DE102013100956A1

DE102013100956A1 - Trocknungsmittel und Elektrolumineszenzelement unter Verwendung des Trocknungsmittels

Info

Publication number: DE102013100956A1
Application number: DE102013100956A
Authority: DE
Inventors: Yusuke Hoshina; Riki Kajiyama; Youhei Fujimura
Original assignee: Futaba Corp
Current assignee: Futaba Corp
Priority date: 2012-01-31
Filing date: 2013-01-30
Publication date: 2013-08-01
Also published as: KR20130088775A; CN103223289A; JP2013176751A; CN103223289B; JP5889174B2; US20130193842A1; TW201330925A; TWI494158B; KR101495130B1; US9662633B2

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Trocknungsmittel, das zur Verwendung bei einem organischen EL-Element mit einer massiven Dichtungsstruktur geeignet ist. Das Trocknungsmittel wird bereitgestellt, um jeglichen Effekt an einer organischen Schicht zu unterdrücken, und um die Fließfähigkeit zu garantieren, während es eingefüllt wird. Ein organisches EL-Element hat ein Behältnis, welches ein Elementsubstrat umfasst, auf dem ein Laminat aus einem Paar von Elektroden und einer organischen Schicht, die zwischen dem Paar der Elektroden angeordnet ist, ein Dichtungssubstrat, das von dem Elementsubtrat unter Abstand angeordnet ist, ein Dichtungsmittel, das zwischen dem Elementsubstrat und dem Dichtungssubstrat angeordnet ist, wodurch das Behältnis hermetisch abgedichtet wird, und das Trocknungsmittel, das in dem Behälter angeordnet ist. In dieser Konfiguration ist der Behälter mit dem Trocknungsmittel gefüllt, und das Laminat ist von dem Trocknungsmittel umgeben. Das Trocknungsmittel wird durch Mischen von Wasserabscheidungsmittel mit Silicon erhalten. Das Wasserabscheidungsmittel ist in einer Menge von 50–95 Gew.-% und das Silicon in einer Menge von 5–50 Gew.-% auf der Basis des Gesamtgewichts des Trocknungsmittels vorhanden.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Trocknungsmittel zum Absorbieren von Feuchtigkeit, die in einem hermetisch abgedichteten Behälter vorhanden ist, insbesondere ein Trocknungsmittel, das geeignet ist, um in einen hermetisch abgedichteten Behälter eingefüllt zu werden, und ein Elektrolumineszenzelement unter Verwendung des Trocknungsmittels.
In den letzten Jahren wurde das organische Elektrolumineszenzelement („Elektrolumineszenz“ wird im Folgenden mit EL abgekürzt), ein organisches, Licht emittierendes System, beispielsweise ein organisches EL-Display und eine organische EL-Ausleuchtung und eine organische Elektronikeinrichtung, beispielsweise ein organischer Halbleiter und eine organische Solarbatterie, in großem Umfang untersucht, und es ist zu erwarten, dass dieses bei einer großen Vielzahl von grundlegenden Elementen angewendet und anderweitig benutzt wird.
Das organische EL-Element umfasst eine organische EL-Schicht aus einem Dünnfilm, der eine lumineszierte, organische Verbindung zwischen einem Paar von Elektroden, einer Kathode und einer Anode, enthält. Das organische EL-Element ist ein spontan Licht emittierendes Element, in dem ein Loch und ein Elektron in dem Dünnfilm injiziert und dann rekombiniert werden, um ein Exciton zu erzeugen, wobei die Lichtemission (Fluoreszenz/Phosphoreszenz) ausgenutzt wird, wenn das Exciton deaktiviert wird.
Das größte Problem bei dem oben erwähnten, organischen EL-Element ist es, die Haltbarkeit zu verbessern und insbesondere die Erzeugung eines nicht Licht emittierenden Abschnitts, der als „dunkler Fleck“ bezeichnet wird, zu unterbinden und sein Wachstum zu verhindern. Wenn der Durchmesser des dunklen Flecks auf mehrere zehn Mikrometer (µm) anwächst, kann der nicht Licht emittierende Bereich durch visuelle Inspektion verifiziert werden. Eine hauptsächliche Ursache für die Erzeugung des dunklen Flecks ist der Einfluss von Wasser und Sauerstoff, und hauptsächlich Wasser, welches bekanntlich das Element am schwerwiegendsten beeinflusst, selbst wenn es nur in Spurenmengen enthalten ist.
Es ist daher erforderlich, zu verhindern, dass Wasser in das organische EL-Element eindringt, welches derzeit als hohle, abgedichtete Struktur dargestellt wird, wie in JP 2002-33187 A offenbart ist. Bei der hohlen, abgedichteten Struktur kann das Eindringen von Feuchtigkeit oder Sauerstoff in das organische EL-Element dadurch gesteuert oder verhindert werden, dass das organische EL-Element unter einer Inertgas-Atmosphäre abgedichtet wird.
Unter Bezugnahme auf 10 weist eine hohle, abgedichtete Struktur des organischen EL-Elements 10 einen organischen EL-Abschnitt 12 auf, der ein durchscheinendes, isolierendes Elementsubstrat 11, eine auf dem Substrat angeordnete Anode, eine auf der Anode angeordnete, organische Schicht und eine auf der organischen Schicht angeordnete Kathode auf. Ein Trocknungsfilm 15 ist als Trocknungsmittel auf einem Dichtungssubstrat 13 in einem Behälter platziert, der durch das Elementsubstrat 11, das Dichtungssubstrat 13 und ein Dichtungsmittel 14 hermetische abgedichtet ist.
In der oben erwähnten, hohlen Dichtungsstruktur sollte jedoch das Trocknungsmittel, beispielsweise ein anorganisches Trocknungsblatt, in dem Behälter so angeordnet werden, dass es chemisch oder physikalisch die darin enthaltende Feuchtigkeit absorbiert. In diesem Fall sollte der Raum zur Anordnung des Trocknungsmittels in dem Behälter vorgesehen sein, wodurch die Herstellungskosten erhöht werden. Zusätzlich ist es schwierig, die Dicke des Trocknungsfilms als Trocknungsmittel gleichmäßig zu halten. Als Ergebnis tritt das Problem einer Verzerrung der Anzeige auf bei einem an seiner Oberseite emittierendes organisches EL-Element, bei dem das in dem organischen EL-Abschnitt erzeugte Licht über ein durchscheinendes Abdichtungssubstrat zur Außenseite hin geführt wird.
Darüber hinaus befindet sich nichts in Kontakt mit der oberen Oberfläche der Kathode, und die Wärme kann nur über Strahlung und Konvektion über ein Panel abgeleitet werden. Aus diesem Grund kann die Wärme beispielsweise von einem organischen EL-Element zur Ausleuchtung nicht ausreichend abgestrahlt werden. Ferner wird in dem organischen EL-Element, das eine Größe oberhalb eines vorgegebenen Niveaus hat, durch Druckausübung auf ihren zentralen Bereich eine Flexibilität erzeugt. Das Dichtungssubstrat wird in Kontakt mit dem organischen EL-Abschnitt gebracht, wodurch die Gefahr entsteht, dass der organische EL-Abschnitt bricht.
Im Hinblick auf das Vorstehende wurde bereits eine massive Dichtungsstruktur vorgeschlagen, in der die organische Schicht in einem Kunstharz eingebettet und darin abgedichtet ist, wodurch die Geschwindigkeit des Eindringens von Feuchtigkeit und Sauerstoff verlangsamt wird. Diese Struktur ist vorteilhaft in Bezug auf die Wärmeabgabeeigenschaften und die Festigkeit des Panels, siehe JP H08-236271 A .
Bezugnehmend auf 11 umfasst ein organisches EL-Element 20 mit einer massiven Abdichtungsstruktur einen organischen EL-Abschnitt 22, bei dem ein durchscheinendes, isolierendes Elementsubstrat 21, eine auf dem Elementsubstrat 21 angeordnete Anode, eine auf der Anode angeordnete, organische Schicht und eine auf der organischen Schicht angeordnete Kathode umfasst. Danach wird eine Schutzschicht 23 auf dem organischen EL-Abschnitt 22 angeordnet. Danach wird eine Dichtungsschicht 24 ausgebildet, und ein Behälter wird hermetisch durch ein Abdichtungssubstrat 25 abgedichtet, welches konfiguriert ist, um die organische Schicht gegenüber der Umgebungsluft zu schützen, und ein Abdichtungsmittel 26 hermetisch abgedichtet. Die Schutzschicht 23 ist konfiguriert, um die Stressbeanspruchung an der Kathode während der Ausbildung der Dichtungsschicht 24 auszugleichen und die Reaktion der chemischen Komponenten, die in der Dichtungsschicht 24 verwendet werden, mit der organischen Schicht zu unterdrücken und dadurch eine mögliche Beschädigung an der organischen Schicht zu verhindern.
In einer massiven Abdichtungsstruktur vom Typ der oberseitigen Emission ist es jedoch schwierig, die nicht durchscheinende Dichtungsschicht auf dem Dichtungssubstrat beliebig anzuordnen, von dem das Licht emittiert wird. Darüber hinaus ist ein zusätzlicher Schritt erforderlich, in dem eine Schutzschicht, die zur Ausbildung der Dichtungsschicht erforderlich ist, ausgebildet wird, wodurch ein Anstieg in den Herstellungskosten und der Herstellungszeit verursacht wird.
