结构的第1有机化合物和结构与该第1有机化合物不同的第2有机化合物。
[化1]
通式(1)
Figure BDA0001384945380000031
[式中,R1~R6分别独立地表示氢原子、卤素原子、氰基、硝基、磺酰基(-SO2R7)、亚磺酰基(-SOR7)、磺酰胺基(-SO2NR7R8)、磺酸酯基(-SO3R7)、三氟甲基、酯基(-COOR7)、酰胺基(-CONHR7或-CONR7R8)、碳数1~12的烷基、碳数1~12的烷氧基、芳香族烃环基、芳基氨基、非芳香族杂环基、芳香族杂环基或芳烷基氨基。R7和R8分别独立地表示碳数1~60的烷基、芳基或5~7元的杂环基。]
2.第1项所述的透明电极,其特征在于,上述有机功能层含有的上述第2有机化合物为具有由下述通式(2)或通式(3)表示的结构的化合物。
[化2]
通式(2)
Figure BDA0001384945380000032
[式中,E101~E108各自表示C(R12)或氮原子,E101~E108中至少一个为氮原子。另外,R11和R12各自表示氢原子或取代基。]
[化3]
通式(3)
Figure BDA0001384945380000041
[式中,R1、R2和R3分别独立地表示氢原子或取代基。L1表示与氮原子键合的芳香族烃环基或芳香族杂环基。]
3.第1项或第2项所述的透明电极,其特征在于,上述第1有机化合物为上述通式(1)中的R1~R6全部是氰基的化合物。
4.第1项至第3项的任一项所述的透明电极,其特征在于,在上述基板与上述有机功能层之间具有含有金属氧化物或金属硫化物的光学调整层。
5.电子器件,其特征在于,具有第1项至第4项的任一项所述的透明电极。
6.第5项所述的电子器件,其特征在于,为有机电致发光元件。
发明的效果
根据本发明,能够提供兼具优异的透光性和高导电性的透明电极和具有该透明电极的为低驱动电压、色变化稳定性优异的电子器件。
对于本发明的效果的显现机制、作用机制尚不明确,但推测如以下所述。
通常采用以银作为主成分的导电性层制作具有充分的导电性和透光性的透明电极时,要求该导电性层形成作为电极发挥作用的均一的薄层,因此必须设定凝聚等引起的不均一的薄层的形成不发生的条件。
但是,银原子通常以核生长型(Volumer-Weber:VW型)进行薄膜生长,因此该银原子容易孤立为岛状,膜厚薄时获得导电性困难,薄层电阻值容易升高。因此,要确保导电性必须使膜厚变厚,如果使膜厚变厚,则透光率下降,因此得到兼具导电性和透光性的透明电极困难。
本发明人发现了:通过在基板上或者根据需要在基板上设置了的含有金属氧化物等的光学调整层上形成含有由上述通式(1)表示的第1有机化合物和结构与该第1有机化合物不同的第2有机化合物的有机功能层,从而在其上形成的以银作为主成分的导电性层能够形成具有高连续性的膜。
即,在本发明中,通过与本来与银的亲和性高的由通式(1)表示的第1有机化合物一起将第2有机化合物并用而使用,在形成的有机功能层中各成分没有无规的排列即没有在层内局部存在化,而是成为以均一的分布状态存在的排列,在其上形成的导电性层中,能够获得银的连续造膜性。即,通过设置含有由通式(1)表示的第1有机化合物和第2有机化合物的有机功能层,银原子首先在含有具有与银原子有亲和性的原子的银亲和性化合物的有机功能层表面上形成二维的核,通过以其为中心形成二维的单晶层这样的层状生长型(Frank-van der Merwe:FM型)的膜生长使其成膜。
或者,推测由于具有由通式(1)表示的结构的第1有机化合物的规则排列,第2有机化合物在某种程度上规则排列,从而能够有效地在表面形成与银具有亲和性的部位。
附图说明
图1为表示本发明的透明电极的构成的一例的概略剖面图。
图2A为表示本发明的透明电极的构成的另一例的概略剖面图。
图2B为表示本发明的透明电极的构成的另一例的概略剖面图。
图3为表示使用了本发明的透明电极的电子器件即有机EL元件的构成的一例(实施方式1)的概略剖面图。
图4为表示使用了本发明的透明电极的电子器件即有机EL元件的构成的另一例(实施方式2)的概略剖面图。
具体实施方式
本发明的透明电极是在基板上至少具有以银作为主成分的导电性层的透明电极,其特征在于,在上述基板与上述导电性层之间至少具有含有由下述通式(1)表示的第1有机化合物和结构与该第1有机化合物不同的第2有机化合物的有机功能层。该特征是权利要求1-6的权利要求涉及的发明共同的技术特征。
作为本发明的实施方式,从能够进一步显现本发明的目标效果的观点出发,上述有机功能层含有的上述第2有机化合物为由上述通式(2)或通式(3)表示的化合物,从通过与由通式(1)表示的第1有机化合物并用,从而能够形成具有更高的连续性、透过性进一步提高的导电性层的观点出发优选。
另外,第1有机化合物为通式(1)中的R1~R6全部是氰基的化合物(以下有时简写为HAT-CN。),则能够形成均一性更为优异的以银作为主成分的导电性层,能够得到电阻特性优异的透明电极,因此优选。
另外,从能够调整导电性层的反射率、透射率等光学特性,作为透明电极能够进一步提高透光性的观点出发,在基板与有机功能层之间具有含有金属氧化物或金属硫化物的光学调整层是优选的方式。
本发明的透明电极通过作为电子器件例如有机电致发光元件用的透明电极应用,从而兼具充分的透光性和导电性,能够以低电压驱动电子器件,并且能够抑制发光时的色变动。
以下对于本发明及其构成要素以及用于实施本发明的形态·方式进行详细的说明。应予说明,本发明中所示的“~”以包含其前后所记载的数值作为下限值和上限值的含义使用。
《透明电极》
[透明电极的基本的构成]
对于本发明的透明电极的基本的构成,参照图1、图2A和图2B进行说明。应予说明,各构成要素后的括弧内记载的数字表示各图中记载的构成要素的附图标记。
图1是表示本发明的透明电极的构成的一例(实施方式1)的概略剖面图。
如图1中所示那样,本发明的透明电极(10)为如下的构成:在基板(13)上具有以银作为主成分的导电性层(12),在基板(13)与导电性层(12)之间具有有机功能层(11),有机功能层(11)含有由上述通式(1)表示的第1有机化合物和结构与该第1有机化合物不同的第2有机化合物。
图2A和图2B为表示本发明的透明电极的构成的另一例(实施方式2)的概略剖面图。
图2A中所示的透明电极(10)是相对于图1中说明了的构成进一步在基板(13)与有机功能层(11)之间设置了含有金属氧化物或金属硫化物的光学调整层(14)的构成,图2B中所示的透明电极(10)是相对于图2A中说明了的上述构成进一步在导电性层(12)的上面的最表面部设置了第2光学调整层(14B)的构成。
就本发明涉及的导电性层(12)中所说的“主成分”而言,将构成导电性层(12)的成分中构成比率最高的成分称为“主成分”,导电性层(12)中的“以银作为主成分”是指银的构成比率为51质量%以上,优选为60质量%以上,更优选为90质量%以上,特别优选为98质量%以上。
另外,本发明的透明电极(10)中所说的“透明”是指测定光波长550nm处的透光率为50%以上。
另外,作为透明电极(10)的面电阻值优选为不到8Ω/□,导电性层(12)的层厚通常为5~20nm的范围内,优选在5~12nm的范围内设定。
[透明电极的主要构成]
接下来,对于构成本发明的透明电极(10)的基板(13)、有机功能层(11)、导电性层(12)、光学调整层(14)说明其构成的详细情况。
[基板]
作为构成本发明的透明电极(10)的基板(13),例如可以列举出玻璃、塑料等,但并不限定于这些。另外,就本发明涉及的基板(13)而言,在本发明的透明电极(10)用于从基板(13)侧将光取出的电子器件例如有机电致发光元件的情况下,优选基板(13)为透明。作为优选使用的透明的基板(13),可以列举出玻璃、石英或透明树脂膜。
作为玻璃,优选应用薄膜玻璃,作为薄膜玻璃,能够使用采用各种成型法成型了的薄膜玻璃。例如能够使用采用压延法、重新引下法、引下法、浮法等成型了的薄膜玻璃。
薄膜玻璃的平均厚度优选为5~200μm,更优选为5~100μm。薄膜玻璃只要是多成分系氧化物玻璃,则并无特别限定。例如可列举出二氧化硅玻璃、钠钙二氧化硅玻璃、铅玻璃、硼硅酸盐玻璃、无碱玻璃等。从与有机功能层(11)或光学调整层(14)的密合性、耐久性、平滑性的观点出发,根据需要可对这些玻璃材料的表面实施研磨等物理处理,也可形成由无机物或有机物构成的被膜、将这些被膜组合而成的混合被膜。
作为树脂膜,例如可列举出采用聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)等聚酯、聚乙烯、聚丙烯、赛璐玢、二乙酸纤维素、三乙酸纤维素(TAC)、乙酸丁酸纤维素、乙酸丙酸纤维素(CAP)、乙酸邻苯二甲酸纤维素、硝酸纤维素等纤维素酯类或它们的衍生物、聚偏氯乙烯、聚乙烯醇、聚乙烯-乙烯醇、间规立构聚苯乙烯、聚碳酸酯、降冰片烯树脂、聚甲基戊烯、聚醚酮、聚酰亚胺、聚醚砜(PES)、聚苯硫醚、聚砜类、聚醚酰亚胺、聚醚酮酰亚胺、聚酰胺、氟树脂、尼龙、聚甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸系或聚芳酯类、ARTON(商品名、JSR株式会社制造)或APEL(商品名、三井化学株式会社制造)这样的环烯烃系树脂等树脂成分形成了的膜。
在上述的树脂膜的表面可形成由无机物或有机物构成的被膜、将这些被膜组合而成的混合被膜。这样的被膜和混合被膜优选为采用按照JIS K 7129-1992的方法测定的水蒸汽透过度(25±0.5℃、相对湿度90±2%RH)为0.01g/m2·24h以下的气体阻隔性膜(也称为气体阻隔膜等。)。更优选为采用按照JIS K 7126-1987的方法测定的氧透过度为1×10- 3ml/m2·24h·atm以下以及水蒸汽透过度为1×10-5g/m2·24h以下的高气体阻隔性膜。
作为形成以上这样的气体阻隔性膜的材料,只要是具有抑制水分、氧等带来电子器件、有机EL元件的劣化的主要因素的侵入的功能的材料即可,例如能够使用氧化硅、二氧化硅、氮化硅等。进而,从改进气体阻隔性膜的脆弱性的观点出发,更优选具有由这些无机材料构成的层(无机层)与由有机化合物构成的层(有机层)的层叠结构。对于无机层与有机层的层叠顺序,并无特别限制,优选将两者交替地层叠多次。
对于气体阻隔性膜的制作方法,并无特别限定,例如可以适当地选择使用真空蒸镀法、溅射法、反应性溅射法、分子束外延法、团簇离子束法、离子镀法、等离子体聚合法、大气压等离子体聚合法、等离子体CVD法、激光CVD法、热CVD法、涂布法等。
[有机功能层]
本发明涉及的有机功能层设置在基板与以银作为主成分而形成的导电性层之间,是用于使导电性层中的金属原子排列变得均一、实现透光性和电阻特性的兼顾的层,其特征在于,至少含有其详细情况将后述的由通式(1)表示的第1有机化合物和结构与该第1有机化合物不同的第2有机化合物,进而,第2有机化合物为由后述的通式(2)或通式(3)表示的化合物是优选的方式。
(具有由通式(1)表示的结构的化合物)
首先,对作为第1有机化合物的具有由下述通式(1)表示的结构的化合物(以下称为“由通式(1)表示的化合物”。)进行说明。
[化4]
通式(1)
Figure BDA0001384945380000091
上述通式(1)中,R1~R6分别独立地表示氢原子、卤素原子、氰基、硝基、磺酰基(-SO2R7)、亚磺酰基(-SOR7)、磺酰胺基(-SO2NR7R8)、磺酸酯基(-SO3R7)、三氟甲基、酯基(-COOR7)、酰胺基(-CONHR7或-CONR7R8)、碳数1~12的烷基、碳数1~12的烷氧基、芳香族烃环基、芳基氨基、非芳香族杂环基、芳香族杂环基或芳烷基氨基。R7和R8分别独立地表示碳数1~60的烷基、芳基或5~7元的杂环基。