Andererseits wurde in Erwägung gezogen, dass der Innenraum des Behälters mit einem Feuchtigkeitsabsorbierenden Trocknungsmittel oder Sikkativ gefüllt wird, ohne die Schutzschicht auszubilden, um die Erzeugung eines dunklen Flecks zu unterdrücken. Das gegenwärtig erhältliche, durchscheinende Trocknungsmittel enthält jedoch ein organisches Lösungsmittel, um die Handhabung zu verbessern und die Viskosität zu kontrollieren. Wenn ein Trocknungsmittel ohne getrocknet zu sein, zwischen dem Dichtungssubstrat und dem Elementsubstrat angeordnet wird, und wenn der Umfang des Trocknungsmittels durch das Dichtungsmittel, beispielsweise nicht durchscheinende, ultraviolett aushärtende Klebemittel, abgedichtet wird, dringt das organische Lösungsmittel, welches in dem Trocknungsmittel enthalten ist, in die organische Schicht ein und löst sie sodann auf. Als Ergebnis wird die Haltbarkeit des organischen EL-Elements ernsthaft verschlechtert.
Wenn ein Trocknungsfilm, der durch Aufheizen und Austrocknen eines Trocknungsmittels erhalten wurde, auf dem Dichtungssubstrat ausgebildet wird, und wenn das Dichtungssubstrat mit dem Elementsubstrat gekoppelt wird, besteht die Wahrscheinlichkeit, dass der Trocknungsfilm hart wird, wodurch eine physikalische Ablösung der organischen EL-Schicht verursacht wird. Ferner hat das oben erwähnte Trocknungsmittel die Tendenz, Risse zu bilden, nachdem es Feuchtigkeit absorbiert hat. In diesem Fall ist das emittierte Licht einer unregelmäßigen Reflektion ausgesetzt, wodurch die Transmission herabgesetzt wird. Als Ergebnis ist ein derartiges Trocknungsmittel nicht für die Verwendung in einer Bauteilstruktur vom Typ der oberseitigen Emission geeignet.
Um die vorstehenden Nachteile und Probleme zu überwinden, besteht ein starkes Bedürfnis für ein Trocknungsmittel, welches die organische Schicht nicht wesentlich beeinflusst und ein gewisses Maß an Fließfähigkeit hat, um eine physikalische Ablösung der organischen Schicht zu verhindern, wenn der hermetisch abgedichtete Behälter des organischen EL-Elements mit dem Trocknungsmittel gefüllt wird.
Zu diesem Zweck hat die Erfindung die folgenden Aspekte:

(1) Ein Trocknungsmittel, welches in einem hermetisch abgedichteten Behälter anzuordnen ist, umfassend: – als wasserabscheidendes Mittel 50–95 Gew.-% einer organo-metallischen Verbindung nach Formel 1 oder ein Polymeres davon auf der Basis des Gesamtgewichts des Trocknungsmittels, und – 5–50 Gew.-% Silicon gemäß Formel 2 auf der Basis des Gesamtgewichts des Trocknungsmittels, [Formel 1]
[Formel 2]
wobei in Formel 1 R¹–R³ eine organische Gruppe repräsentieren einschließlich einer Alkyl-Gruppe, einer Aryl-Gruppe, einer Alkoxy-Gruppe, einer Cycloalkyl-Gruppe, einer heterozyklischen Gruppe oder einer Acyl-Gruppe mit wenigstens einem Kohlenstoffatom, und wobei M ein trivalentes Metallatom ist und wobei R¹–R³ gleich oder unterschiedlich zu einander sein können, und wobei in der Formel 2 R einen Substituenten darstellt, n eine ganze Zahl von wenigstens 1 ist, die das Maß der Polymerisation anzeigt, und jedes der R gleich oder unterschiedlich zueinander sein kann.
(2) Ein Trocknungsmittel, welches in einem hermetisch abgedichteten Behälter anzuordnen ist, umfassend: – als wasserabscheidendes Mittel 50–95 Gew.-% einer organo-metallischen Verbindung nach Formel 3 oder ein Polymeres davon auf der Basis des Gesamtgewichts des Trocknungsmittels, und – 5–50 Gew.-% Silicon gemäß Formel 2 auf der Basis des Gesamtgewichts des Trocknungsmittels, [Formel 3]
wobei in Formel 3 R¹ eine organische Gruppe darstellt einschließlich einer Alkyl-Gruppe, einer Aryl-Gruppe, einer Alkoxy-Gruppe, einer Cycloalkyl-Gruppe, einer heterozyklischen Gruppe oder einer Acyl-Gruppe mit wenigstens einem Kohlenstoffatom, und wobei M ein trivalentes Metallatom ist, n eine ganze Zahl von wenigstens 1 ist, die das Maß der Polymerisation anzeigt, und jedes der R¹ gleich oder unterschiedlich zueinander sein kann, und wobei in Formel 2 R einen Substituenten darstellt, n eine ganze Zahl von wenigstens eins ist, die ein Maß der Polymerisation anzeigt, und wobei jedes der R gleich oder unterschiedlich voneinander sein kann.
(3) Ein Trocknungsmittel, welches in einem hermetisch abgedichteten Behälter anzuordnen ist, umfassend: – als wasserabscheidendes Mittel 50–95 Gew.-% einer organo-metallischen Verbindung nach Formel 4 oder ein Polymeres davon auf der Basis des Gesamtgewichts des Trocknungsmittels, und – 5–50 Gew.-% Silicon gemäß Formel 2 auf der Basis des Gesamtgewichts des Trocknungsmittels, [Formel 4]
wobei in Formel 4 R¹–R⁴ eine organische Gruppe repräsentieren einschließlich einer Alkyl-Gruppe, einer Aryl-Gruppe, einer Alkoxy-Gruppe, einer Cycloalkyl-Gruppe, einer heterozyklischen Gruppe oder einer Acyl-Gruppe mit wenigstens einem Kohlenstoffatom, und wobei M ein trivalentes Metallatom ist und wobei R¹–R⁴ gleich oder unterschiedlich zu einander sein können, und wobei in der Formel 2 R einen Substituenten darstellt, n eine ganze Zahl von wenigstens 1 ist, die das Maß der Polymerisation anzeigt, und jedes der R gleich oder unterschiedlich zueinander sein kann.
(4) Ein Trocknungsmittel, welches in einem hermetisch abgedichteten Behälter anzuordnen ist, umfassend: – als wasserabscheidendes Mittel 50–95 Gew.-% einer organo-metallischen Verbindung nach Formel 5 oder ein Polymeres davon auf der Basis des Gesamtgewichts des Trocknungsmittels, und – 5–50 Gew.-% Silicon gemäß Formel 2 auf der Basis des Gesamtgewichts des Trocknungsmittels, [Formel 5]
wobei in Formel 5 R¹–R⁴ eine organische Gruppe repräsentieren einschließlich einer Alkyl-Gruppe, einer Aryl-Gruppe, einer Alkoxy-Gruppe, einer Cycloalkyl-Gruppe, einer heterozyklischen Gruppe oder einer Acyl-Gruppe mit wenigstens einem Kohlenstoffatom, und wobei M ein trivalentes Metallatom ist und wobei R¹–R⁴ gleich oder unterschiedlich zu einander sein können, und wobei in der Formel 2 R einen Substituenten darstellt, n eine ganze Zahl von wenigstens 1 ist, die das Maß der Polymerisation anzeigt, und jedes der R gleich oder unterschiedlich zueinander sein kann.
(5) Ein Trocknungsmittel, welches in einem hermetisch abgedichteten Behälter anzuordnen ist, umfassend: – als wasserabscheidendes Mittel 50–95 Gew.-% einer organo-metallischen Verbindung nach Formel 6 oder ein Polymeres davon auf der Basis des Gesamtgewichts des Trocknungsmittels, und – 5–50 Gew.-% Silicon gemäß Formel 2 auf der Basis des Gesamtgewichts des Trocknungsmittels, [Formel 6]
wobei in Formel 6 R¹ und R² eine organische Gruppe repräsentieren einschließlich einer Alkyl-Gruppe, einer Aryl-Gruppe, einer Alkoxy-Gruppe, einer Cycloalkyl-Gruppe, einer heterozyklischen Gruppe oder einer Acyl-Gruppe mit wenigstens einem Kohlenstoffatom, und wobei M ein trivalentes Metallatom ist und wobei R¹ und R² gleich oder unterschiedlich zu einander sein können, und wobei in der Formel 2 R einen Substituenten darstellt, n eine ganze Zahl von wenigstens 1 ist, die das Maß der Polymerisation anzeigt, und jedes der R gleich oder unterschiedlich zueinander sein kann.
(6) Ein Trocknungsmittel, welches in einem hermetisch abgedichteten Behälter anzuordnen ist, umfassend: – als wasserabscheidendes Mittel 50–95 Gew.-% einer organo-metallischen Verbindung nach Formel 7 oder ein Polymeres davon auf der Basis des Gesamtgewichts des Trocknungsmittels, und – 5–50 Gew.-% Silicon gemäß Formel 2 auf der Basis des Gesamtgewichts des Trocknungsmittels, [Formel 7]
wobei in Formel 7 R¹–R³ eine organische Gruppe repräsentieren einschließlich einer Alkyl-Gruppe, einer Aryl-Gruppe, einer Alkoxy-Gruppe, einer Cycloalkyl-Gruppe, einer heterozyklischen Gruppe oder einer Acyl-Gruppe mit wenigstens einem Kohlenstoffatom, und wobei M ein trivalentes Metallatom ist und wobei R¹–R³ gleich oder unterschiedlich zu einander sein können, und wobei in der Formel 2 R einen Substituenten darstellt, n eine ganze Zahl von wenigstens 1 ist, die das Maß der Polymerisation anzeigt, und jedes der R gleich oder unterschiedlich zueinander sein kann.
(7) Ein organisches EL-Element mit einem Behälter, wobei der Behälter umfasst: ein Elementsubstrat, auf dem ein Laminat aus einem Paar von Elektroden und einer organischen Schicht angeordnet ist, die zwischen dem Paar der Elektroden liegt, ein Dichtungssubstrat, welches unter Abstand von dem Elementsubstrat angeordnet ist, ein Dichtungsmittel, das zwischen dem Elementsubstrat und dem Dichtungssubstrat angeordnet ist, um dadurch den Behälter hermetisch abzudichten, und ein Trocknungsmittel nach einem der Aspekte (1)–(6), das in dem Behälter angeordnet ist, wobei der Behälter mit einem Trocknungsmittel gefüllt ist und das Laminat von dem Trocknungsmittel umgeben ist.

Nach dem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird das organische Lösungsmittel von dem Trocknungsmittel entfernt. Folglich ist das organische Lösungsmittel in dem organischen EL-Element nicht vorhanden. Als Ergebnis kann ein neues Trocknungsmittel bereitgestellt werden, welches, wenn es in einem organischen EL-Element verwendet wird, die organische Schicht nicht beeinflusst.
Gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist das Trocknungsmittel durchscheinend, wird nicht trübe und erzeugt keine Risse, selbst nachdem es Feuchtigkeit absorbiert hat. Aus diesen Gründen kann das erfindungsgemäße Trocknungsmittel mit einer Elementstruktur vom Typ der oberseitigen Emission verwendet werden, bei der das Licht von der Abdichtungssubstratseite her emittiert wird. Ferner hat das Trocknungsmittel, das in den hermetisch abgedichteten Behälter eingefüllt ist, ein gewisses Maß an Viskosität. Folglich kann die Stressbeanspruchung von außen abgemildert werden, wodurch eine physikalische Abtrennung der organischen Schicht verhindert wird.
Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen.
In der Beschreibung, in den Ansprüchen und in der Zeichnung werden die in der unten aufgeführten Liste der Bezugszeichen verwendeten Begriffe und zugeordneten Bezugszeichen verwendet. In der Zeichnung bedeutet:
1 ist eine Querschnittsdarstellung eines organischen EL-Elements mit einer massiven Dichtungsstruktur gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
2A bis 2D sind jeweils Schnittdarstellungen, die ein Verfahren zur Herstellung eines organischen EL-Elements mit einer massiven Dichtungsstruktur gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt;
3 ist eine Tabelle, die die Kompatibilität (d. h. den kompatiblen Zustand) zwischen Silicon und wasserabsorbierenden Komponenten zeigt;
4 ist eine graphische Darstellung, die die Viskositätseigenschaften des Trocknungsmittels zeigt, welches eine Kombination einer wasserabsorbierenden Komponente und Silicon ist;
5 ist eine graphische Darstellung, die die Viskosität des Trocknungsmittels zeigt, welches eine Kombination einer wasserabsorbierenden Komponente und Silicon ist, die sich von dem in 4 verwendeten Silicon unterscheidet;
6 ist eine graphische Darstellung, die die Auflösung (d. h. die Auflösungsveränderung) der organischen Schicht zeigt;
7 ist eine graphische Darstellung, die eine Variation in dem Verhältnis des Lichtemissionsbereichs (%) eines organischen EL-Elements während der abgelaufenen Zeit darstellt, bei dem das organische EL-Element ein Trocknungsmittel nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung enthält;
8 ist eine graphische Darstellung, die die Auflösung (d. h. die Auflösungsveränderung) der organischen Schicht zeigt;
9 ist eine graphische Darstellung, die die Viskositätseigenschaften des Trocknungsmittels nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt;
10 ist eine Querschnittsdarstellung eines organischen EL-Elements mit einer herkömmlichen hohlen Dichtungsstruktur; und
11 ist eine Querschnittsdarstellung eines organischen EL-Elements mit einer herkömmlichen, massiven Dichtungsstruktur.
Ein Sikkativ oder Trocknungsmittel gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung kann in einer großen Vielzahl von unterschiedlichen organo-elektronischen Einrichtungen verwendet werden einschließlich, jedoch ohne Einschränkung, in einer organischen EL-Anzeige, beispielsweise einem organischen EL-Element, einer organischen EL-Beleuchtung, einem organischen Halbleiter oder einer organischen Solarbatterie, wobei die Elemente eine massive Dichtungsstruktur haben, bei der ein Laminat aus einem Paar von Elektroden und einer organischen Schicht, die zwischen dem Paar der Elektroden eingesetzt ist, durch ein isolierendes Elementsubstrat und ein Dichtungssubstrat hermetisch abgedichtet sind. Das Dichtungssubstrat liegt dem Elementsubstrat gegenüber und ist getrennt von dem Elementsubstrat angeordnet. Somit wird eine Feuchtigkeit mit hohem Wirkungsgrad absorbiert und die Erzeugung von dunklen Flecken kann beachtlich unterdrückt werden.
Die Konfiguration eines organischen EL-Elements 1 mit einer massiven Dichtungsstruktur wird unter Bezugnahme auf die 1 und 2 weiter erläutert. Bezugnehmend auf 1 umfasst ein organisches EL-Element 1 mit einer massiven Dichtungsstruktur als Basis ein Elementsubstrat 2, das aus einem Rechteck-förmigen, isolierenden und transparenten Glassubstrat geformt ist. Unter Bezugnahme auf 1 ist die Anode 3 aus einer Indium-Zinn-Oxidschicht als transparentes, leitfähiges Material auf der oberen Oberfläche des Elementsubstrats 2 ausgebildet. Die Indium-Zinn-Oxidschicht ist auf der oberen Oberfläche des Elementsubstrats 2 beispielsweise durch physikalische Abscheidung aus der Dampfphase, beispielsweise durch ein Vakuumabscheidungsverfahren, ein Sputter-Verfahren oder dergleichen, ausgebildet. Sodann wird ein vorgegebenes Muster auf der Schicht durch Ätzen mit Hilfe von einem Photolackverfahren ausgebildet, um die Anode 3 zu bilden. Ein Teil der Anode 3 ist nach außen zu dem Ende des Elementsubstrats 2 hin verlängert und mit einer Treiberschaltung (nicht gezeigt) verbunden.
Die organische Schicht 4 ist auf der oberen Oberfläche der Anode 3 durch ein physikalisches Abscheidungsverfahren aus der Dampfphase, beispielsweise ein Molekularstrahl-Abscheidungsverfahren, ein Widerstandsheizungsverfahren oder dergleichen, ausgebildet. Unter Bezugnahme auf 1 umfasst die organische Schicht 4 vier Schichten aus Kupfer-Phthalocyanin(CuPc)-Schicht 4a als Löcher injizierende Schicht, die auf der oberen Oberfläche der Anode 5 in einer Dicke von etwa mehreren zehn Nanometern ausgebildet ist, eine Bis[(N-(1-naphtyl)-n-phenyl]benzidin(α-NPD)-Schicht 4b als Löchertransportschicht, die auf der oberen Oberfläche der Löcher Injektionsschicht 4a in einer Dicke von etwa mehreren zehn Nanometern ausgebildet ist, eine tris[8-quinolinolat)aluminium (Alq3) Schicht 4c als Licht emittierende Schicht, die auf der oberen Oberfläche der Löchertransportschicht 4b in einer Dicke von etwa mehreren Nanometern ausgebildet ist, und eine Lithiumfluorid (LiF) Schicht 4d als Elektronentransportschicht, die auf der oberen Oberfläche der Licht emittierenden Schicht 4c in einer Dicke von mehreren Nanometern ausgebildet ist.
Wie in 1 gezeigt ist, ist die Kathode 5 auf der oberen Oberfläche der organischen Schicht 4 (d. h. der Elektronentransportschicht 4d) als dünne Metallschicht ausgebildet. Das Material für die dünne Metallschicht umfasst, ist jedoch nicht beschränkt auf, ein einfaches Metallmaterial mit kleiner Bearbeitungsfunktion, beispielsweise Al, Li, Mg, In oder dergleichen, und eine Legierung mit kleiner Bearbeitungsfunktion, beispielsweise Al-Li-Legierung, Mg-Ag-Legierung oder dergleichen. Die Kathode 5 wird in einer Dicke von beispielsweise mehreren zehn Nanometern oder einigen hundert Nanometern ausgebildet, vorzugsweise mit 50 nm bis 200 nm. Ein Teil der Kathode 5 ist zu dem Ende des Elementsubstrats 2 herausgeführt und mit einer Treiberschaltung (nicht gezeigt) verbunden.
Unter Bezugnahme auf 2A umfasst ein organischer EL-Abschnitt ein Laminat 6, das aus der Anode 3, der organischen Schicht 4 und der Kathode 5 besteht und aus dem Elementsubstrat 2 ausgebildet ist. Nach dem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die organische Schicht aus einer vierlagigen Struktur aufgebaut. Die organische Schicht gemäß der Erfindung ist jedoch nicht auf eine vierschichtige Struktur eingeschränkt.
Unter Bezugnahme auf 2B wird das Trocknungsmittel 8 vorab ausgewogen und auf das Dichtungssubstrat 7 in einer vorgegebenen Menge mit Hilfe eines Dispensers aufgebracht. Danach wird ein Dichtungsmittel 9, beispielsweise ein mit ultraviolett aushärtendes Harz, so angeordnet, dass das Trocknungsmittel 8, das auf dem Dichtungssubstrat 7 aufgebracht ist, umgeben ist.