通式(1)中的R1~R8可各自具有取代基,作为其取代基,例如可列举出直链或分支烷基(例如,甲基、乙基、丙基、异丙基、叔丁基、戊基、己基、辛基、十二烷基、十三烷基、十四烷基、十五烷基等)、烯基(例如,乙烯基、烯丙基等)、炔基(例如,乙炔基、炔丙基等)、芳香族烃环基(也称为芳香族碳环基、芳基等。例如,由苯环、联苯、萘环、薁环、蒽环、菲环、芘环、
Figure BDA0001384945380000101
环、并四苯环、苯并[9,10]菲环、邻-三联苯环、间-三联苯环、对-三联苯环、苊环、晕苯环、茚环、芴环、荧蒽环、并四苯环、并五苯环、苝环、戊芬环、匹环、芘环、皮蒽环、蒽嵌蒽环、四氢萘等衍生的基团等)、芳香族杂环基(例如,呋喃环、二苯并呋喃环、噻吩环、二苯并噻吩环、噁唑环、吡咯环、吡啶环、哒嗪环、嘧啶环、吡嗪环、三嗪环、苯并咪唑环、噁二唑环、三唑环、咪唑环、吡唑环、噻唑环、吲哚环、吲唑环、苯并咪唑环、苯并噻唑环、苯并噁唑环、喹喔啉环、喹唑啉环、噌啉环、喹啉环、异喹啉环、酞嗪环、萘啶环、咔唑环、咔啉环、二氮杂咔唑环(由构成咔啉环的烃环的碳原子的一个进一步被氮原子替换了的环等所衍生的基团等。
另外,也有时将咔啉环与二氮杂咔唑环合称为“氮杂咔唑环”。)、非芳香族烃环基(例如,环戊基、环己基等)、非芳香族杂环基(例如,吡咯烷基、咪唑烷基、吗啉基、噁唑烷基等)、烷氧基(例如,甲氧基、乙氧基、丙氧基、戊氧基、己氧基、辛氧基、十二烷氧基等)、环烷氧基(例如,环戊氧基、环己氧基等)、芳氧基(例如,苯氧基、萘氧基等)、烷硫基(例如,甲硫基、乙硫基、丙硫基、戊硫基、己硫基、辛硫基、十二烷硫基等)、环烷硫基(例如,环戊硫基、环己硫基等)、芳硫基(例如,苯硫基、萘硫基等)、烷氧基羰基(例如,甲氧基羰基、乙氧基羰基、丁氧基羰基、辛氧基羰基、十二烷氧基羰基等)、芳氧基羰基(例如,苯氧基羰基、萘氧基羰基等)、氨磺酰基(例如,氨基磺酰基、甲基氨基磺酰基、二甲基氨基磺酰基、丁基氨基磺酰基、己基氨基磺酰基、环己基氨基磺酰基、辛基氨基磺酰基、十二烷基氨基磺酰基、苯基氨基磺酰基、萘基氨基磺酰基、2-吡啶基氨基磺酰基等)等。
另外,可列举出酰基(例如,乙酰基、乙基羰基、丙基羰基、戊基羰基、环己基羰基、辛基羰基、2-乙基己基羰基、十二烷基羰基、苯基羰基、萘基羰基、吡啶基羰基等)、酰氧基(例如,乙酰氧基、乙基羰氧基、丁基羰氧基、辛基羰氧基、十二烷基羰氧基、苯基羰氧基等)、酰胺基(例如,甲基羰基氨基、乙基羰基氨基、二甲基羰基氨基、丙基羰基氨基、戊基羰基氨基、环己基羰基氨基、2-乙基己基羰基氨基、辛基羰基氨基、十二烷基羰基氨基、苯基羰基氨基、萘基羰基氨基等)、氨基甲酰基(例如,氨基羰基、甲基氨基羰基、二甲基氨基羰基、丙基氨基羰基、戊基氨基羰基、环己基氨基羰基、辛基氨基羰基、2-乙基己基氨基羰基、十二烷基氨基羰基、苯基氨基羰基、萘基氨基羰基、2-吡啶基氨基羰基等)、脲基(例如,甲基脲基、乙基脲基、戊基脲基、环己基脲基、辛基脲基、十二烷基脲基、苯基脲基萘基脲基、2-吡啶基氨基脲基等)、亚磺酰基(例如,甲基亚磺酰基、乙基亚磺酰基、丁基亚磺酰基、环己基亚磺酰基、2-乙基己基亚磺酰基、十二烷基亚磺酰基、苯基亚磺酰基、萘基亚磺酰基、2-吡啶基亚磺酰基等)、烷基磺酰基(例如,甲基磺酰基、乙基磺酰基、丁基磺酰基、环己基磺酰基、2-乙基己基磺酰基、十二烷基磺酰基等)、芳基磺酰基或杂芳基磺酰基(例如,苯基磺酰基、萘基磺酰基、2-吡啶基磺酰基等)、氨基基团(例如,氨基、乙基氨基、二甲基氨基、丁基氨基、环戊基氨基、2-乙基己基氨基、十二烷基氨基、苯胺基、萘基氨基、2-吡啶基氨基等)、卤素原子(例如,氟原子、氯原子、溴原子等)、氟代烃基(例如,氟甲基、三氟甲基、五氟乙基、五氟苯基等)、氰基、硝基、羟基、硫醇基、甲硅烷基(例如,三甲基甲硅烷基、三异丙基甲硅烷基、三苯基甲硅烷基、苯基二乙基甲硅烷基等)、重氢原子等。
以下示出由通式(1)表示的化合物的代表例,但本发明并不限定于这些例示的化合物。
[化5]
Figure BDA0001384945380000121
本发明中,在上述例示的由通式(1)表示的化合物中,特别优选R1~R6全部是氰基的例示化合物1-1。该例示化合物1-1简称为HAT-CN。
由通式(1)表示的化合物能够按照以往公知的合成法容易地合成得到。
(第2有机化合物)
其特征在于,在本发明涉及的有机功能层中,与上述说明的由通式(1)表示的第1有机化合物一起,将第2有机化合物并用,第2有机化合物优选为由下述通式(2)表示的化合物或具有由通式(3)表示的结构的化合物。
〈具有由通式(2)表示的结构的化合物〉
本发明涉及的第2有机化合物优选为具有由下述通式(2)表示的结构的化合物(以下称为“由通式(2)表示的化合物”。)。
[化6]
通式(2)
Figure BDA0001384945380000131
上述通式(2)中,E101~E108分别表示C(R12)或氮原子,E101~E108中的至少一个为氮原子。另外,R11和R12各自表示氢原子或取代基。
作为由R11和R12表示的取代基的例子,可列举出烷基(例如,甲基、乙基、丙基、异丙基、叔丁基、戊基、己基、辛基、十二烷基、十三烷基、十四烷基、十五烷基等)、环烷基(例如,环戊基、环己基等)、烯基(例如,乙烯基、烯丙基等)、炔基(例如,乙炔基、炔丙基等)、芳香族烃基(也称为芳香族碳环基、芳基等,例如,苯基、对-氯苯基、均三甲苯基、甲苯基、二甲苯基、萘基、蒽基、薁基、苊基、芴基、菲基、茚基、芘基、联苯基)、芳香族杂环基(例如,呋喃基、噻吩基、吡啶基、哒嗪基、嘧啶基、吡嗪基、三嗪基、咪唑基、吡唑基、噻唑基、喹唑啉基、咔唑基、咔啉基、二氮杂咔唑基(表示上述咔啉基的构成咔啉环的任意的碳原子的一个被氮原子替换了的基团)、酞嗪基等)、杂环基(例如,吡咯烷基、咪唑烷基、吗啉基、噁唑烷基等)、烷氧基(例如,甲氧基、乙氧基、丙氧基、戊氧基、己氧基、辛氧基、十二烷氧基等)、环烷氧基(例如,环戊氧基、环己氧基等)、芳氧基(例如,苯氧基、萘氧基等)、烷硫基(例如,甲硫基、乙硫基、丙硫基、戊硫基、己硫基、辛硫基、十二烷硫基等)、环烷硫基(例如,环戊硫基、环己硫基等)、芳硫基(例如,苯硫基、萘硫基等)、烷氧基羰基(例如,甲氧基羰基、乙氧基羰基、丁氧基羰基、辛氧基羰基、十二烷氧基羰基等)、芳氧基羰基(例如,苯氧基羰基、萘氧基羰基等)、氨磺酰基(例如,氨基磺酰基、甲基氨基磺酰基、二甲基氨基磺酰基、丁基氨基磺酰基、己基氨基磺酰基、环己基氨基磺酰基、辛基氨基磺酰基、十二烷基氨基磺酰基、苯基氨基磺酰基、萘基氨基磺酰基、2-吡啶基氨基磺酰基等)、酰基(例如,乙酰基、乙基羰基、丙基羰基、戊基羰基、环己基羰基、辛基羰基、2-乙基己基羰基、十二烷基羰基、苯基羰基、萘基羰基、吡啶基羰基等)、酰氧基(例如,乙酰氧基、乙基羰氧基、丁基羰氧基、辛基羰氧基、十二烷基羰氧基、苯基羰氧基等)、酰胺基(例如,甲基羰基氨基、乙基羰基氨基、二甲基羰基氨基、丙基羰基氨基、戊基羰基氨基、环己基羰基氨基、2-乙基己基羰基氨基、辛基羰基氨基、十二烷基羰基氨基、苯基羰基氨基、萘基羰基氨基等)、氨基甲酰基(例如,氨基羰基、甲基氨基羰基、二甲基氨基羰基、丙基氨基羰基、戊基氨基羰基、环己基氨基羰基、辛基氨基羰基、2-乙基己基氨基羰基、十二烷基氨基羰基、苯基氨基羰基、萘基氨基羰基、2-吡啶基氨基羰基等)、脲基(例如,甲基脲基、乙基脲基、戊基脲基、环己基脲基、辛基脲基、十二烷基脲基、苯基脲基萘基脲基、2-吡啶基氨基脲基等)、亚磺酰基(例如,甲基亚磺酰基、乙基亚磺酰基、丁基亚磺酰基、环己基亚磺酰基、2-乙基己基亚磺酰基、十二烷基亚磺酰基、苯基亚磺酰基、萘基亚磺酰基、2-吡啶基亚磺酰基等)、烷基磺酰基(例如,甲基磺酰基、乙基磺酰基、丁基磺酰基、环己基磺酰基、2-乙基己基磺酰基、十二烷基磺酰基等)、芳基磺酰基或杂芳基磺酰基(例如,苯基磺酰基、萘基磺酰基、2-吡啶基磺酰基等)、氨基(例如,氨基、乙基氨基、二甲基氨基、丁基氨基、环戊基氨基、2-乙基己基氨基、十二烷基氨基、苯胺基、萘基氨基、2-吡啶基氨基、哌啶基(也称为哌啶基)、2,2,6,6-四甲基哌啶基等)、卤素原子(例如,氟原子、氯原子、溴原子等)、氟代烃基(例如,氟甲基、三氟甲基、五氟乙基、五氟苯基等)、氰基、硝基、羟基、巯基、甲硅烷基(例如,三甲基甲硅烷基、三异丙基甲硅烷基、三苯基甲硅烷基、苯基二乙基甲硅烷基等)、磷酸酯基(例如,二己基磷酰基等)、亚磷酸酯基(例如二苯基氧膦基等)、膦酰基等。
这些取代基的一部分可以被上述的取代基进一步取代。另外,这些取代基的多个可相互键合而形成环。
以下示出本发明涉及的由通式(2)表示的化合物的具体例,但本发明并不限定于这些例示的化合物。
[化7]
Figure BDA0001384945380000161
[化8]
Figure BDA0001384945380000171
[化9]
Figure BDA0001384945380000181
在由上述通式(2)表示的例示化合物中,优选例示化合物2-1~2-3、2-12。
由通式(2)表示的化合物能够按照以往公知的合成法、容易地合成得到。
〈具有由通式(3)表示的结构的化合物〉
本发明涉及的第2有机化合物优选为具有由下述通式(3)表示的结构的化合物(以下称为“由通式(3)表示的化合物”。)。
[化10]
通式(3)
Figure BDA0001384945380000182
在上述通式(3)中,R1、R2和R3分别独立地表示氢原子或取代基。L1表示与氮原子键合的芳香族烃环基或芳香族杂环基。
在通式(3)中,作为由R1、R2和R3表示的取代基,可列举出烷基(例如,甲基、乙基、丙基、异丙基、叔丁基、戊基、己基、辛基、十二烷基、十三烷基、十四烷基、十五烷基等)、环烷基(例如,环戊基、环己基等)、烯基(例如,乙烯基、烯丙基等)、炔基(例如,乙炔基、炔丙基等)、芳香族烃基(也称为芳香族碳环基、芳基等,例如,苯基、对-氯苯基、均三甲苯基、甲苯基、二甲苯基、萘基、蒽基、薁基、苊基、芴基、菲基、茚基、芘基、联苯基等)、芳香族杂环基(例如,呋喃基、噻吩基、吡啶基、哒嗪基、嘧啶基、吡嗪基、三嗪基、咪唑基、吡唑基、噻唑基、喹唑啉基、咔唑基、咔啉基、二氮杂咔唑基(表示上述咔啉基的构成咔啉环的任意的碳原子的一个被氮原子替换了的基团)、酞嗪基等)、杂环基(例如,吡咯烷基、咪唑烷基、吗啉基、噁唑烷基等)、烷氧基(例如,甲氧基、乙氧基、丙氧基、戊氧基、己氧基、辛氧基、十二烷氧基等)、环烷氧基(例如,环戊氧基、环己氧基等)、芳氧基(例如,苯氧基、萘氧基等)、烷硫基(例如,甲硫基、乙硫基、丙硫基、戊硫基、己硫基、辛硫基、十二烷硫基等)、环烷硫基(例如,环戊硫基、环己硫基等)、芳硫基(例如,苯硫基、萘硫基等)、烷氧基羰基(例如,甲氧基羰基、乙氧基羰基、丁氧基羰基、辛氧基羰基、十二烷氧基羰基等)、芳氧基羰基(例如,苯氧基羰基、萘氧基羰基等)、氨磺酰基(例如,氨基磺酰基、甲基氨基磺酰基、二甲基氨基磺酰基、丁基氨基磺酰基、己基氨基磺酰基、环己基氨基磺酰基、辛基氨基磺酰基、十二烷基氨基磺酰基、苯基氨基磺酰基、萘基氨基磺酰基、2-吡啶基氨基磺酰基等)、酰基(例如,乙酰基、乙基羰基、丙基羰基、戊基羰基、环己基羰基、辛基羰基、2-乙基己基羰基、十二烷基羰基、苯基羰基、萘基羰基、吡啶基羰基等)、酰氧基(例如,乙酰氧基、乙基羰氧基、丁基羰氧基、辛基羰氧基、十二烷基羰氧基、苯基羰氧基等)、酰胺基(例如,甲基羰基氨基、乙基羰基氨基、二甲基羰基氨基、丙基羰基氨基、戊基羰基氨基、环己基羰基氨基、2-乙基己基羰基氨基、辛基羰基氨基、十二烷基羰基氨基、苯基羰基氨基、萘基羰基氨基等)、氨基甲酰基(例如,氨基羰基、甲基氨基羰基、二甲基氨基羰基、丙基氨基羰基、戊基氨基羰基、环己基氨基羰基、辛基氨基羰基、2-乙基己基氨基羰基、十二烷基氨基羰基、苯基氨基羰基、萘基氨基羰基、2-吡啶基氨基羰基等)、脲基(例如,甲基脲基、乙基脲基、戊基脲基、环己基脲基、辛基脲基、十二烷基脲基、苯基脲基萘基脲基、2-吡啶基氨基脲基等)、亚磺酰基(例如,甲基亚磺酰基、乙基亚磺酰基、丁基亚磺酰基、环己基亚磺酰基、2-乙基己基亚磺酰基、十二烷基亚磺酰基、苯基亚磺酰基、萘基亚磺酰基、2-吡啶基亚磺酰基等)、烷基磺酰基(例如,甲基磺酰基、乙基磺酰基、丁基磺酰基、环己基磺酰基、2-乙基己基磺酰基、十二烷基磺酰基等)、芳基磺酰基或杂芳基磺酰基(例如,苯基磺酰基、萘基磺酰基、2-吡啶基磺酰基等)、氨基(例如,氨基、乙基氨基、二甲基氨基、丁基氨基、环戊基氨基、2-乙基己基氨基、十二烷基氨基、苯胺基、萘基氨基、2-吡啶基氨基、哌啶基(也称为哌啶基)、2,2,6,6-四甲基哌啶基等)、卤素原子(例如,氟原子、氯原子、溴原子等)、氟代烃基(例如,氟甲基、三氟甲基、五氟乙基、五氟苯基等)、氰基、硝基、羟基、巯基、甲硅烷基(例如,三甲基甲硅烷基、三异丙基甲硅烷基、三苯基甲硅烷基、苯基二乙基甲硅烷基等)、磷酸酯基(例如,二己基磷酰基等)、亚磷酸酯基(例如二苯基氧膦基等)、膦酰基等。
通式(3)中,L1优选具有芳香族六元环骨架。作为芳香族六元环骨架,例如,优选具有芳香族烃基(也称为芳香族碳环基、芳基等,例如,苯基、对-氯苯基、均三甲苯基、甲苯基、二甲苯基、萘基、蒽基、薁基、苊基、芴基、菲基、茚基、芘基、联苯基等)等、或者芳香族杂环基(也称为杂芳基,例如,吡啶基、哒嗪基、嘧啶基、吡嗪基、三嗪基等),特别优选L1具有苯环骨架或三嗪环骨架。其中,芳香族六元环骨架、苯环骨架和三嗪环骨架与上述的吡啶环骨架同样地,表示包含各自的部分结构。
以下示出本发明涉及的由通式(3)表示的化合物的具体例,但本发明并不限定于这些例示的化合物。
[化11]
Figure BDA0001384945380000211
[化12]
Figure BDA0001384945380000221
[化13]
Figure BDA0001384945380000231
[化14]
Figure BDA0001384945380000241
由通式(2)表示的化合物能够按照以往公知的合成法容易地合成得到。
(由通式(1)表示的化合物与由通式(2)或(3)表示的化合物的使用比率)
其特征在于,在本发明涉及的有机功能层中,同时含有由上述通式(1)表示的第1有机化合物和结构与第1有机化合物不同的第2有机化合物,更优选将作为第1有机化合物的由上述通式(1)表示的化合物与作为第2有机化合物的由上述通式(2)或通式(3)表示的化合物并用。
在本发明中,作为由上述通式(1)表示的化合物与由上述通式(2)或通式(3)表示的化合物的使用比率,并无特别限制,在将由上述通式(2)或通式(3)表示的化合物设为100质量%时,由通式(1)表示的化合物的使用比率优选为5.0~60质量%的范围内,更优选为10~50质量%的范围内。
(有机功能层的形成方法)
在本发明涉及的有机功能层的形成中,能够应用各种的薄膜形成方法,其中,优选采用蒸镀法或溅射法形成。作为本发明中可应用的蒸镀法,包含电阻加热蒸镀法、电子束蒸镀法、离子镀法、离子束蒸镀法等。作为蒸镀装置,例如能够使用シンクロン公司制的BMC-800T蒸镀机等,可以列举出如下的方法:使用2个加热用舟皿,在一个加热用舟皿中填充由通式(1)表示的化合物,在另一加热用舟皿中填充由通式(2)或通式(3)表示的化合物,以成为所期望的比率的方式控制加热条件,通过共蒸镀形成有机功能层。
本发明涉及的有机功能层的形成中使用的溅射法是如下的方法:在真空腔室内设置用于薄膜的形成的金属作为靶,使施加高电压而离子化的稀有气体元素(通常为氩)、氮(通常来自空气)与靶碰撞,将靶表面的原子弹飞,在基板上高密度地将金属成膜。另外,也能够通过与上述稀有气体一起导入反应性气体(O2、N2),从而将金属氧化物、金属氮化物成膜。
作为可应用于本发明的溅射法,能够适宜地采用双极溅射法、磁控管溅射法、DC溅射法、DC脉冲溅射法、RF(高频)溅射法、二重磁控管溅射法、反应性溅射法、离子束溅射法、偏压溅射法和对置靶溅射法等公知的溅射法。作为具体的市售的溅射装置,可以列举出大阪真空株式会社制的磁控管溅射装置、ウルバック公司的各种溅射装置(例如,多腔室型溅射装置ENTRONTM-EX W300)、アネルバ公司的L-430S-FHS溅射装置等。
[导电性层]
本发明涉及的导电性层(12)含有银作为主成分。另外,导电性层(12)为在上述说明的有机功能层(11)上成膜的层。
导电性层(12)是以银作为主成分而构成的层,根据需要,可以是分成多个层而层叠了的构成。
导电性层(12)优选层厚为5~20nm的范围内,更优选为5~12nm的范围内。
在层厚比20nm薄的情况下,层的吸收成分或反射成分变少,透明电极(10)的透光率提高,因此优选。另外,在层厚比5nm厚的情况下,作为导电性层的导电性变得充分,因此优选。
由以上说明了的有机功能层(11)和在其上部成膜了的导电性层(12)构成的层叠结构的透明电极(10)可以用保护膜将导电性层(12)的上部覆盖,也可层叠另外的导电性层。这种情况下,优选保护膜和另外的导电性层具有透光性,以致不会损坏透明电极(10)的透光性。另外,在本发明的透明电极(10)中,可以成为在有机功能层(11)的下部、即有机功能层(11)与基板(13)之间根据需要也设置了上述说明了的图2A和图2B中所示的光学调整层(14)的构成。
导电性层(12)可由含有银(Ag)作为主成分的合金构成,作为这样的合金,例如可列举出银-镁(Ag-Mg)、银-铜(Ag-Cu)、银-钯(Ag-Pd)、银-钯-铜(Ag-Pd-Cu)、银-铟(Ag-In)等。
作为导电性层(12)的成膜方法,能够应用使用涂布法、喷墨法、涂覆法、浸渍法等湿法的方法、上述有机功能层的形成中使用的蒸镀法或溅射法而形成,其中,在本发明中优选应用蒸镀法。作为在本发明中可应用的蒸镀法,包含电阻加热蒸镀法、电子束蒸镀法、离子镀法、离子束蒸镀法等。作为蒸镀装置,例如能够使用シンクロン公司制的BMC-800T蒸镀机等。
本发明涉及的导电性层(12)通过在包含特定的化合物的有机功能层(11)上成膜,在将导电性层(12)成膜后,即使没有高温退火处理(例如,150℃以上的加热工艺)等,也能够具有充分的导电性,但根据需要,在成膜后也可进行高温退火处理等。此时,参考构成透明电极的基材的玻璃化转变温度(Tg)而设定是关键。
在以上这样的构成的本发明涉及的透明电极(10)中,在含有由通式(1)表示的第1有机化合物和第2有机化合物的有机功能层(11)上设置了以银作为主成分而构成的导电性层(12)。由此,在有机功能层(11)的上部将导电性层(12)成膜时,导电性层(12)中所含有的银原子与有机功能层(11)中所含有的由通式(1)表示的第1有机化合物和第2有机化合物相互作用,银原子的在有机功能层(11)表面处的扩散距离减少,银的凝聚受到抑制。
其中,一般在以银作为主成分而构成的导电性层的成膜中,以岛状生长型(VW型)进行薄膜生长,因此银粒子容易孤立为岛状,膜厚薄时获得导电性困难,薄层电阻值升高。
因此,为了确保导电性,必须使膜厚变厚,但如果使膜厚变厚,则透光率降低,因此作为透明电极是不适合的。
但是,根据本发明构成的透明电极(10),由于如上述那样在有机功能层(11)上银的凝聚受到抑制,因此在以银作为主成分而构成的导电性层(12)的成膜中,以层状生长型(FM型)进行薄膜生长。
[光学调整层]
在本发明的透明电极中,优选如图2A和图2B中所示那样在基板(13)与有机功能层(11)之间具有含有金属氧化物或金属硫化物的光学调整层(14)。
光学调整层(14)是以调整导电性层(12)的反射率、透射率等光学特性为目的的层。这样的光学调整层(14)优选为折射率比基板(13)高的层、即高折射率层。
高折射率层的折射率优选为1.8以上,更优选为2.1~2.5的范围内。如果高折射率层的折射率比1.8高,导电性层(12)的透光性容易升高。另外,高折射率层的折射率优选以+0.1~+1.1的范围比基板(13)的折射率高,更优选以+0.4~+1.0的范围比其高。本发明中所说的高折射率层的折射率为对于波长510nm的光的折射率,用椭偏仪测定。高折射率层的折射率能够通过构成高折射率层的材料、高折射率层中的材料的密度等进行调整。
高折射率层优选包含介电性材料或氧化物半导体材料而构成。另外,构成高折射率层的材料优选为金属氧化物或金属硫化物。在金属氧化物或金属硫化物的例子中,包含氧化钛(TiO2:n=2.1~2.4)、氧化铟锡(简称ITO:n=1.9~2.2)、氧化锌(ZnO:n=1.9~2.0)、硫化锌(ZnS:n=2.0~2.2)、氧化铌(Nb2O5:n=2.2~2.4)、氧化锆(ZrO2:n=2.0.~2.1)、氧化铈(CeO2:n=1.9~2.2)、五氧化钽(Ta2O5:n=1.9~2.2)、氧化锡(SnO2:n=1.8~2.0)、氧化铟锌(简称IZO:1.9~2.4)、氧化锌(ZnO:1.9~2.0)、硫化锌(ZnS、2.2~2.4)等,从折射率、生产率的观点出发,优选为TiO2、Nb2O5、ITO、ZnO、ZnS。在高折射率层中可只包含1种介电性材料或氧化物半导体材料,也可包含2种以上。应予说明,用括弧内的n表示的数值表示折射率。
高折射率层的层厚优选为10~100nm的范围内,更优选为20~50nm的范围内。其中,如果高折射率层的层厚为10nm以上,则能够充分地提高导电性层(12)的透光性。另一方面,如果高折射率层的层厚为100nm以下,则能够提高导电性层(12)的透明性(减反射性)。采用椭偏仪测定高折射率层的层厚。
予以说明,光学调整层(14)可以是折射率比基板(13)低的层(低折射率层)。另外,除了上述的高折射率层以外,可进一步设置低折射率层,也可以成为将高折射率层和低折射率层多个层叠的构成。通过与高折射率层邻接地形成这样的低折射率层,透明电极(10)的透光性进一步提高。
另外,可以是如图2B中所示那样在基板(13)与有机功能层(11)之间设置第1光学调整层(14A)、进而在导电性层(12)上设置第2光学调整层(14B)的构成。在这样的构成中,第1光学调整层(14A)与第2光学调整层(14B)可以为同一构成,也可以为不同的构成。
作为将上述说明的光学调整层(14)在基板(11)上成膜方法,可列举出蒸镀法(电阻加热、EB法等)或溅射法。应用蒸镀法或是应用溅射法优选根据使用的金属氧化物或金属硫化物的种类来适当地选择。例如,如果是使用了氧化锌(ZnO)、氧化钛(TiO2)、硫化锌(ZnS)的光学调整层的成膜,则优选应用蒸镀法。另外,如果是使用了氧化铟(In2O3)、氧化铟锡(ITO)或氧化铌(Nb2O5)的光学调整层的成膜,则优选应用溅射法。
《透明电极的用途》
本发明的透明电极能够在各种电子器件中使用。作为电子器件的例子,可列举出有机EL元件、LED(Light Emitting Diode)、液晶元件、太阳能电池、触摸面板等,作为这些电子器件中需要透光性的电极构件,能够应用本发明的透明电极。
《在有机EL元件中的应用》
以下,作为电子器件用途的一例,对使用了本发明的透明电极的有机EL元件的实施方式进行说明。