Unter Bezugnahme auf 2C werden das Elementsubstrat 2, auf dem das Laminat 6 der Anode, die organische Schicht und die Kathode ausgebildet ist, und das Dichtungssubstrat 7, auf dem das Trocknungsmittel aufgebracht und das Dichtungsmittel angeordnet ist, zusammengefügt und dann abgedichtet. Als Ergebnis wird, wie in 2D und in 1 gezeigt ist, ein organisches EL-Element 1 mit einer massiven Dichtungsstruktur erhalten. In dieser Struktur ist der Innenraum des hermetisch abgedichteten Behälters mit dem Trocknungsmittel 8 gefüllt.
Alternativ kann das Trocknungsmittel 8 aufgebracht und eingefüllt werden, entsprechend einem Tropfenfüllverfahren statt dem oben erwähnten Dispenserverfahren. Im Falle des Tropfenfüllverfahrens werden das Elementsubstrat und das Dichtungssubstrat in einem Vakuum zusammengefügt. Es können jedoch auch andere Auftrage- und Fülltechnologien oder Arten verwendet werden.
Ein Wasserabscheidungsmittel (oder eine Wasserabscheidungsverbindung) und Silicon, die in dem Trocknungsmittel gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung enthalten sind, werden im Folgenden im Einzelnen beschrieben.
Wasserabscheidungsmittel
Das Wasserabscheidungsmittel ist eine Verbindung zum Absorbieren von Wasser und Feuchtigkeit, welche in dem Trocknungsmittel oder Sikkativ gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung verwendet wird. Das Wasserabscheidungsmittel ist eine organo-metallische Verbindung mit einer Einheitsstruktur, wie sie durch die Formel 3 dargestellt ist, in der jedes R¹ eine organische Gruppe darstellt, die eine Alkyl-Gruppe, eine Aryl-Gruppe, eine Alkoxy-Gruppe, eine Cycloalkyl-Gruppe, eine heterozyklische Gruppe oder eine Acyl-Gruppe mit wenigstens einem Kohlenstoffatom umfasst, wobei M ein trivalentes Metallatom ist und n eine ganze Zahl von wenigstens 1 ist, die das Maß der Polymerisation anzeigt. Jedes der R¹ kann gleich oder unterschiedlich voneinander sein.
In dem Fall, bei der in der vorstehenden organo-metallischen Verbindung, wie durch die Formel 3 dargestellt ist, n gleich 3 ist, kann die zyklische Struktur erhalten werden, wie durch die folgende Formel 8 dargestellt, in der jedes der R¹–R³ unabhängig voneinander eine organische Gruppe darstellt, die eine Alkyl-Gruppe, eine Aryl-Gruppe, eine Alkoxy-Gruppe, eine Cycloalkyl-Gruppe, eine heterozyklische Gruppe oder eine Acyl-Gruppe mit wenigstens einem Kohlenstoffatom umfasst, und wobei M ein trivalentes Metallatom ist.
Eine Reaktion der Verbindung, die durch die Formel 8 dargestellt wird, mit Wasser ist in der folgenden Formel 9 dargestellt. Wie in Formel 9 gezeigt ist, ruft die durch die Formel 8 dargestellte Verbindung eine Additionsreaktion mit Wassermolekülen hervor, wodurch Feuchtigkeit absorbiert oder eingeschlossen wird. Als solches kann die organo-metallische Verbindung, die durch die Formel 8 dargestellt ist, Feuchtigkeit auf chemischem Wege eliminieren. [Formel 8]
[Formel 9]
Die organo-metallische Verbindung mit einer Einheitsstruktur, wie sie durch die Formel 3 dargestellt ist, kann linear sein. In diesem Fall kann die organo-metallische Verbindung, die die Einheitsstruktur hat, wie sie in der Formel 3 gezeigt ist, durch die Formel 10 dargestellt werden. In der Formel 10 stellt jedes der R¹–R³ unabhängig eine organische Gruppe dar, die eine Alkyl-Gruppe, eine Aryl-Gruppe, eine Alkoxy-Gruppe, eine Cycloalkyl-Gruppe, eine heterozyklische Gruppe oder eine Acyl-Gruppe mit wenigstens einem Kohlenstoffatom umfasst, und wobei M ein trivalentes Metallatom ist und n eine ganze Zahl von wenigstens 1 darstellt, die das Maß der Polymerisation anzeigt. Jedes der R¹ kann gleich oder unterschiedlich voneinander sein. Ferner ist die Definition von R² und R³ gleich der Definition von R¹ von Formel 3. Formel 10
Die organo-metallische Verbindung, wie sie durch die Formel 10 dargestellt wird, absorbiert Feuchtigkeit über eine Additionsreaktion mit Wassermolekülen.
Die organische Gruppe von R¹ in Formel 3 kann umfassen, ist jedoch nicht beschränkt auf, die folgenden Gruppen. R¹ stellt eine Alkyl-Gruppe, eine Alkenyl-Gruppe, eine Aryl-Gruppe, eine Alkoxy-Gruppe, eine Cycloalkyl-Gruppe, eine heterozyklische Gruppe oder eine Acyl-Gruppe mit wenigstens einem Kohlenstoffatom dar.
Die Alkyl-Gruppe kann substituiert oder nicht substituiert sein, und sie kann beispielsweise umfassen eine Metyl-Gruppe, eine Ethyl-Gruppe, eine Propyl-Gruppe, eine Butyl-Gruppe, eine sec-Butyl-Gruppe, eine tert-Butyl-Gruppe, eine Pentyl-Gruppe, eine Hexyl-Gruppe, eine Heptyl-Gruppe, eine Octyl-Gruppe, eine Nonyl-Gruppe, eine Decyl-Gruppe, eine Undecyl-Gruppe, eine Dodecyl-Gruppe, eine Tridecyl-Gruppe, eine Tetradecyl-Gruppe, eine Pentadecyl-Gruppe, eine Hexadecyl-Gruppe, eine Heptadecyl-Gruppe, eine Octadecyl-Gruppe, eine Nonadecyl-Gruppe, eine Icosyl-Gruppe, eine Heneicosyl-Gruppe, eine Docosyl-Gruppe oder dergleichen, und sie ist vorzugsweise eine solche mit einem bis zwölf Kohlstoffatomen. Zusätzlich kann auch ein Oligomeres oder Polymeres davon verwendet werden.
Die Alkenyl-Gruppe kann substituiert oder nicht substituiert sein, und sie kann beispielsweise umfassen eine Vinyl-Gruppe, eine Allyl-Gruppe, eine Butenyl-Gruppe, Pentenyl-Gruppe, eine Hexenyl-Gruppe oder dergleichen. Vorzugsweise hat die Alkenyl-Gruppe eines bis zwölf Kohlenstoffatome. Das Oligomere oder Polymere davon kann ebenfalls verwendet werden.
Die Aryl-Gruppe kann substituiert oder nicht substituiert sein, und sie kann beispielsweise umfassen eine Phenyl-Gruppe, eine Tolyl-Gruppe, eine 4-Cyanophenyl-Gruppe, eine Biphenyl-Gruppe, eine o,m-p-terphenyl-Gruppe, eine Naphthyl-Gruppe, eine Anthryl-Gruppe, eine Phenylanthryl-Gruppe, eine Fluorenyl-Gruppe, eine 9-Phenylanthryl-Gruppe, eine 9,10-Diphenylanthryl-Gruppe, eine Pyrenyl-Gruppe oder dergleichen. Vorzugsweise hat die Aryl-Gruppe ein bis zwölf Kohlenstoffatome. Das Oligomere oder Polymere davon kann ebenfalls verwendet werden.
Die Alkoxy-Gruppe kann substituiert oder nicht substituiert sein, und sie kann beispielsweise umfassen eine Methoxy-Gruppe, eine Ethoxy-Gruppe, eine Isopropyl-Gruppe, eine n-Butoxy-Gruppe, eine tert-Butoxy-Gruppe, eine sec-Butoxy-Gruppe, eine Trichlormethoxy-Gruppe, eine Trifluormethoxy-Gruppe oder dergleichen. Vorzugsweise hat die Alkoxy-Gruppe ein bis zwölf Kohlenstoffatome. Das Oligomere oder Polymere davon kann ebenfalls verwendet werden.
Die Cycloalkyl-Gruppe kann substituiert oder nicht substituiert sein, und sie kann beispielsweise umfassen eine Cyclopentyl-Gruppe, eine Cyclohexyl-Gruppe, eine Norbornan-Gruppe, eine Adamantan-Gruppe, eine 4-Methylcyclohexyl-Gruppe, eine 4-Cyanocyclohexyl-Gruppe oder dergleichen. Vorzugsweise hat die Cycloalkyl-Gruppe ein bis zwölf Kohlenstoffatome. Das Oligomere oder Polymere davon kann ebenfalls verwendet werden.
Die heterocyclische Gruppe kann substituiert oder nicht substituiert sein, und sie kann beispielsweise umfassen eine Pyrrol-Gruppe, eine Pyrrolin-Gruppe, eine Pyrazol-Gruppe, eine Pyrazolin-Gruppe, eine Imidazol-Gruppe, eine Triazol-Gruppe, eine Pyridin-Gruppe, eine Pyridazin-Gruppe, eine Pyrimidin-Gruppe, eine Pyrazin-Gruppe, eine Triazin-Gruppe, eine Indol-Gruppe, eine Benzimidazol-Gruppe, eine Purin-Gruppe, eine Quinolin-Gruppe, eine Isoquinolin-Gruppe, eine Cinorin-Gruppe, eine Quinoxalin-Gruppe, eine Benzquiniolin-Gruppe, eine Fluorenon-Gruppe, eine Dicyanofluorenon-Gruppe, eine Carbazol-Gruppe, eine Oxazol-Gruppe, eine Oxadiazol-Gruppe, eine Thiazol-Gruppe, eine Thiadiazol-Gruppe, eine Benzoxazol-Gruppe, eine Benzothiazol-Gruppe, eine Benzotriazol-Gruppe, eine Bisbenzooxazol-Gruppe, eine Bisbenzothiazol-Gruppe, eine Bisbenzoimidazol-Gruppe und dergleichen. Vorzugsweise hat die heterocyclische Gruppe ein bis zwölf Kohlenstoffatome. Das Oligomere oder Polymere davon kann ebenfalls verwendet werden.