[有机EL元件的实施方式1]
[有机EL元件的构成]
图3为表示作为本发明的电子器件的一例的、使用了本发明的透明电极(10)的有机EL元件(100)的1例的概略剖面图。
以下基于图3对有机EL元件的构成进行说明。
如图3中所示那样,有机EL元件(100)设置在透明基板(13、以下也称为基板)上,在透明基板(13)上配置有上述图2A中所示的透明电极(10)。在作为透明电极的基板(13)的透明基板上将光学调整层(14)、有机功能层(11)和导电性层(12)层叠而构成,在其上层叠有有机发光层单元(3)和对置电极(5a)。
该有机EL元件(100)中,作为透明电极(10),使用由本发明中规定的构成组成的透明电极。因此,有机EL元件(100)以如下方式构成:将由发光点(h)产生了的发光光(L)至少从透明基板(13)的光取出面(13a)侧取出。
另外,以下对有机EL元件(100)的层结构的一例进行说明,但并不限定于这里例示的构成,也可以是一般的层结构。图3中,示出了透明电极(10)作为阳极(即,阳极)发挥功能、对置电极(5a)作为阴极(即,阴极)发挥功能的构成。
例如,在图3中所示的构成中,就有机发光层单元(3)而言,例示了从作为阳极的透明电极(10)侧依次将空穴注入层(3a)/空穴传输层(3b)/发光层(3c)/电子传输层(3d)/电子注入层(3e)层叠的构成,其中至少具有使用有机化合物构成了的发光层(3c)是必要的。空穴注入层(3a)和空穴传输层(3b)可设置为空穴传输注入层。电子传输层(3d)和电子注入层(3e)可设置为电子传输注入层。另外,在这些有机发光层单元(3)中,例如,电子注入层(3e)可以由无机材料构成。
另外,有机发光层单元(3)除了这些层以外,可根据需要将空穴阻挡层、电子阻挡层等层叠于必要部位。进而,发光层(3c)可形成如下结构:具有产生各波长区域的发光光的各色发光层、将这些各色发光层经由非发光性的辅助层层叠。辅助层可作为空穴阻挡层、电子阻挡层发挥功能。进而,作为阴极的对置电极(5a)也根据需要可以为层叠结构。在这样的构成中,只有用透明电极(10)和对置电极(5a)将有机发光层单元(3)夹持了的部分成为有机EL元件(100)中的发光区域。
另外,在图3中所示的层构成中,以实现透明电极(10)的低电阻化为目的,可与透明电极(10)的导电性层(12)相接地设置辅助电极(15)。
就图3中所示的构成的有机EL元件(100)而言,以防止使用有机化合物等构成了的有机发光层单元(3)的劣化为目的,在透明基板(13)上用后述的密封材料(17)密封。将该密封材料(17)经由粘接剂(19)固定于透明基板(13)侧。不过,使透明电极(10)和对置电极(5a)的端子部分以如下的状态设置:在透明基板(13)上通过有机发光层单元(3)相互保持着绝缘性的状态下使其从密封材料(17)露出。
以下对用于构成上述的有机EL元件(100)的主要各层的详细情况,按照透明基板(13)、透明电极(10)、对置电极(5a)、有机发光层单元(3)的发光层(3c)、有机发光层单元(3)的其他层、辅助电极(15)和密封材料(17)的顺序进行说明。
(透明基板)
透明基板(13)为前面在图1、图2A和图2B中说明了的构成本发明的透明电极(10)的基板(13),在前面说明了的基板(13)中,使用具有透光性的透明的基板(13)。
(透明电极(阳极))
透明电极(10)为前面说明了的本发明的透明电极(10),为从透明基板(13)侧依次将光学调整层(14)、有机功能层(11)和导电性层(12)依次成膜了的构成。其中,特别地,透明电极(10)作为阳极发挥功能,导电性层(12)成为实质上的阳极。
(对置电极(阴极))
对置电极(5a)为作为向有机发光层单元(3)供给电子的阴极发挥功能的电极膜,由金属、合金、有机或无机的导电性化合物、或者它们的混合物等构成。具体地,可列举出铝、银、镁、锂、镁/铜混合物、镁/银混合物、镁/铝混合物、镁/铟混合物、铟、锂/铝混合物、稀土类金属、ITO、ZnO、TiO2、SnO2等氧化物半导体等。
对置电极(5a)能够通过采用蒸镀、溅射等方法将这些导电性材料形成薄膜而制作。
另外,对置电极(5a)的薄层电阻值优选数百Ω/□以下,膜厚通常在5nm~5μm、优选在5~200nm的范围内选择。
予以说明,该有机EL元件(100)采取从对置电极(5a)侧取得发光光(L)的方式的情况下,可由从上述的导电性材料中选择的透光性良好的导电性材料构成对置电极(5a)。
(发光层)
在发光层(3c)中含有发光材料,其中,作为发光材料,优选含有磷光发光掺杂剂(也称为磷光发光材料、磷光发光化合物或磷光性化合物。)。
该发光层(3c)是从电极或电子传输层(3d)注入了的电子与从空穴传输层(3b)注入了的空穴复合而发光的层,进行发光的部分可以是发光层(3c)的层内,也可以是发光层(3c)与进行邻接的层的界面。
作为这样的发光层(3c),只要所含的发光材料满足发光必要条件,则对其构成无特别限制。另外,具有同一发光光谱、发光极大波长的层可以为多层。这种情况下,优选在各发光层(3c)间具有非发光性的辅助层(未图示)。
发光层(3c)的层厚的总和优选为1~100nm的范围内,更优选地,从能够得到更低的驱动电压出发,为1~30nm的范围内。予以说明,发光层(3c)的层厚的总和在发光层(3c)间存在非发光性的辅助层的情况下,是也包含该辅助层的层厚。
在将多个层层叠的构成的发光层(3c)的情况下,作为各个发光层(3c)的层厚,优选调整到1~50nm的范围内,更优选调整到1~20nm的范围内。层叠了的多个发光层(3c)对应于青、绿、红的各个发光色的情况下,对于青、绿、红的各发光层(3c)的层厚的关系,并无特别限制。
如以上那样构成的发光层(3c)能够例如采用真空蒸镀法、旋涂法、流延法、LB法、喷墨法等公知的薄膜形成方法将后述的发光材料、主体化合物成膜而形成。
另外,发光层(3c)可以将多种发光材料混合而构成,另外,也可以将磷光发光掺杂剂(磷光发光性化合物)和荧光掺杂剂(荧光发光材料、荧光性化合物)混合而构成。
发光层(3c)优选含有主体化合物(发光主体)和发光材料(发光掺杂剂),由发光材料发光。
(主体化合物)
作为发光层(3c)中所含有的主体化合物,优选室温(25℃)下的磷光发光的磷光量子收率不到0.1的化合物。更优选地,磷光量子收率不到0.01。另外,在发光层3c中所含有的化合物中,优选其在层中的体积比为50%以上。
作为主体化合物,可单独地使用公知的主体化合物,或者可使用多种。通过使用多种主体化合物,可以调整电荷的移动,能够使有机EL元件高效率化。另外,通过使用多种后述的发光材料,可以将不同的发光混合,由此能够得到任意的发光色。
作为使用的主体化合物,可以是以往公知的低分子化合物,也可以是具有重复单元的高分子化合物,还可以是具有乙烯基、环氧基这样的聚合性基团的低分子化合物(蒸镀聚合性发光主体)。
作为公知的主体化合物,优选具有空穴传输能力、电子传输能力、同时防止发光的长波长化、并且高Tg(玻璃化转变温度)的化合物。
这里所说的玻璃化转变温度,是使用DSC(Differential Scanning Colorimetry:差示扫描量热法)、采用按照JIS K 7121-2012的方法求出的值。
作为公知的主体化合物的具体例,也能够使用以下的文献中记载的化合物。例如可以列举出日本特开2001-257076号公报、日本特开2002-308855号公报、日本特开2001-313179号公报、日本特开2002-319491号公报、日本特开2001-357977号公报、日本特开2002-334786号公报、日本特开2002-8860号公报、日本特开2002-334787号公报、日本特开2002-15871号公报、日本特开2002-334788号公报、日本特开2002-43056号公报、日本特开2002-334789号公报、日本特开2002-75645号公报、日本特开2002-338579号公报、日本特开2002-105445号公报、日本特开2002-343568号公报、日本特开2002-141173号公报、日本特开2002-352957号公报、日本特开2002-203683号公报、日本特开2002-363227号公报、日本特开2002-231453号公报、日本特开2003-3165号公报、日本特开2002-234888号公报、日本特开2003-27048号公报、日本特开2002-255934号公报、日本特开2002-260861号公报、日本特开2002-280183号公报、日本特开2002-299060号公报、日本特开2002-302516号公报、日本特开2002-305083号公报、日本特开2002-305084号公报、日本特开2002-308837号公报。
另外,也能够使用美国专利申请公开第2003/0175553号说明书、美国专利申请公开第2006/0280965号说明书、美国专利申请公开第2005/0112407号说明书、美国专利申请公开第2009/0017330号说明书、美国专利申请公开第2009/0030202号说明书、美国专利申请公开第2005/0238919号说明书、国际公开第2001/039234号说明书、国际公开第2009/021126号、国际公开第2008/056746号、国际公开第2004/093207号、国际公开第2005/089025号、国际公开第2007/063796号、国际公开第2007/063754号、国际公开第2004/107822号、国际公开第2005/030900号、国际公开第2006/114966号、国际公开第2009/086028号、国际公开第2009/003898号、国际公开第2012/023947号、日本特开2008-074939号公报、日本特开2007-254297号公报、欧州专利第2034538号说明书等中记载的化合物。
(发光材料)
(1)磷光发光掺杂剂
作为本发明中能够使用的发光材料,可列举出磷光发光掺杂剂。
磷光发光掺杂剂是观测到来自激发三重态的发光的化合物,具体地,是在室温(25℃)下进行磷光发光的化合物,被定义为磷光量子收率在25℃下为0.01以上的化合物,优选的磷光量子收率为0.1以上。
上述磷光量子收率能够采用第4版实验化学讲座7的分光II的第398页(1992年版、丸善)中记载的方法测定。溶液中的磷光量子收率能够使用各种的溶剂测定,在本发明中使用磷光发光掺杂剂的情况下,只要在任意的溶剂的任一种中实现上述磷光量子收率(0.01以上)即可。
作为磷光发光掺杂剂的发光的原理,可列举出2种。
一种为如下的能量移动型:在传输载流子的主体化合物上发生载流子的复合,生成主体化合物的激发状态,通过使其能量移动至磷光发光掺杂剂,从而得到来自磷光发光掺杂剂的发光。
另一种是如下的载流子阱型:磷光发光掺杂剂成为载流子阱,在磷光发光掺杂剂上发生载流子的复合,得到来自磷光发光掺杂剂的发光。在所有的情况下,磷光发光掺杂剂的激发状态的能量比主体化合物的激发状态的能量低成为条件。
磷光发光掺杂剂能够从一般的有机EL元件的发光层中所使用的公知的物质中适当地选择使用,优选为含有元素周期表中8~10族的金属的络合物系化合物,更优选为铱化合物、锇化合物、或铂化合物(铂络合物系化合物)、稀土类络合物,其中最优选为铱化合物。
本发明中,可在至少一个发光层3c中含有2种以上的磷光发光掺杂剂,发光层3c中的磷光发光掺杂剂的浓度比可在发光层3c的厚度方向上变化。
相对于发光层3c的总量,磷光发光掺杂剂优选为0.1体积%以上且不到30体积%。
作为能够在本发明中使用的公知的磷光掺杂剂的具体例,可列举出以下的各文献中记载的化合物等。
可以列举出Nature 395,151(1998)、Appl.Phys.Lett.78,1622(2001)、Adv.Mater.19,739(2007)、Chem.Mater.17,3532(2005)、Adv.Mater.17,1059(2005)、国际公开第2009/100991号、国际公开第2008/101842号、国际公开第2003/040257号、美国专利申请公开第2006/835469号说明书、美国专利申请公开第2006/0202194号说明书、美国专利申请公开第2007/0087321号说明书、美国专利申请公开第2005/0244673号说明书、Inorg.Chem.40,1704(2001)、Chem.Mater.16,2480(2004)、Adv.Mater.16,2003(2004)、Angew.Chem.lnt.Ed.2006,45,7800、Appl.Phys.Lett.86,153505(2005)、Chem.Lett.34,592(2005)、Chem.Commun.2906(2005)、Inorg.Chem.42,1248(2003)等中记载的磷光掺杂剂。
另外,可以列举出国际公开第2009/050290号、国际公开第2002/015645号、国际公开第2009/000673号、美国专利申请公开第2002/0034656号说明书、美国专利第7332232号说明书、美国专利申请公开第2009/0108737号说明书、美国专利申请公开第2009/0039776号说明书、美国专利第6921915号说明书、美国专利第6687266号说明书、美国专利申请公开第2007/0190359号说明书、美国专利申请公开第2006/0008670号说明书、美国专利申请公开第2009/0165846号说明书、美国专利申请公开第2008/0015355号说明书、美国专利第7250226号说明书、美国专利第7396598号说明书、美国专利申请公开第2006/0263635号说明书、美国专利申请公开第2003/0138657号说明书、美国专利申请公开第2003/0152802号说明书、美国专利第7090928号说明书等中记载的磷光掺杂剂。
另外,可以列举出Angew.Chem.lnt.Ed.47,1(2008)、Chem.Mater.18,5119(2006)、Inorg.Chem.46,4308(2007)、Organometallics 23,3745(2004)、Appl.Phys.Lett.74,1361(1999)、国际公开第2002/002714号、国际公开第2006/009024号、国际公开第2006/056418号、国际公开第2005/019373号、国际公开第2005/123873号、国际公开第2005/123873号、国际公开第2007/004380号、国际公开第2006/082742号、美国专利申请公开第2006/0251923号说明书、美国专利申请公开第2005/0260441号说明书、美国专利第7393599号说明书、美国专利第7534505号说明书、美国专利第7445855号说明书、美国专利申请公开第2007/0190359号说明书、美国专利申请公开第2008/0297033号说明书、美国专利第7338722号说明书、美国专利申请公开第2002/0134984号说明书、美国专利第7279704号说明书、美国专利申请公开第2006/098120号说明书、美国专利申请公开第2006/103874号说明书、国际公开第2005/076380号、国际公开第2010/032663号、国际公开第2008/140115号、国际公开第2007/052431号、国际公开第2011/134013号、国际公开第2011/157339号、国际公开第2010/086089号、国际公开第2009/113646号、国际公开第2012/020327号、国际公开第2011/051404号、国际公开第2011/004639号、国际公开第2011/073149号、美国专利申请公开第2012/228583号说明书、美国专利申请公开第2012/212126号说明书、日本特开2012-069737号公报、日本特开2011-181303号公报、日本特开2009-114086号公报、日本特开2003-81988号公报、日本特开2002-302671号公报、日本特开2002-363552号公报等中记载的磷光掺杂剂。
其中,作为优选的磷光掺杂剂,可列举出在中心金属中具有Ir的有机金属络合物。更优选地,优选包含金属-碳键、金属-氮键、金属-氧键、金属-硫键中的至少1个配位样式的络合物。
(2)荧光掺杂剂
对于本发明涉及的荧光发光性掺杂剂(以下也称为“荧光掺杂剂”。)进行说明。
本发明涉及的荧光掺杂剂是可以进行来自激发单重态的发光的化合物,只要观测到来自激发单重态的发光,则并无特别限定。
作为本发明涉及的荧光掺杂剂,可列举出香豆素系色素、吡喃系色素、菁系色素、克酮酸系色素、方酸系色素、氧代苯并蒽系色素、荧光素系色素、若丹明系色素、吡喃鎓系色素、苝系色素、1,2-二苯乙烯系色素、聚噻吩系色素或稀土类络合物系荧光体等。
另外,近年来,也开发了利用了延迟荧光的发光掺杂剂,也可使用这些。
作为利用了延迟荧光的发光掺杂剂的具体例,例如可列举出国际公开第2011/156793号、日本特开2011-213643号公报、日本特开2010-93181号公报等中记载的化合物,但本发明并不限定于这些。
(注入层:空穴注入层、电子注入层)
注入层是为了驱动电压降低、发光亮度提高而设置于电极与发光层3c之间的层,在“有机EL元件及其工业化最前沿(1998年11月30日NTS株式会社发行)”的第2篇第2章“电极材料”(123~166页)中详细地记载,有空穴注入层(3a)和电子注入层(3e)。
注入层可以根据需要设置。如果是空穴注入层(3a),则可存在于阳极与发光层(3c)或空穴传输层(3b)之间,如果是电子注入层(3e),则可存在于阴极与发光层(3c)或电子传输层(3d)之间。
就空穴注入层(3a)而言,在日本特开平9-45479号公报、日本特开平9-260062号公报、日本特开平8-288069号公报等中也记载了其详细情况,作为具体例,可列举出以铜酞菁为代表的酞菁层、以氧化钒为代表的氧化物层、无定形碳层、使用了聚苯胺(翠绿亚胺)、聚噻吩等导电性高分子的高分子层等。
就电子注入层(3e)而言,在日本特开平6-325871号公报、日本特开平9-17574号公报、日本特开平10-74586号公报等中也记载了其详细情况,具体地,可列举出以锶、铝等为代表的金属层、以氟化钾为代表的碱金属卤化物层、以氟化镁为代表的碱土金属化合物层、以氧化钼为代表的氧化物层等。希望电子注入层3e为极薄的膜,也因原材料而异,但其层厚优选1nm~10μm的范围内。
(空穴传输层)
空穴传输层(3b)由具有传输空穴的功能的空穴传输材料构成,广义上讲,空穴注入层(3a)、电子阻挡层也包含在空穴传输层(3b)中。空穴传输层(3b)能够设置单层或多层。
作为空穴传输材料,是具有空穴的注入或传输、电子的屏蔽性的任一者的材料,有机物、无机物均可。例如可列举出三唑衍生物、噁二唑衍生物、咪唑衍生物、多芳基烷烃衍生物、吡唑啉衍生物和吡唑啉酮衍生物、苯二胺衍生物、芳基胺衍生物、氨基取代查耳酮衍生物、噁唑衍生物、苯乙烯基蒽衍生物、芴酮衍生物、腙衍生物、1,2-二苯乙烯衍生物、硅氮烷衍生物、苯胺系共聚物、以及导电性高分子低聚物、特别是噻吩低聚物等。
作为空穴传输材料,能够使用上述的空穴传输材料,但优选使用卟啉化合物、芳香族叔胺化合物和苯乙烯基胺化合物,特别优选使用芳香族叔胺化合物。
作为芳香族叔胺化合物和苯乙烯基胺化合物的代表例,可列举出N,N,N′,N′-四苯基-4,4′-二氨基苯基、N,N′-二苯基-N,N′-双(3-甲基苯基)-[1,1′-联苯]-4,4′-二胺(简称:TPD)、2,2-双(4-二-对-甲苯基氨基苯基)丙烷、1,1-双(4-二-对-甲苯基氨基苯基)环己烷、N,N,N′,N′-四-对-甲苯基-4,4′-二氨基联苯、1,1-双(4-二-对-甲苯基氨基苯基)-4-苯基环己烷、双(4-二甲基氨基-2-甲基苯基)苯基甲烷、双(4-二-对-甲苯基氨基苯基)苯基甲烷、N,N′-二苯基-N,N′-二(4-甲氧基苯基)-4,4′-二氨基联苯、N,N,N′,N′-四苯基-4,4′-二氨基二苯基醚、4,4′-双(二苯基氨基)四联苯、N,N,N-三(对-甲苯基)胺、4-(二-对-甲苯基氨基)-4′-[4-(二-对-甲苯基氨基)苯乙烯基]1,2-二苯乙烯、4-N,N-二苯基氨基-(2-二苯基乙烯基)苯、3-甲氧基-4′-N,N-二苯基氨基苯乙烯基苯、N-苯基咔唑、进而在美国专利第5061569号说明书中记载的在分子内具有2个稠合芳香族环的化合物例如4,4′-双[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]联苯(简称:NPD)、日本特开平4-308688号公报中记载的三苯基胺单元连接为3个星爆型的4,4′,4″-三[N-(3-甲基苯基)-N-苯基氨基]三苯基胺(简称:MTDATA)等。
进而,也能够使用将这些材料导入了高分子链或者将这些材料作为高分子的主链的高分子材料。另外,p型-Si、p型-SiC等无机化合物也能够作为空穴注入材料、空穴传输材料使用。
另外,也能够使用日本特开平11-251067号公报、J.Huang等,Applied PhysicsLetters,80(2002),第139页中记载的、所谓p型空穴传输材料。本发明中,从得到更高效率的发光元件出发,优选使用这些材料。
空穴传输层(3b)能够通过采用例如真空蒸镀法、旋涂法、流延法、包含喷墨法的印刷法、LB法等公知的方法将上述空穴传输材料薄膜化而形成。对于空穴传输层(3b)的层厚并无特别限制,但通常为5nm~5μm左右,优选为5~200nm的范围内。该空穴传输层(3b)可以是由上述材料的1种或2种以上构成的1层结构。
另外,也可以在空穴传输层(3b)的材料中掺杂杂质来提高p性。作为其例子,可列举出日本特开平4-297076号公报、日本特开2000-196140号公报、日本特开2001-102175号公报、J.Appl.Phys.,95,5773(2004)等中记载的例子。
如果这样提高空穴传输层(3b)的p性,则能够制作更低消耗电力的有机EL元件,因此优选。
(电子传输层)
电子传输层(3d)由具有传输电子的功能的材料构成,广义上讲,电子注入层(3e)、空穴阻挡层也包含在电子传输层(3d)中。电子传输层(3d)可以设置为单层结构或多层的层叠结构。
单层结构的电子传输层(3d)的电子传输材料和层叠结构的电子传输层(3d)中作为构成与发光层(3c)邻接的层部分的电子传输材料(兼作空穴阻挡材料),只要具有将由阴极注入了的电子传送到发光层(3c)的功能即可。作为这样的材料,可以从以往公知的化合物中选择任意的化合物而使用。例如可列举出硝基取代芴衍生物、二苯基醌衍生物、噻喃二氧化物衍生物、碳化二亚胺、亚芴基甲烷衍生物、蒽醌二甲烷、蒽酮衍生物和噁二唑衍生物等。另外,在上述噁二唑衍生物中,将噁二唑环的氧原子替换为硫原子的噻二唑衍生物、具有作为吸电子基团而已知的喹喔啉环的喹喔啉衍生物也可以作为电子传输层(3d)的材料使用。进而,也可以使用将这些材料导入了高分子链中的或将这些材料作为高分子的主链的高分子材料。