Die Acyl-Gruppe kann subsituiert oder nicht substituiert sein und sie kann beispielsweise umfassen eine Formyl-Gruppe, eine Acetyl-Gruppe, eine Propionyl-Gruppe, eine Butyryl-Gruppe, eine Isobutyryl-Gruppe, Valeryl-Gruppe, eine Isovaleryl-Gruppe, eine Pivaloyl-Gruppe, eine Lauroyl-Gruppe, eine Myristoyl-Gruppe, eine Palmitoyl-Gruppe, eine Stearoyl-Gruppe, eine Oxalyl-Gruppe, eine Malonyl-Gruppe, eine Succinyl-Gruppe, eine Glutaryl-Gruppe, eine Adipoyl-Gruppe, eine Pimeloyl-Gruppe, eine Suberoyl-Gruppe, eine Azelaoyl-Gruppe, eine Sebacoyl-Gruppe, eine Acryloyl-Gruppe, eine Propiolyl-Gruppe, eine Methacryloyl-Gruppe, eine Crotonoyl-Gruppe, eine Isocrotonoyl-Gruppe, eine Oleoyl-Gruppe, eine Elaidoyl-Gruppe, eine Maleoyl-Gruppe, eine Fumaroyl-Gruppe, eine Citraconoyl-Gruppe, eine Mesaconoyl-Gruppe, eine Camphoroyl-Gruppe, eine Benzoyl-Gruppe, eine Phthaloyl-Gruppe, eine Isophthaloyl-Gruppe, eine Telephthaloyl-Gruppe, eine Naphthoyl-Gruppe, eine Toluoyl-Gruppe, eine Hydroatropoyl-Gruppe, eine Atropoyl-Gruppe, eine Cinnamoyl-Gruppe, eine Furoyl-Gruppe, eine Thenoyl-Gruppe, eine Nicotynoyl-Gruppe, eine Isonicotynoyl-Gruppe, eine Glycoloyl-Gruppe, eine Lactoyl-Gruppe, eine Glyceroyl-Gruppe, eine Tartonoyl-Gruppe, eine Maloyl-Gruppe, eine Tartharoyl-Gruppe, eine Tropoyl-Gruppe, eine Benziloyl-Gruppe, eine Salicyloyl-Gruppe, eine Anisoyl-Gruppe, eine Vaniloyl-Gruppe, eine Veratroyl-Gruppe, eine Piperonyloyl-Gruppe, eine Protocatechoyl-Gruppe, eine Galloyl-Gruppe, eine Glyoxyloyl-Gruppe, eine Pyruvoyl-Gruppe, eine Acetoacetyl-Gruppe, eine Meso-Oxalyl-Gruppe, eine Meso-Oxalo-Gruppe, eine Oxalacetyl-Gruppe, eine Oxalaceto-Gruppe, eine Levulinoyl-Gruppe und dergleichen. Diese Acyl-Gruppen können substituiert sein mit Fluorin, Chlorin, Bromin, Iodin oder dergleichen. Vorzugsweise hat die Acyl-Gruppe ein bis zwölf Kohlenstoffatome, Das Oligomere oder Polymere davon kann ebenfalls verwendet werden.
Beispiele für die organo-metallische Verbindung, die durch die Formel 3 dargestellt wird, bei der R¹ die vorstehend erwähnte organische Gruppe ist, das trivalente Metall Aluminium ist und n gleich 3 ist, haben zyklische Strukturen, wie sie durch die Formeln 11 bis 18 dargestellt sind. [Formel 11]
[Formel 12]
[Formel 13]
[Formel 14]
[Formel 15]
[Formel 16]
[Formel 17]
[Formel 18]
Die organo-metallischen Verbindungen, wie sie durch die Formel 1 dargestellt werden, absorbieren ebenfalls Feuchtigkeit über eine Additionsreaktion mit Wassermolekülen.
In Formel 1 ist die Definition von R¹–R³ gleich der Definition von R¹ in Formel 3, und das trivalente Metall ist Aluminium. Eine beispielhafte organo-metallische Verbindung, die als Wasserabscheidungsmittel verwendet werden kann, umfasst beispielsweise Aluminiummethoxid, Aluminiumethoxid, Aluminiumpropoxid, Aluminium-n-butoxid, Aluminium-sec-butoxid, Aluminium-tert-butoxid, Aluminium-n-octoxid oder Aluminium-n-dodecoxid.
Ferner ist in Formel 1 die Definition von R¹–R³ gleich der Definition von R¹ in der Formel 3, und das trivalente Metall ist Bor. Beispielhafte organo-metallische Verbindungen, die als Wasserabscheidungsmittel verwendet werden können, umfassen beispielsweise Trimethoxyboran, Triethoxyboran, Triisopropoxyboran, Tri-n-butoxyboran, Tri-sec-butoxyboran, Tri-tert-butoxyboran, Tri-n-octoxyboran oder Tri-n-dodecoxyboran.
Ferner führt die organo-metallische Verbindung, wie sie durch die Formel 4 dargestellt ist, eine Substitutionsreaktion mit einem Wassermolekül durch, wodurch Wasser absorbiert wird, wie durch die Formel 19 dargestellt wird. [Formel 19]
Beispiele für die organische Gruppe von R¹–R⁴ in Formel 4 werden unten beschrieben, sind allerdings nicht darauf beschränkt. Jedes der R¹–R⁴ stellt eine organische Gruppe dar eine Alkyl-Gruppe, eine Aryl-Gruppe, eine Alkoxy-Gruppe, eine Cycloalkyl-Gruppe, eine heterozyklische Gruppe oder eine Acyl-Gruppe mit wenigstens einem Kohlenstoffatom, wobei M ein trivalentes Metallatom ist und n eine ganze Zahl von wenigstens 1 darstellt, die das Maß der Polymerisation anzeigt. Jedes der R¹–R⁴ kann gleich oder unterschiedlich voneinander sein.
Die Alkyl-Gruppe kann substituiert oder nicht substituiert sein und sie kann umfassen eine Metyl-Gruppe, eine Ethyl-Gruppe, eine Propyl-Gruppe, eine Butyl-Gruppe, eine sec-Butyl-Gruppe, eine tert-Butyl-Gruppe, eine Pentyl-Gruppe, eine Hexyl-Gruppe, eine Heptyl-Gruppe, eine Octyl-Gruppe, eine Nonyl-Gruppe, eine Decyl-Gruppe, eine Undecyl-Gruppe, eine Dodecyl-Gruppe, eine Tridecyl-Gruppe, eine Tetradecyl-Gruppe, eine Pentadecyl-Gruppe, eine Hexadecyl-Gruppe, eine Heptadecyl-Gruppe, eine Octadecyl-Gruppe, eine Nonadecyl-Gruppe, eine Icosyl-Gruppe, eine Heneicosyl-Gruppe, eine Docosyl-Gruppe oder dergleichen, und vorzugsweise solche, die ein bis zwölf Kohlstoffatome umfassen. Zusätzlich kann auch ein Oligomer oder Polymer davon verwendet werden.
Die Alkenyl-Gruppe kann substituiert oder nicht substituiert sein, und sie kann beispielsweise umfassen eine Vinyl-Gruppe, eine Allyl-Gruppe, eine Butenyl-Gruppe, Pentenyl-Gruppe, eine Hexenyl-Gruppe oder dergleichen. Vorzugsweise hat die Alkenyl-Gruppe eines bis zwölf Kohlenstoffatome. Das Oligomere oder Polymere davon kann ebenfalls verwendet werden.
Die Aryl-Gruppe kann substituiert oder nicht substituiert sein, und sie kann beispielsweise umfassen eine Phenyl-Gruppe, eine Tolyl-Gruppe, eine 4-Cyanophenyl-Gruppe, eine Biphenyl-Gruppe, eine o,m-p-terphenyl-Gruppe, eine Naphthyl-Gruppe, eine Anthryl-Gruppe, eine Phenylanthryl-Gruppe, eine Fluorenyl-Gruppe, eine 9-Phenylanthryl-Gruppe, eine 9,10-Diphenylanthryl-Gruppe, eine Pyrenyl-Gruppe oder dergleichen. Vorzugsweise hat die Aryl-Gruppe ein bis zwölf Kohlenstoffatome. Das Oligomere oder Polymere davon kann ebenfalls verwendet werden.
Die Alkoxy-Gruppe kann substituiert oder nicht substituiert sein, und sie kann beispielsweise umfassen eine Methoxy-Gruppe, eine Ethoxy-Gruppe, eine Isopropyl-Gruppe, eine n-Butoxy-Gruppe, eine tert-Butoxy-Gruppe, eine sec-Butoxy-Gruppe, eine Trichlormethoxy-Gruppe, eine Trifluormethoxy-Gruppe oder dergleichen. Vorzugsweise hat die Alkoxy-Gruppe ein bis zwölf Kohlenstoffatome. Das Oligomere oder Polymere davon kann ebenfalls verwendet werden.
Die Cycloalkyl-Gruppe kann substituiert oder nicht substituiert sein, und sie kann beispielsweise umfassen eine Cyclopentyl-Gruppe, eine Cyclohexyl-Gruppe, eine Norbornan-Gruppe, eine Adamantan-Gruppe, eine 4-Methylcyclohexyl-Gruppe, eine 4-Cyanocyclohexyl-Gruppe oder dergleichen. Vorzugsweise hat die Cycloalkyl-Gruppe ein bis zwölf Kohlenstoffatome. Das Oligomere oder Polymere davon kann ebenfalls verwendet werden.