另外,8-羟基喹啉衍生物的金属络合物例如三(8-羟基喹啉)铝(简称:Alq3)、三(5,7-二氯-8-羟基喹啉)铝、三(5,7-二溴-8-羟基喹啉)铝、三(2-甲基-8-羟基喹啉)铝、三(5-甲基-8-羟基喹啉)铝、双(8-羟基喹啉)锌(简称:Znq)等及这些金属络合物的中心金属被替换为In、Mg、Cu、Ca、Sn、Ga或Pb的金属络合物也可以作为电子传输层(3d)的材料使用。
此外,不含金属或金属酞菁、或它们的末端被烷基、磺酸基等取代的物质也可以作为电子传输层(3d)的材料而优选使用。另外,也作为发光层(3c)的材料使用的二苯乙烯基吡嗪衍生物也可以作为电子传输层(3d)的材料使用,与空穴注入层(3a)、空穴传输层(3b)同样地,n型-Si、n型-SiC等无机半导体也可以作为电子传输层(3d)的材料使用。
电子传输层(3d)能够通过采用例如真空蒸镀法、旋涂法、流延法、包含喷墨法的印刷法、LB法等公知的方法将上述材料薄膜化而形成。对于电子传输层(3d)的层厚,并无特别限制,但通常为5nm~5μm左右,优选为5~200nm的范围内。电子传输层(3d)可以为由上述材料的1种或2种以上构成的1层结构。
另外,也可以在电子传输层(3d)中掺杂杂质来提高n性。作为其例子,可列举出日本特开平4-297076号公报、日本特开平10-270172号公报、日本特开2000-196140号公报、日本特开2001-102175号公报、J.Appl.Phys.,95,5773(2004)等中记载的实例。进而,优选使电子传输层(3d)中含有钾、钾化合物等。作为钾化合物,例如能够使用氟化钾等。如果这样提高电子传输层(3d)的n性,则能够制作更低消耗电力的元件。
另外,作为电子传输层(3d)的材料(电子传输性化合物),可使用与构成上述的本发明涉及的有机功能层(11)的材料同样的材料。其即使是兼作电子注入层(3e)的电子传输层(3d)也同样。
(阻挡层:空穴阻挡层、电子阻挡层)
除了上述的有机发光层单元(3)的基本构成层以外,根据需要设置阻挡层。例如,有日本特开平11-204258号公报、日本特开平11-204359号公报和“有机EL元件及其工业化最前沿(1998年11月30日NTS株式会社发行)”的237页等中记载的空穴阻挡(hole block)层。
空穴阻挡层从广义上讲,具有电子传输层(3d)的功能。空穴阻挡层由具有传输电子的功能且传输空穴的能力显著地小的空穴阻挡材料构成,通过传输电子且阻挡空穴,从而可以使电子与空穴的复合概率提高。另外,可以根据需要将上述的电子传输层(3d)的构成用作空穴阻挡层。空穴阻挡层优选与发光层(3c)邻接地设置。
另一方面,电子阻挡层从广义上讲,具有空穴传输层(3b)的功能。电子阻挡层由具有传输空穴的功能且传输电子的能力显著地小的材料构成,通过传输空穴且阻挡电子,从而可以提高电子与空穴的复合概率。另外,可以根据需要将上述的空穴传输层(3b)的构成用作电子阻挡层。
作为空穴阻挡层的层厚,优选为3~100nm的范围内,更优选为5~30nm的范围内。
(辅助电极)
辅助电极(15)出于降低透明电极(10)的电阻的目的而设置,与透明电极(10)的导电性层(12)相接地设置。作为形成辅助电极(15)的材料,优选金、铂、银、铜、铝等电阻低的金属。这些金属由于透光性低,因此在不存在来自光取出面(13a)的发光光(h)的取出的影响的范围形成图案。作为这样的辅助电极(15)的制作方法,可列举出蒸镀法、溅射法、印刷法、喷墨法、气溶胶喷射法等。从取出光的开口率的观点出发,辅助电极15的线宽优选为50μm以下,从导电性的观点出发,辅助电极15的厚度优选为1μm以上。
(密封材料)
密封材料(17)覆盖有机EL元件(100),可以是板状(膜状)的密封构件且通过粘接剂(19)被固定于透明基板(13)侧,也可以为密封膜。这样的密封材料(17)以如下的状态设置:在使有机EL元件(100)中的透明电极(10)、特别是导电性层(12)和对置电极(5a)的端子部分露出的状态下至少覆盖有机发光层单元(3)。另外,可以以如下方式构成:将电极设置于密封材料(17),使有机EL元件(100)的透明电极(10)和对置电极(5a)的端子部分与该电极导通。
作为板状(膜状)的密封材料(17),具体地,可列举出玻璃基板、聚合物基板、金属基板等,可将这些基板材料进一步形成薄型的膜状而使用。作为玻璃基板,特别地可以列举出钠钙玻璃、含有钡·锶的玻璃、铅玻璃、铝硅酸盐玻璃、硼硅酸盐玻璃、钡硼硅酸盐玻璃、石英等。另外,作为聚合物基板,可以列举出聚碳酸酯、丙烯酸系、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚醚硫醚、聚砜等。作为金属基板,可列举出由选自不锈钢、铁、铜、铝、镁、镍、锌、铬、钛、钼、硅、锗和钽中的1种以上的金属或合金构成的金属基板。
其中,从能够使有机EL元件薄膜化出发,作为密封材料,能够优选地将聚合物基板、金属基板制成薄型的膜状而使用。
进而,制成了膜状的聚合物基板优选为采用按照JIS K 7126-1987的方法测定了的氧透过度为1×10-3ml/m2·24h·atm以下以及采用按照JIS K 7129-1992的方法测定了的水蒸气透过度(25±0.5℃、相对湿度(90±2)%RH)为1×10-3g/m2·24h以下的聚合物基板。
另外,以上这样的基板材料可加工为凹板状而用作密封材料(17)。这种情况下,对于上述的基板材料实施喷砂加工、化学蚀刻加工等加工,形成凹状。
另外,用于将这样的板状的密封材料(17)固定于透明基板(13)侧的粘接剂(19)作为用于将在密封材料(17)与透明基板(13)之间夹持了的有机EL元件(100)密封的密封剂使用。这样的粘接剂(19)具体地可以列举出丙烯酸系低聚物、甲基丙烯酸系低聚物的具有反应性乙烯基的光固化和热固化型粘接剂、2-氰基丙烯酸酯等的湿气固化型等的粘接剂。
另外,也可以列举出环氧系等的热和化学固化型(双液混合)、热熔型的聚酰胺、聚酯、聚烯烃、阳离子固化型的紫外线固化型环氧树脂粘接剂。
予以说明,构成有机EL元件(100)的有机化合物有时由于热处理而劣化。因此,粘接剂(19)优选能够在室温(25℃)至80℃粘接固化的粘接剂。另外,可在粘接剂(19)中使干燥剂分散。
粘接剂(19)向密封材料(17)与透明基板(13)的粘接部分的涂布可使用市售的分配器,也可如丝网印刷那样进行印刷。
另外,在板状的密封材料(17)与透明基板(13)与粘接剂(19)之间形成间隙的情况下,优选地,在该间隙中,如果是气相和液相,则注入氮、氩等非活性气体、氟化烃、硅油这样的非活性液体。另外,也可以使其为真空。另外,也能够将吸湿性化合物封入内部中。
作为吸湿性化合物,例如可列举出金属氧化物(例如,氧化钠、氧化钾、氧化钙、氧化钡、氧化镁、氧化铝等)、硫酸盐(例如,硫酸钠、硫酸钙、硫酸镁、硫酸钴等)、金属卤化物(例如,氯化钙、氯化镁、氟化铯、氟化钽、溴化铈、溴化镁、碘化钡、碘化镁等)、高氯酸类(例如,高氯酸钡、高氯酸镁等)等,在硫酸盐、金属卤化物和高氯酸类中,优选使用无水盐。
另一方面,使用密封膜作为密封材料(17)的情况下,在将有机EL元件(100)中的有机发光层单元(3)完全地覆盖并且使有机EL元件(100)中的透明电极(10)和对置电极(5a)的端子部分露出的状态下,在透明基板(13)上设置密封膜。
这样的密封膜使用无机材料、有机化合物构成。特别地,使其由如下材料构成,该材料具有抑制水分、氧等带来有机EL元件(100)中的有机发光层单元(3)的劣化的物质的浸入的功能。作为这样的材料,例如使用氧化硅、二氧化硅、氮化硅等无机材料。进而,为了改进密封膜的脆弱性,可以与由这些无机材料构成的膜一起使用由有机化合物构成的膜而制成层叠结构。
对于这些膜的制作方法,并无特别限定,例如可以使用真空蒸镀法、溅射法、反应性溅射法、分子束外延法、团簇离子束法、离子镀法、等离子体聚合法、大气压等离子体聚合法、等离子体CVD法、激光CVD法、热CVD法、涂布法等。
(保护膜、保护板)
可以与透明基板(13)一起夹持有机EL元件(100)和密封材料(17)地设置保护膜或保护板。该保护膜或保护板用于机械地保护有机EL元件(100),特别地,在密封材料(17)为密封膜的情况下,由于对于有机EL元件(100)的机械的保护并不充分,因此优选设置这样的保护膜或保护板。
作为以上这样的保护膜或保护板,应用玻璃板、聚合物板、与其相比薄型的聚合物膜、金属板、与其相比薄型的金属膜、或者聚合物材料膜、金属材料膜。特别地,从轻质且薄膜化出发,优选使用聚合物膜。
[有机EL元件的制造方法]
在此,作为一例,对图3中所示的构成的有机EL元件(100)的制造方法进行说明。
首先,采用真空蒸镀法或溅射法、以10~100nm的层厚在透明基板(13)上形成含有金属氧化物或金属硫化物的光学调整层(14),在其上采用蒸镀法等方法形成含有由通式(1)表示的第1有机化合物和第2有机化合物的有机功能层(11)以致优选地成为10~100nm的层厚。接下来,采用蒸镀法等方法在有机功能层(11)上形成以银(或含有银的合金)作为主成分的导电性层(12)以致成为5~20nm的范围内、优选地8~12nm的范围内的层厚,制作成为阳极的透明电极(10)的单元。
接下来,在其上按照空穴注入层(3a)、空穴传输层(3b)、发光层(3c)、电子传输层(3d)、电子注入层(3e)的顺序成膜,形成有机发光层单元(3)。这些各层的成膜中能够应用旋涂法、流延法、喷墨法、蒸镀法、印刷法等,但从容易得到均质的膜,并且不易生成针眼等方面出发,特别优选真空蒸镀法或旋涂法。进而,可对形成的各层应用不同的成膜法。在这些各层的成膜中采用蒸镀法的情况下,其蒸镀条件因使用的化合物的种类等而异,一般地,作为舟皿加热温度,在50~450℃的范围内,作为真空度,在1×10-6~1×10-2Pa的范围内,作为蒸镀速度,在0.01~50nm/秒的范围内,作为基板温度,在-50~300℃的范围内,作为层厚,在0.1~5μm的范围内,优选适当地选择各条件。
如以上那样形成了有机发光层单元(3)后,采用蒸镀法、溅射法等适宜的成膜法在其上部形成成为阴极的对置电极(5a)。此时,就对置电极(5a)而言,以如下形状进行图案形成:通过有机发光层单元(3)对于透明电极(10)保持绝缘状态,同时从有机功能层3的上方向透明基板(13)的周缘引出了端子部分。由此,得到有机EL元件(100)。然后,在使有机EL元件(100)中的透明电极(10)和对置电极(5a)的端子部分露出了的状态下,设置至少将有机发光层单元(3)覆盖的密封材料(17)。
由以上所述,能够在透明基板(13)上形成所期望的有机EL元件。在这样的有机EL元件(100)的制作中,优选通过一次的抽真空一贯地从有机发光层单元(3)制作到对置电极(5a),但也可在中途从真空气氛中将透明基板(13)取出而实施不同的成膜法。此时,必须考虑在干燥非活性气体气氛下进行作业等。
对这样得到了的有机EL元件(100)施加直流电压的情况下,如果使作为阳极的透明电极1为+的极性,使作为阴极的对置电极5a为-的极性,施加电压2~40V左右,则能够观测到发光。另外,可施加交流电压。应予说明,施加的交流的波形可以是任意的。
[有机EL元件的效果]
以上说明了的实施方式1中说明了的有机EL元件(100)为使用本发明的兼具透光性和导电性的透明电极(10)作为阳极、在其上部设置了有机发光层单元(3)和成为阴极的对置电极(5a)的构成。因此,可以在透明电极(10)与对置电极(5a)之间施加充分的电压,实现有机EL元件(100)中的高亮度发光,同时可以实现来自透明电极1侧的发光光(L)的取出效率提高所引起的高亮度化。进而,也可以实现用于获得规定的亮度的驱动电压的降低所引起的发光寿命的提高。
[有机EL元件的实施方式2]
[有机EL元件的构成]
图4为表示作为本发明的电子器件的一例的、使用了上述的透明电极(10)的有机EL元件的实施方式2的概略剖面图。图4中所示的实施方式2的有机EL元件(200)与图3中所示的实施方式1的有机EL元件(100)不同之处在于使用透明电极(10)作为阴极这点。
以下省略与上述说明了的实施方式1同样的构成要素中重复的详细的说明,对实施方式2的有机EL元件(200)的特征的构成进行说明。
如图4中所示那样,有机EL元件(200)设置在透明基板(13)上,与实施方式1同样地,作为透明基板(13)上的透明电极(10),使用了前面说明了的本发明的透明电极(10)。因此,有机EL元件(200)以至少从透明基板(13)侧将发光光(L)取出的方式构成。不过,该透明电极(10)用作阴极(阴极)。因此,对置电极(5b)用作阳极。
这样所构成的有机EL元件(200)的层结构并不限定于以下说明的例子,也可以是一般的层结构,这与实施方式1是同样的。
作为实施方式2的情形的一例,可例示在作为阴极发挥功能的透明电极(10)的上部依次层叠了电子注入层(3e)/电子传输层(3d)/发光层(3c)/空穴传输层(3b)/空穴注入层(3a)的有机发光层单元(3)的构成。不过,其中至少具有由有机化合物构成了的发光层(3c)是必要的。
予以说明,有机发光层单元(3)除了这些层以外,也与实施方式1中说明同样地,根据需要采用各种的构成。在这样的构成中,只有用透明电极(10)与对置电极(5b)将有机发光层单元(3)夹持了的部分成为有机EL元件(200)中的发光区域,这也与实施方式1是同样的。
另外,在以上这样的层构成中,以实现透明电极(10)的低电阻化为目的,可以与透明电极(10)的导电性层(12)相接地设置辅助电极(15),这也与实施方式1是同样的。
其中,用作阳极的对置电极(5b)由金属、合金、有机或无机的导电性化合物、或者它们的混合物等构成。具体地,可列举出金(Au)等金属、碘化铜(CuI)、ITO、ZnO、TiO2、SnO2等氧化物半导体等。
如以上那样构成的对置电极(5b)能够通过将这些导电性材料采用蒸镀、溅射等方法形成薄膜而制作。
另外,作为对置电极5b的薄层电阻值优选数百Ω/□以下,膜厚通常在5nm~5μm、优选地在5~200nm的范围内选择。
予以说明,该有机EL元件(200)以从对置电极(5b)侧将发光光(L)取出的方式构成的情况下,作为构成对置电极(5b)的材料,选择使用上述的导电性材料中透光性良好的导电性材料。
就以上这样的构成的有机EL元件(200)而言,以防止有机发光层单元(3)的劣化为目的,与实施方式1同样地用密封材料(17)进行了密封。
在构成以上说明了的有机EL元件(200)的主要各层中,用作阳极的对置电极(5b)以外的构成要素的详细的构成以及有机EL元件(200)的制造方法与实施方式1是同样的。因此,省略详细的说明。
[有机EL元件的效果]
以上说明了的有机EL元件(200)为使用本发明的兼具透光性和导电性的透明电极(10)作为阴极、在其上部设置了有机发光层单元(3)和成为阳极的对置电极(5b)的构成。因此,与实施方式1同样地,可以在透明电极(10)与对置电极(5b)之间施加充分的电压,实现有机EL元件(200)中的高亮度发光,同时可以实现来自透明电极(10)侧的发光光(h)的取出效率提高所引起的高亮度化。进而,也可以实现用于获得规定亮度的驱动电压的降低所引起的发光寿命的提高。
《有机EL元件的用途》
作为上述的电子器件的一例的有机EL元件由于为面发光体,因此能够用作各种的发光光源。例如可列举出家庭用照明、车内照明等的照明装置、钟表、液晶用的背光、广告牌用照明、信号机的光源、光存储介质的光源、电子照相复印机的光源、光通信处理机的光源、光传感器的光源等。特别地,能够有效地用于作为与滤色器组合了的液晶显示装置的背光、照明用光源的用途。
另外,有机EL元件可作为照明用、曝光光源这样的一种灯使用,也可以作为将图像投影的类型的投影装置、对静止图像、动图像进行直接视认的类型的显示装置(显示器)使用。这种情况下,随着近年来的照明装置和显示器的大型化,通过将设置了有机EL元件的发光面板之间平面地接合的、所谓接合环(タイリング)可使发光面大面积化。
作为动画再生用的显示装置使用时的驱动方式可以是单纯矩阵(无源矩阵)方式,也可以是有源矩阵方式。另外,通过使用2种以上的具有不同的发光色的本发明的有机EL元件,可以制作彩色或全色显示装置。
以下作为用途的一例,对于照明装置进行说明。
[有机EL元件在照明装置中的应用]
本发明涉及的照明装置可以具备上述有机EL元件。
本发明涉及的照明装置中使用的有机EL元件可设为使上述的构成的各有机EL元件具有共振器结构的设计。作为以具有共振器结构的方式构成了的有机EL元件的使用目的,可列举出光存储介质的光源、电子照相复印机的光源、光通信处理机的光源、光传感器的光源等,但并不限定于这些。另外,可通过使其进行激光振荡从而在上述用途中使用。
予以说明,本发明的有机EL元件中使用的材料能够适用于基本上产生白色的发光的有机EL元件(白色有机EL元件)。例如,也可以采用多个发光材料同时发出多个发光色的光,通过混色而得到白色发光。作为多个发光色的组合,可以含有红色、绿色、青色的三原色的三个发光极大波长,也可以含有青色与黄色、青绿与橙色等的利用了补色的关系的二个发光极大波长。
另外,就用于得到多个发光色的发光材料的组合而言,多个用多个磷光或荧光发光的材料的组合、用荧光或磷光发光的发光材料与将来自发光材料的光作为激发光发光的色素材料的组合均可,但在白色有机EL元件中,可以将多个发光掺杂剂组合地混合。
这样的白色有机EL元件与将各色发光的有机EL元件以阵列状个别地并列配置而得到白色发光的构成不同,有机EL元件自身发出白色光。因此,在构成元件的几乎全部层的成膜中,不需要掩模,能够在一面采用蒸镀法、流延法、旋涂法、喷墨法、印刷法等进行成膜,生产率也提高。
实施例
以下通过实施例对本发明具体地说明,但本发明并不限定于这些。应予说明,实施例中,使用“%”的表示,只要无特别说明,则表示“质量%”。
实施例1
《透明电极的制作》
如以下说明那样,制作了透明电极101~121以致导电性区域的面积成为5cm×5cm。
[透明电极1的制作]
将透明的无碱玻璃制的基板(厚:0.5μm、表1、2中简单地记载为玻璃)固定在作为真空蒸镀装置的シンクロン公司制的BMC-800T蒸镀装置内,安装于真空蒸镀装置的真空槽中。接下来,将银(Ag)填充于钨制电阻加热舟皿,将其安装于该真空槽内。接下来,将真空槽减压至4×10-4Pa后,对电阻加热舟皿通电加热,在蒸镀速度0.1~0.2nm/秒的范围内在基板上将层厚10nm的由银构成的导电性层1成膜,制作了单层结构的透明电极1。
[透明电极2的制作]
在上述透明电极1的制作中,对于基板,代替无碱玻璃而使用了聚对苯二甲酸乙二醇酯膜(厚:100μm、表1中记载为PET),除此以外同样地制作了单层结构的透明电极2。
[透明电极3的制作]
在上述透明电极1的制作中,对于基板,代替无碱玻璃而使用了聚萘二甲酸乙二醇酯膜(厚:100μm、表1中记载为PEN),除此以外同样地制作了单层结构的透明电极3。
[透明电极4的制作]
在上述透明电极1的制作中,在基板与导电性层1之间采用下述的真空蒸镀法形成了光学调整层1,除此以外同样地制作了透明电极4。
(光学调整层1的形成)
作为真空蒸镀装置,使用シンクロン公司制的BMC-800T蒸镀装置,在钨制电阻加热舟皿中填装TiO2,将真空槽减压到1×10-4Pa后,对电阻加热舟皿通电加热,调整电阻加热舟皿的通电加热条件,在形成速度2.0nm/秒的条件下蒸镀,形成了层厚30nm的由TiO2构成的光学调整层1。
[透明电极5的制作]
在上述透明电极1的制作中,在基板与导电性层1之间采用下述的溅射法形成了光学调整层2,除此以外同样地制作了透明电极5。
(光学调整层2的形成)
使用アネルバ公司的L-430S-FHS溅射装置,在Ar:20sccm、O2:5sccm、溅射压力:0.25Pa、室温(25℃)下、形成速度:
Figure BDA0001384945380000501
/秒下对Nb2O5进行RC溅射以致层厚成为30nm,形成光学调整层2。靶-基板间距离为86mm。
[透明电极6的制作]
在上述透明电极5的制作中,对于光学调整层的形成材料,代替Nb2O5而使用了ITO(铟·锡氧化物),采用溅射法形成了层厚30nm的光学调整层3,除此以外同样地制作了透明电极6。
[透明电极7的制作]
在上述透明电极5的制作中,对于光学调整层的形成材料,代替Nb2O5而使用IZO(铟·锌氧化物),采用溅射法形成了层厚30nm的光学调整层4,除此以外同样地制作了透明电极7。
[透明电极8的制作]
在上述透明电极4的制作中,对于光学调整层的形成材料,代替TiO2而使用ZnO,采用真空蒸镀法形成了层厚30nm的光学调整层5,除此以外同样地制作了透明电极8。
[透明电极9的制作]
在上述透明电极4的制作中,对于光学调整层的形成材料,代替TiO2而使用ZnS,采用真空蒸镀法形成了层厚30nm的光学调整层6,除此以外同样地制作了透明电极9。
[透明电极10的制作]
在上述透明电极1的制作中,在基板与导电性层1之间采用下述的真空蒸镀法形成了层厚15nm的有机功能层1,除此以外同样地制作了透明电极10。
(有机功能层1的形成)
作为真空蒸镀装置,使用シンクロン公司制的BMC-800T蒸镀装置,在钨制电阻加热舟皿中装填由通式(1)表示的化合物即例示化合物(1-1),将真空槽减压到1×10-4Pa后,对电阻加热舟皿通电加热,调整电阻加热舟皿的通电加热条件,在形成速度0.1nm/秒的条件下蒸镀,形成了层厚15nm的由例示化合物(1-1)构成的有机功能层1。
[透明电极11~15的制作]
在上述透明电极10的制作中,对于有机功能层的形成材料,代替例示化合物(1-1)而变为表1中记载的各例示化合物,除此以外同样地采用真空蒸镀法形成层厚为15nm的光学调整层2~6,制作了透明电极11~15。
[透明电极16的制作]
在上述透明电极10的制作中,对于有机功能层的形成方法,采用下述的共蒸镀法形成了层厚15nm的有机功能层7,除此以外同样地制作了透明电极16。
(有机功能层7的形成)
作为真空蒸镀装置,使用シンクロン公司制的BMC-800T蒸镀装置,配置2个钨制电阻加热舟皿,在一个钨制电阻加热舟皿中装填由通式(1)表示的化合物即例示化合物(1-1),在另一钨制电阻加热舟皿中装填了由通式(2)表示的化合物即例示化合物(2-2)。
接下来,将真空槽减压到1×10-4Pa后,对各个电阻加热舟皿独立地通电加热。此时,以蒸镀速度成为例示化合物(1-1):例示化合物(2-2)=15:100的方式调整电阻加热舟皿的通电加热条件,形成了层厚为15nm的有机功能层7。
[透明电极17~20的制作]
在上述透明电极16的制作中,将有机功能层的形成材料变为表1中记载的组合,除此以外同样地采用共真空蒸镀法形成层厚15nm的有机功能层8~11,制作了透明电极17~20。
[透明电极21和22的制作]
在上述透明电极16的制作中,将基板从玻璃分别变为PET和PEN,除此以外同样地制作了透明电极21和22。
[透明电极23和24的制作]
在上述透明电极19的制作中,将基板从玻璃分别变为PET和PEN,除此以外同样地制作了透明电极23和24。
[透明电极25~39的制作]