Die heterocyclische Gruppe kann substituiert oder nicht substituiert sein, und sie kann beispielsweise umfassen eine Pyrrol-Gruppe, eine Pyrrolin-Gruppe, eine Pyrazol-Gruppe, eine Pyrazolin-Gruppe, eine Imidazol-Gruppe, eine Triazol-Gruppe, eine Pyridin-Gruppe, eine Pyridazin-Gruppe, eine Pyrimidin-Gruppe, eine Pyrazin-Gruppe, eine Triazin-Gruppe, eine Indol-Gruppe, eine Benzimidazol-Gruppe, eine Purin-Gruppe, eine Quinolin-Gruppe, eine Isoquinolin-Gruppe, eine Cinorin-Gruppe, eine Quinoxalin-Gruppe, eine Benzquiniolin-Gruppe, eine Fluorenon-Gruppe, eine Dicyanofluorenon-Gruppe, eine Carbazol-Gruppe, eine Oxazol-Gruppe, eine Oxadiazol-Gruppe, eine Thiazol-Gruppe, eine Thiadiazol-Gruppe, eine Benzoxazol-Gruppe, eine Benzothiazol-Gruppe, eine Benzotriazol-Gruppe, eine Bisbenzooxazol-Gruppe, eine Bisbenzothiazol-Gruppe, eine Bisbenzoimidazol-Gruppe und dergleichen. Vorzugsweise hat die heterocyclische Gruppe ein bis zwölf Kohlenstoffatome. Das Oligomere oder Polymere davon kann ebenfalls verwendet werden.
Die Acyl-Gruppe kann subsituiert oder nicht substituiert sein und sie kann beispielsweise umfassen eine Formyl-Gruppe, eine Acetyl-Gruppe, eine Propionyl-Gruppe, eine Butyryl-Gruppe, eine Isobutyryl-Gruppe, Valeryl-Gruppe, eine Isovaleryl-Gruppe, eine Pivaloyl-Gruppe, eine Lauroyl-Gruppe, eine Myristoyl-Gruppe, eine Palmitoyl-Gruppe, eine Stearoyl-Gruppe, eine Oxalyl-Gruppe, eine Malonyl-Gruppe, eine Succinyl-Gruppe, eine Glutaryl-Gruppe, eine Adipoyl-Gruppe, eine Pimeloyl-Gruppe, eine Suberoyl-Gruppe, eine Azelaoyl-Gruppe, eine Sebacoyl-Gruppe, eine Acryloyl-Gruppe, eine Propiolyl-Gruppe, eine Methacryloyl-Gruppe, eine Crotonoyl-Gruppe, eine Isocrotonoyl-Gruppe, eine Oleoyl-Gruppe, eine Elaidoyl-Gruppe, eine Maleoyl-Gruppe, eine Fumaroyl-Gruppe, eine Citraconoyl-Gruppe, eine Mesaconoyl-Gruppe, eine Camphoroyl-Gruppe, eine Benzoyl-Gruppe, eine Phthaloyl-Gruppe, eine Isophthaloyl-Gruppe, eine Telephthaloyl-Gruppe, eine Naphthoyl-Gruppe, eine Toluoyl-Gruppe, eine Hydroatropoyl-Gruppe, eine Atropoyl-Gruppe, eine Cinnamoyl-Gruppe, eine Furoyl-Gruppe, eine Thenoyl-Gruppe, eine Nicotynoyl-Gruppe, eine Isonicotynoyl-Gruppe, eine Glycoloyl-Gruppe, eine Lactoyl-Gruppe, eine Glyceroyl-Gruppe, eine Tartonoyl-Gruppe, eine Maloyl-Gruppe, eine Tartharoyl-Gruppe, eine Tropoyl-Gruppe, eine Benziloyl-Gruppe, eine Salicyloyl-Gruppe, eine Anisoyl-Gruppe, eine Vaniloyl-Gruppe, eine Veratroyl-Gruppe, eine Piperonyloyl-Gruppe, eine Protocatechoyl-Gruppe, eine Galloyl-Gruppe, eine Glyoxyloyl-Gruppe, eine Pyruvoyl-Gruppe, eine Acetoacetyl-Gruppe, eine Meso-Oxalyl-Gruppe, eine Meso-Oxalo-Gruppe, eine Oxalacetyl-Gruppe, eine Oxalaceto-Gruppe, eine Levulinoyl-Gruppe und dergleichen. Diese Acyl-Gruppen können substituiert sein mit Fluorin, Chlorin, Bromin, Iodin oder dergleichen. Vorzugsweise hat die Acyl-Gruppe ein bis zwölf Kohlenstoffatome, Das Oligomere oder Polymere davon kann ebenfalls verwendet werden.
Beispiele der organo-metallischen Verbindung der Formel 4, in der R¹–R⁴ wie oben angegeben definiert sind, und, wenn das trivalente Metall Aluminium ist, sind organo-metallische Verbindungen, wie sie in den Formeln 20–23 dargestellt sind. [Formel 20]
[Formel 21]
Aluminium-di-2-ethylhexyloxid-mono-Ethyl-Aceto-Acetat Chelope-EH-2 [Formel 22]
Aluminium-di-2-ethylhexyloxid-mono-Ethyl-Aceto-Acetat Chelope-C10-2 [Formel 23]
Aluminium-di-2-ethylhexyloxid-mono-Ethyl-Aceto-Acetat Chelope C12-2
Beispiele der organo-metallischen Verbindung der Formel 4, bei der R¹–R⁴ wie oben dargestellt definiert sind, wenn das trivalente Metall Lanthan ist, sind organo-metallische Verbindungen, durch die Formel 24 dargestellt sind. [Formel 24]
Lanthan-Komplex
Beispiele der organo-metallischen Verbindung der Formel 4, bei der R¹–R⁴ wie oben dargestellt definiert sind, und wenn das trivalente Metall Yttrium ist, sind organo-metallische Verbindungen, durch die Formel 25 dargestellt sind. [Formel 25]
Yttrium-Komplex
Beispiele der organo-metallischen Verbindung der Formel 4, bei der R¹–R⁴ wie oben dargestellt definiert sind, wenn das trivalente Metall Gallium ist, sind organo-metallische Verbindungen, durch die Formel 26 dargestellt sind. [Formel 26]
Gallium-Komplex
Die organo-metallische Verbindung, wie sie durch die Formel 6 dargestellt ist, führt eine Additionsreaktion mit einem Wassermolekül aus und absorbiert dadurch Feuchtigkeit in einer solchen Weise wie die organo-metallische Verbindung, wie sie in der Formel 3 gezeigt ist. Solch eine Additionsreaktion wird durch die vorstehende Formel 9 dargestellt.
Die organo-metallische Verbindung, wie sie in der Formel 7 dargestellt ist, führt eine Substitutionsreaktion mit einem Wassermolekül durch und absorbiert dadurch Feuchtigkeit in derselben Weise wie die organo-metallische Verbindung, wie sie in der Formel 4 gezeigt ist. Solch eine Substitutionsreaktion wird durch vorstehende Formel 19 dargestellt.
Die beispielhaften R¹–R² der Formel 6 und beispielhaften R¹–R³ der Formel 7 können eine organische Gruppe sein, beispielsweise eine Alkyl-Gruppe, eine Aryl-Gruppe, eine Alkoxy-Gruppe, eine Cycloalkyl-Gruppe, eine heterozyklische Gruppe oder eine Acyl-Gruppe mit wenigstens einem Kohlenstoffatom, sie sind jedoch nicht darauf beschränkt. M stellt ein tetravalentes Metallatom dar.
Die Alkyl-Gruppe kann substituiert oder nicht substituiert sein und sie kann umfassen eine Metyl-Gruppe, eine Ethyl-Gruppe, eine Propyl-Gruppe, eine Butyl-Gruppe, eine sec-Butyl-Gruppe, eine tert-Butyl-Gruppe, eine Pentyl-Gruppe, eine Hexyl-Gruppe, eine Heptyl-Gruppe, eine Octyl-Gruppe, eine Nonyl-Gruppe, eine Decyl-Gruppe, eine Undecyl-Gruppe, eine Dodecyl-Gruppe, eine Tridecyl-Gruppe, eine Tetradecyl-Gruppe, eine Pentadecyl-Gruppe, eine Hexadecyl-Gruppe, eine Heptadecyl-Gruppe, eine Octadecyl-Gruppe, eine Nonadecyl-Gruppe, eine Icosyl-Gruppe, eine Heneicosyl-Gruppe, eine Docosyl-Gruppe oder dergleichen, und vorzugsweise solche, die ein bis zwölf Kohlstoffatome umfassen. Zusätzlich kann auch ein Oligomer oder Polymer davon verwendet werden.
Die Alkenyl-Gruppe kann substituiert oder nicht substituiert sein, und sie kann beispielsweise umfassen eine Vinyl-Gruppe, eine Allyl-Gruppe, eine Butenyl-Gruppe, Pentenyl-Gruppe, eine Hexenyl-Gruppe oder dergleichen. Vorzugsweise hat die Alkenyl-Gruppe eines bis zwölf Kohlenstoffatome. Das Oligomere oder Polymere davon kann ebenfalls verwendet werden.
Die Aryl-Gruppe kann substituiert oder nicht substituiert sein, und sie kann beispielsweise umfassen eine Phenyl-Gruppe, eine Tolyl-Gruppe, eine 4-Cyanophenyl-Gruppe, eine Biphenyl-Gruppe, eine o,m-p-terphenyl-Gruppe, eine Naphthyl-Gruppe, eine Anthryl-Gruppe, eine Phenylanthryl-Gruppe, eine Fluorenyl-Gruppe, eine 9-Phenylanthryl-Gruppe, eine 9,10-Diphenylanthryl-Gruppe, eine Pyrenyl-Gruppe oder dergleichen. Vorzugsweise hat die Aryl-Gruppe ein bis zwölf Kohlenstoffatome. Das Oligomere oder Polymere davon kann ebenfalls verwendet werden.
Die Alkoxy-Gruppe kann substituiert oder nicht substituiert sein, und sie kann beispielsweise umfassen eine Methoxy-Gruppe, eine Ethoxy-Gruppe, eine Isopropyl-Gruppe, eine n-Butoxy-Gruppe, eine tert-Butoxy-Gruppe, eine sec-Butoxy-Gruppe, eine Trichlormethoxy-Gruppe, eine Trifluormethoxy-Gruppe oder dergleichen. Vorzugsweise hat die Alkoxy-Gruppe ein bis zwölf Kohlenstoffatome. Das Oligomere oder Polymere davon kann ebenfalls verwendet werden.
Die Cycloalkyl-Gruppe kann substituiert oder nicht substituiert sein, und sie kann beispielsweise umfassen eine Cyclopentyl-Gruppe, eine Cyclohexyl-Gruppe, eine Norbornan-Gruppe, eine Adamantan-Gruppe, eine 4-Methylcyclohexyl-Gruppe, eine 4-Cyanocyclohexyl-Gruppe oder dergleichen. Vorzugsweise hat die Cycloalkyl-Gruppe ein bis zwölf Kohlenstoffatome. Das Oligomere oder Polymere davon kann ebenfalls verwendet werden.
Die heterocyclische Gruppe kann substituiert oder nicht substituiert sein, und sie kann beispielsweise umfassen eine Pyrrol-Gruppe, eine Pyrrolin-Gruppe, eine Pyrazol-Gruppe, eine Pyrazolin-Gruppe, eine Imidazol-Gruppe, eine Triazol-Gruppe, eine Pyridin-Gruppe, eine Pyridazin-Gruppe, eine Pyrimidin-Gruppe, eine Pyrazin-Gruppe, eine Triazin-Gruppe, eine Indol-Gruppe, eine Benzimidazol-Gruppe, eine Purin-Gruppe, eine Quinolin-Gruppe, eine Isoquinolin-Gruppe, eine Cinorin-Gruppe, eine Quinoxalin-Gruppe, eine Benzquiniolin-Gruppe, eine Fluorenon-Gruppe, eine Dicyanofluorenon-Gruppe, eine Carbazol-Gruppe, eine Oxazol-Gruppe, eine Oxadiazol-Gruppe, eine Thiazol-Gruppe, eine Thiadiazol-Gruppe, eine Benzoxazol-Gruppe, eine Benzothiazol-Gruppe, eine Benzotriazol-Gruppe, eine Bisbenzooxazol-Gruppe, eine Bisbenzothiazol-Gruppe, eine Bisbenzoimidazol-Gruppe und dergleichen. Vorzugsweise hat die heterocyclische Gruppe ein bis zwölf Kohlenstoffatome. Das Oligomere oder Polymere davon kann ebenfalls verwendet werden.
Die Acyl-Gruppe kann subsituiert oder nicht substituiert sein und sie kann beispielsweise umfassen eine Formyl-Gruppe, eine Acetyl-Gruppe, eine Propionyl-Gruppe, eine Butyryl-Gruppe, eine Isobutyryl-Gruppe, Valeryl-Gruppe, eine Isovaleryl-Gruppe, eine Pivaloyl-Gruppe, eine Lauroyl-Gruppe, eine Myristoyl-Gruppe, eine Palmitoyl-Gruppe, eine Stearoyl-Gruppe, eine Oxalyl-Gruppe, eine Malonyl-Gruppe, eine Succinyl-Gruppe, eine Glutaryl-Gruppe, eine Adipoyl-Gruppe, eine Pimeloyl-Gruppe, eine Suberoyl-Gruppe, eine Azelaoyl-Gruppe, eine Sebacoyl-Gruppe, eine Acryloyl-Gruppe, eine Propiolyl-Gruppe, eine Methacryloyl-Gruppe, eine Crotonoyl-Gruppe, eine Isocrotonoyl-Gruppe, eine Oleoyl-Gruppe, eine Elaidoyl-Gruppe, eine Maleoyl-Gruppe, eine Fumaroyl-Gruppe, eine Citraconoyl-Gruppe, eine Mesaconoyl-Gruppe, eine Camphoroyl-Gruppe, eine Benzoyl-Gruppe, eine Phthaloyl-Gruppe, eine Isophthaloyl-Gruppe, eine Telephthaloyl-Gruppe, eine Naphthoyl-Gruppe, eine Toluoyl-Gruppe, eine Hydroatropoyl-Gruppe, eine Atropoyl-Gruppe, eine Cinnamoyl-Gruppe, eine Furoyl-Gruppe, eine Thenoyl-Gruppe, eine Nicotynoyl-Gruppe, eine Isonicotynoyl-Gruppe, eine Glycoloyl-Gruppe, eine Lactoyl-Gruppe, eine Glyceroyl-Gruppe, eine Tartonoyl-Gruppe, eine Maloyl-Gruppe, eine Tartharoyl-Gruppe, eine Tropoyl-Gruppe, eine Benziloyl-Gruppe, eine Salicyloyl-Gruppe, eine Anisoyl-Gruppe, eine Vaniloyl-Gruppe, eine Veratroyl-Gruppe, eine Piperonyloyl-Gruppe, eine Protocatechoyl-Gruppe, eine Galloyl-Gruppe, eine Glyoxyloyl-Gruppe, eine Pyruvoyl-Gruppe, eine Acetoacetyl-Gruppe, eine Meso-Oxalyl-Gruppe, eine Meso-Oxalo-Gruppe, eine Oxalacetyl-Gruppe, eine Oxalaceto-Gruppe, eine Levulinoyl-Gruppe und dergleichen. Diese Acyl-Gruppen können substituiert sein mit Fluorin, Chlorin, Bromin, Iodin oder dergleichen. Vorzugsweise hat die Acyl-Gruppe ein bis zwölf Kohlenstoffatome, Das Oligomere oder Polymere davon kann ebenfalls verwendet werden.
In der Formel 5 ist die Definition von R¹–R⁴ gleich der Definition von R¹ und R² von Formel 6, und die Definition von R¹–R³ von Formel 7, und das tetravalente Metall ist Titan. Die beispielhafte organometallische Verbindung, die in dem Wasserabscheidungsmittel verwendet werden kann, umfasst Titanmethoxid, Titanethoxid, Titanpropoxid, Titan-n-butoxid, Titan-sec-butoxid, titan-tert-butoxid, Titan-n-octoxid oder Titan-n-dodecoxid.
Darüber hinaus ist in der Formel 5 die Definition von R¹–R⁴ gleich der Definition von R von Formel 6 und der Definition von R¹–R³ von Formel 7, und das tetravalente Metall ist Silcium. Die beispielhafte organo-metallische Verbindung, die als Wasserabscheidungsmittel verwendet werden kann, umfasst Tetramethoxysilan, Tetraethoxysilan, Tetraisopropoxasilan, Tetra-n-butoxysilan, Tetra-sec-butoxysilan, Tetra-tert-butoxysilan, Tetra-n-octoxysilan oder Tetra-n-dodecoxysilan.
Beispiele der organo-metallischen Verbindung der Formel 7, bei der R¹–R³ wie oben dargestellt definiert sind, wenn das trivalente Metall Germanium ist, sind organo-metallische Verbindungen, durch die Formel 27 und Formel 28 dargestellt sind. [Formel 27]
Germanium-Komplex [Formel 28]
Silicium-Komplex
Weil die Komponenten Materialien, wie sie durch die Formel 1, 3–7 dargestellt sind, in einem aromatischen, organischen Lösungsmittel, beispielsweise Toluen und Xylen oder einem aliphatischen organischen Lösungsmittel, beispielweise n-Decan gelöst sind, kann ferner auch ein allgemeines Trocknungsmittel umfassend ein auf physikalischer Absorption basierendes Trocknungsmittel, beispielsweise Zeolite oder ein auf chemischer Absorption basierendes Trocknungsmittel, beispielsweise Calciumoxid, Strontiumoxid und Bariumoxid in dem oben erwähnten Lösungsmittel dispergiert sein.
Silicon
Silicon, das mit dem Wasserabscheidungsmittel gemischt werden soll, ist ein allgemeiner Name für Polysiloxan, welches ein Polymeres mit einem Backbone von einer Siloxanbindung ist und das durch die Formel 2 dargestellt wird. In der Formel 2 ist n eine ganze Zahl von 1 oder mehr, die das Maß der Polymerisation anzeigt, und R ist ein Substituent (eine Gruppe). Jedes R kann gleich oder unterschiedlich zu einander sein. Es ist bekannt, dass Silicon von dem Maß der Polymerisation abhängige Eigenschaften hat, und es kann als ein Öl (d. h. eine Flüssigkeit) oder ein Kautschukteil (d. h. Feststoff) sein. Spezielle Beispiele von Silicon umfassen Dimethylsilicon, in dem alle Substituenten (R) Methyl-Gruppen sind. Das Dimethylsilicon kann durch die Formel 29 dargestellt werden. In der Formel 29 stellt n eine ganze Zahl von wenigstens 1 dar, wobei das Maß der Polymerisation angezeigt wird. [Formel 29]
Ferner ist Silicon, bei dem ein Teil der Methyl-Gruppen in dem Dimethylsilicon durch eine Phenyl-Gruppe substituiert ist, Methylphenylsilicon. Zusätzlich ist Silicon, bei dem ein Teil der Methyl-Gruppen in dem Dimethylsilicon durch Sauerstoff substituiert ist, Methylhydrogensilicon.