在上述透明电极16的制作中,将有机功能层的形成材料变为表1和表2中记载的组合,除此以外同样地采用共真空蒸镀法形成层厚15nm的有机功能层14~28,制作了透明电极25~39。
[透明电极40~45的制作]
在上述透明电极4~9的制作中,分别在光学调整层1~6与导电性层1之间设置了上述有机功能层7,除此以外同样地制作了透明电极40~45。
[透明电极46~51的制作]
在上述透明电极4~9的制作中,分别在光学调整层1~6与导电性层1之间设置了上述有机功能层10,除此以外同样地制作了透明电极46~51。
[透明电极52的制作]
在上述透明电极41的制作中,代替导电性层1而形成了下述导电性层2,除此以外同样地制作了透明电极52。
(导电性层2的形成)
作为真空蒸镀装置,使用シンクロン公司制的BMC-800T蒸镀装置,配置2个钨制电阻加热舟皿,在一个钨制电阻加热舟皿中装填Ag,在另一钨制电阻加热舟皿中装填Pd。
接下来,将真空槽减压到1×10-4Pa后,对各个电阻加热舟皿独立地通电加热。此时,以蒸镀速度成为Ag:Pd=90:10的方式调整电阻加热舟皿的通电加热条件,形成了层厚10nm的导电性层2。
[透明电极53的制作]
在上述透明电极41的制作中,代替导电性层1而形成了下述导电性层3,除此以外同样地制作了透明电极53。
(导电性层3的形成)
作为真空蒸镀装置,使用シンクロン公司制的BMC-800T蒸镀装置,配置2个钨制电阻加热舟皿,在一个钨制电阻加热舟皿中装填Ag,在另一钨制电阻加热舟皿中装填了Au。
接下来,将真空槽减压到1×10-4Pa后,对各个电阻加热舟皿独立地通电加热。此时,以蒸镀速度成为Ag:Au=90:10的方式调整电阻加热舟皿的通电加热条件,形成了层厚10nm的导电性层3。
[透明电极54的制作]
在上述透明电极41的制作中,代替导电性层1而形成了下述导电性层4,除此以外同样地制作了透明电极54。
(导电性层4的形成)
作为真空蒸镀装置,使用シンクロン公司制的BMC-800T蒸镀装置,配置2个钨制电阻加热舟皿,在一个钨制电阻加热舟皿中装填Ag,在另一钨制电阻加热舟皿中装填了Cu。
接下来,将真空槽减压到1×10-4Pa后,对各个电阻加热舟皿独立地通电加热。此时,以蒸镀速度成为Ag:Cu=90:10的方式调整电阻加热舟皿的通电加热条件,形成了层厚为10nm的导电性层4。
[透明电极55~59的制作]
在上述透明电极41的制作中,在导电性层的形成中将例示化合物(1-1)和例示化合物(2-2)的构成比率变为表2中记载的比率,除此以外同样地制作了透明电极55~59。
《透明电极的评价》
[透射率的测定]
对于上述制作的各透明电极,使用分光光度计(日立高新技术株式会社制U-3300),将各透明电极的基板作为参比,测定了测定光波长550nm处的透光率(%)。
[面电阻值的测定]
对于上述制作的各透明电极,使用电阻率计(三菱化学アナリテック社制MCP-T610),以4探针法定电流施加方式测定了面电阻值(Ω/□)。
将由上述得到的结果示于表1和表2中。
Figure BDA0001384945380000551
Figure BDA0001384945380000561
如由表1和表2中记载的结果看到那样,可知由本发明中规定的构成组成的透明电极相对于比较例,透光性和电阻特性都具有优异的特性,实现了兼顾。
实施例2
《有机EL器件的制作》
[有机EL器件1的制作]
将实施例1中制作的透明电极1用作阳极,按照下述的方法制作了有机EL器件1。
将实施例1中制作的透明电极1固定于市售的真空蒸镀装置的基板支架,在透明电极10的形成面侧将蒸镀掩模对置配置。另外,在真空蒸镀装置内的各个加热舟皿中以对于各个层的成膜最佳的量填充了构成有机发光层单元(3)的各材料。予以说明,加热舟皿使用了用钨制电阻加热用材料制作的加热舟皿。
接下来,将真空蒸镀装置的蒸镀室内减压到真空度4×10-4Pa,对装入了各材料的加热舟皿依次通电,加热,从而如以下所述将各层成膜。
首先,对作为空穴传输注入材料装入了α-NPD(4,4′-双[苯基(1-萘基)氨基]-1,1′-联苯)的加热舟皿通电,加热,在构成透明电极1的导电性层(12)上将由α-NPD构成的兼作空穴注入层和空穴传输层的空穴传输注入层成膜。此时,设为蒸镀速度0.1~0.2nm/秒、层厚20nm。
接下来,将装入了主体材料H4的加热舟皿和装入了磷光发光掺杂剂Ir-4的加热舟皿分别独立地通电,在空穴传输注入层上将含有主体材料H4和磷光发光掺杂剂Ir-4的发光层(3c)成膜。此时,以蒸镀速度成为主体材料H4:磷光发光掺杂剂Ir-4=100:6的方式调节了加热舟皿的通电。另外,使层厚成为30nm。
接下来,对作为空穴阻挡材料装入了BAlq([双(2-甲基-8-羟基喹啉)-4-(苯基苯酚)铝])的加热舟皿通电,加热,在发光层(3c)上将由BAlq构成的空穴阻挡层成膜。此时,设为蒸镀速度0.1~0.2nm/秒、层厚10nm。
然后,对作为电子传输材料装入了下述所示的ET-6的加热舟皿和装入了氟化钾的加热舟皿分别独立地通电,在空穴阻挡层上将含有ET-6和氟化钾的电子传输层(3d)成膜。此时,以蒸镀速度成为ET-6:氟化钾=75:25的方式调节加热舟皿的通电。另外,使层厚成为30nm。
[化15]
Figure BDA0001384945380000581
接下来,对作为电子注入材料装入了氟化钾的加热舟皿通电,加热,在电子传输层(3d)上将由氟化钾构成的电子注入层(3e)成膜。此时,设为蒸镀速度0.01~0.02nm/秒、层厚1nm。
然后,将成膜至电子注入层(3e)的透明基板1从真空蒸镀装置的蒸镀室在保持着真空状态下转移到安装了作为对置电极材料的ITO的靶的溅射装置的处理室内。接下来,在处理室内,以成膜速度0.3~0.5nm/秒将膜厚150nm的由ITO构成的透光性的对置电极(5a)成膜作为阴极。通过以上所述,在透明基板(13)上形成了有机EL元件(100)。
然后,将有机EL元件用由厚300μm的玻璃基板构成的密封材料(17)覆盖,在包围有机EL元件(100)的状态下,在密封材料(17)与透明基板(13)之间填充了粘接剂(19、密封材料)。作为粘接剂(19),使用了环氧系光固化型粘接剂(东亚合成株式会社制ラックストラックLC0629B)。对于在密封材料(17)与透明基板(13)之间填充的粘接剂(19),从玻璃基板(密封材料17)侧照射UV光,使粘接剂(19)固化,将有机EL元件(100)密封。
如以上所述,在透明基板(13)上设置有机EL元件(100),制作了将其用密封材料(17)和粘接剂(19)密封的有机EL面板1。
[有机EL器件2~59的制作]
在上述有机EL器件1的制作中,代替透明电极1而使用了实施例1中制作的透明电极2~59,除此以外同样地制作了有机EL器件2~59。
《有机EL器件的评价》
对于上述制作的有机EL器件,按照下述的方法进行了驱动电压的测定和色变化的测定。
[驱动电压的测定]
就驱动电压的测定而言,测定了各有机EL器件的透明基板(13)侧的正面亮度成为1000cd/m2时的电压(V)作为驱动电压(V)。应予说明,在亮度的测定中使用了分光放射亮度计CS-2000(柯尼卡美能达株式会社制造)。得到的驱动电压(V)的数值越小,表示结果越有利。
[色变化的测定]
色变化的测定是对各有机EL器件的有机EL元件(100)施加2.5mA/cm2的电流,从角度不同的位置测定了CIE1931表色系中的色度。此时,在成为相对于透明基板(13)侧的发光面的法线方向的0°的位置和在垂直水平(上下左右)方向各自45°的各位置测定了色度。求出在角度不同的位置测定了的色度之差作为色变化(Δxy)。色变化表示色度的视野角特性,数值越小,越成为有利的结果。
将由以上得到的结果示于表3和表4中。
[表3]
Figure BDA0001384945380000601
[表4]
Figure BDA0001384945380000611
如由表3及表4中记载的结果看到那样,得知:就具备本发明的透明电极的本发明的有机EL器件而言,相对于比较例,可以以低电压驱动,并且色变化小。
产业上的可利用性
本发明的透明电极兼具优异的透光性和高导电性,除了低驱动电压、色变化稳定性优异的电子器件以外,还能够在家庭用照明、车内照明等的照明装置、钟表、液晶用的背光、广告牌用照明、信号机的光源、光存储介质的光源、电子照相复印机的光源、光通信处理机的光源、光传感器的光源等用途中有效地使用。
符号的说明
3 有机发光层单元
3a 空穴注入层
3b 空穴传输层
3c 发光层
3d 电子传输层
3e 电子注入层
5a 对置电极
10 透明电极
11 有机功能层
12 导电性层
13 基板(透明基板)
14、14A、14B 光学调整层
13a 光取出面
15 辅助电极
17 密封材料
19 粘接剂
100、200 有机EL元件
h 发光光

Claims (7)

1.一种透明电极,其特征在于,其为在基板上至少具有以银作为主成分的导电性层的透明电极,
在上述基板与上述导电性层之间至少具有有机功能层,该有机功能层含有:具有由下述通式(1)表示的结构的第1有机化合物、和结构与该第1有机化合物不同的第2有机化合物,且
上述有机功能层含有的上述第2有机化合物为具有由下述通式(2)或通式(3)表示的结构的化合物:
通式(1)
Figure FDA0002580857050000011
式中,R1~R6分别独立地表示氢原子、卤素原子、氰基、硝基、磺酰基(-SO2R7)、亚磺酰基(-SOR7)、磺酰胺基(-SO2NR7R8)、磺酸酯基(-SO3R7)、三氟甲基、酯基(-COOR7)、酰胺基(-CONHR7或-CONR7R8)、碳数1~12的烷基、碳数1~12的烷氧基、芳香族烃环基、芳基氨基、非芳香族杂环基、芳香族杂环基或芳烷基氨基;R7及R8分别独立地表示碳数1~60的烷基、芳基或5~7元的杂环基;
Figure FDA0002580857050000012
式中,E101~E108各自表示C(R12)或氮原子,E101~E108中至少一个为氮原子;另外,R11及R12各自表示氢原子或取代基;
通式(3)
Figure FDA0002580857050000021
式中,R1、R2及R3分别独立地表示氢原子或取代基;L1表示与氮原子键合的芳香族烃环基或芳香族杂环基。
2.权利要求1所述的透明电极,其特征在于,上述第1有机化合物为上述通式(1)中的R1~R6全部是氰基的化合物。
3.权利要求1或权利要求2所述的透明电极,其特征在于,在上述基板与上述有机功能层之间具有含有金属氧化物或金属硫化物的光学调整层。
4.权利要求1或2所述的透明电极,其特征在于,就上述有机功能层中的由上述通式(1)表示的化合物与由上述通式(2)或通式(3)表示的化合物的比率而言,在将由上述通式(2)或通式(3)表示的化合物设为100质量%时,由上述通式(1)表示的化合物的使用比率为5.0~60质量%的范围内。
5.权利要求3所述的透明电极,其特征在于,就上述有机功能层中的由上述通式(1)表示的化合物与由上述通式(2)或通式(3)表示的化合物的比率而言,在将由上述通式(2)或通式(3)表示的化合物设为100质量%时,由上述通式(1)表示的化合物的使用比率为5.0~60质量%的范围内。
6.一种电子器件,其特征在于,其具备权利要求1至权利要求5的任一项所述的透明电极。
7.权利要求6所述的电子器件,其特征在于,其为有机电致发光元件。
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