Dimethylsilicon, Methylphenylsilicon und Methylhydrogensilicon können als gerade Silicone bezeichnet werden. Silicon, bei dem die Methyl-Gruppe und/oder Phenyl-Gruppe und/oder Wasserstoff durch andere organische Gruppen substituiert ist, können als modifiziertes Silicon bezeichnet werden.
Beispielhafte organische Gruppen R (d. h. Substituenten) können umfassen, sind jedoch nicht beschränkt auf, zusätzlich zu der Methyl-Gruppe, Phenyl-Gruppe oder Wasserstoff, wie oben erwähnt wurde, eine langkettige Alkyl-Gruppe, Phenylalkyl-Gruppe, Fluorin-substituierte Alkyl-Gruppe, Aminoalkyl-Gruppe, Epoxy-Gruppe enthaltend Alkyl-Gruppe, Carboxyl-Gruppe, Wasserstoff enthaltende Alkyl-Gruppe oder dergleichen. Auch höher fettiger Säureester oder Polyether kann eingeführt werden.
Ein beispielhaftes Silicon kann Alkyl modifiziertes Silicon, Aralkyl modifiziertes Silicon, Polyether modifiziertes Silicon, höher fettiges Säure modifiziertes Silicon, Fluor substituiertes Alkyl modifiziertes Silicon, Amino modifiziertes Silicon, Epoxy modifiziertes Silicon, Carboxyl modifiziertes Silicon oder Alkohol modifiziertes Silicon in Abhängigkeit von der verwendeten, substituierenden organischen Gruppe umfassen.
Um optimale Bedingungen für das Mischen des Wasserabscheidungsmittels mit Silicon entsprechend der vorliegenden Erfindung, wurde eine Untersuchung durchgeführt unter Verwendung von Dimethylsilicon TSF451-Serien, die erhältlich sind von Momentive Performance Materials Japan Limited Liability Company.
Es ist erwünscht, dass das Silicon mit dem Wasserabscheidungsmittel nach dem Mischen mit dem Wasserabscheidungsmittel kompatibel ist, so dass es durchscheinend ist, und dass es eine Viskosität hat, die sich zum Einfüllen in den hermetisch abgedichteten Behälter eignet. 3 ist eine Tabelle, die den kompatiblen Zustand des Trocknungsmittels zeigt, welches durch Mischen des Wasserabscheidungsmittels mit verschiedenen Siliconen erhalten wird, die sich in der Viskosität bei Umgebungstemperatur (25 °C) unterscheiden. In der Tabelle bedeutet „o“, dass das Durchscheinen bzw. die Transluzenz erhalten wurde, und „x“ bedeutet, dass das Trocknungsmittel trübe geworden ist, obwohl die Viskosität von Silicon von der Umgebungstemperatur abhängt, wurde als Resultat festgestellt, dass das Verhältnis von Wasserabscheidungsmittel vorzugsweise 50–95 Gew.-% des Gesamtgewichts des Trocknungsmittels und das Verhältnis von Silicon vorzugsweise 5–50 Gew.-% des Gesamtgewichts des Trocknungsmittels beträgt.
Zusätzlich zeigt 4 das Verhältnis zwischen der Temperatur und der Viskosität in den Trocknungsmitteln, die jeweils durch Mischen von Silicon mit einer Viskosität von 0,1 Pa·s bei Umgebungstemperatur hat, mit dem Wasserabscheidungsmittel bei unterschiedlichen Mischungsverhältnissen erhalten wurden.
5 zeigt die Beziehung zwischen der Temperatur und der Viskosität des Trocknungsmittels, welches durch Mischen von Silicon mit einer Viskosität von 0,01 Pa·s bei Umgebungstemperatur und des Wasserabscheidungsmittels bei unterschiedlichen Mischungsverhältnissen erhalten werden.
Es ist erwünscht, dass das Trocknungsmittel eine Viskosität bei Umgebungstemperatur von nicht weniger als 1 Pa·s und nicht mehr als 5.000 Pa·s hat, wenn das Trocknungsmittel mit dem Dispenser-Verfahren in den hermetisch abgedichteten Behälter eingefüllt wird. Vorzugsweise hat das Trocknungsmittel eine Viskosität bei Umgebungstemperatur von nicht weniger als 1 Pa·s und nicht mehr als 300 Pa·s bei dem Dispenserverfahren. Es ist erwünscht, dass das Trocknungsmittel eine Viskosität bei Umgebungstemperatur von weniger als 0,03 Pa·s und nicht mehr als 1 Pa·s hat, wenn das Trocknungsmittel mit dem Tropfenfüllverfahren angewendet wird. Vorzugsweise hat das Trocknungsmittel eine Viskosität bei Umgebungstemperatur von weniger als 0,1 Pa·s und nicht mehr als 1 Pa·s bei dem Tropfenfüllverfahren. Ferner hat das Trocknungsmittel eine Viskosität bei Umgebungstemperatur von nicht mehr 0,03 Pa·s, wenn das Trocknungsmittel mit einem Tintenstrahlverfahren aufgebracht wird.
Es kann möglich sein, die Viskosität des Trocknungsmittels durch eine größere Menge von Silicon, das eine niedrigere Viskosität bei Umgebungstemperatur hat, mit einer geringen Menge von Wasserabscheidungsmittel abzusenken. In diesem Fall wird jedoch der Wirkungsgrad des Trocknungsmittels beim Absorbieren von Feuchtigkeit in dem hermetisch abgedichteten Behälter herabgesetzt. Das Mischungsverhältnis kann durch eine spezielle Anwendung eines organischen EL-Elements bestimmt werden, bei dem Trocknungsmittel angewendet werden soll. Beispielsweise benötigt ein organisches EL-Element für ein Display ein größeres Verhältnis oder Inhalt von Wasserabscheidungsmittel aufgrund der erheblich nachteiligen Effekte, die durch die Erzeugung von dunklen Flecken hervorgebracht werden. Im Gegensatz dazu kann in dem Fall eines organischen EL-Elements für die Beleuchtung ein geringeres Verhältnis oder eine geringere Menge von Wasserabscheidungsmittel möglich sein.
Im Hinblick auf das Vorstehende ist das Verhältnis des Wasserabscheidungsmittels zu dem Gesamtgewicht des Trocknungsmittels 50–95 Gew.-%, und das Verhältnis des Silicons zu dem Gesamtgewicht des Trocknungsmittels ist 5–50 Gew.-%.
Als nächstes wird ein Verfahren zur Herstellung des Trocknungsmittels gemäß der Erfindung und ein Verfahren zur Herstellung eines organischen EL-Elements beschrieben, welches das Trocknungsmittel verwendet. Die Erfindung ist jedoch nicht auf das unten beschriebene Verfahren beschränkt. Ein Fachmann wird erkennen, dass die Erfindung modifiziert oder im Rahmen der Erfindung verändert werden kann.
Beispiel 1 (Ex. 1)
Verfahren zur Herstellung des Trocknungsmittels
Aluminiumoxidoctylat, welches eine organo-metallische Verbindung mit Wasserabscheidungseigenschaft ist und das durch die Formel 3 dargestellt wird, wobei M Aluminium ist, wurde in einem organischen Lösungsmittel gelöst und wurde als erste Komponente verwendet. Diese erste Komponente wurde von der Hope Chemical Co. Ltd. unter dem Namen OLEEP AOO erhalten. Silicon (Dimethylsilicon TSF 451-100 erhältlich von Momentive Performance Materials Japan Limited Liability Company) wurde als eine zweite Komponente verwendet. Die erste und zweite Komponente wurden abgewogen, so dass die organische Aluminiumkomponente 50 Gew.-% und die Siliciumkomponente 50 Gew.-% betrug. Danach erfolgte ein Mischen in einer Rundbodenflasche unter Umrühren. Danach wurde das organische Lösungsmittel durch Aufheizen unter vermindertem Druck entfernt, wodurch ein Trocknungsmittel erhalten wurde.
Verfahren zur Herstellung eines organischen EL-Elements
Unter Bezugnahme auf die 1 und 2 wird ein Verfahren zur Herstellung eines organischen EL-Elements beschrieben. Als erstes wurde, wie in 2A gezeigt ist, eine Anode aus einem Indium-Zinnoxidfilm mit einer Dicke von 140 nm als transparentes leitfähiges Material auf einen Elementsubstrat 2 durch ein Sputterverfahren ausgebildet. Danach wurde eine Musterbildung nach einem vorgegebenen Muster durch Ätzen entsprechend einem Photolackverfahren durchgeführt, um die Anode 3 zu bilden. Ein Teil des Indium-Zinnoxidfilms wurde zu dem Ende des Elementsubstrats 2 herausgeführt und mit einer Treiberschaltung (nicht gezeigt) verbunden.
Auf der oberen Oberfläche der Anode 3 wurde die Kupferphthalocyanin(CuPc)-Schicht 4a als eine Löcher injizierende Schicht 4a mit einer Dicke von 70 nm mit einem Widerstandsheizverfahren ausgebildet. Eine Bis[(N-(1-naphthyl)-N-phenyl]benzidin(α-NPD)-Schicht als Löchertransportschicht 4b wurde auf der oberen Oberfläche der Schicht 4a mit einer Dicke von 30 nm ausgebildet. Eine Tris(8-quinolinolat)aluminium(Alq3)-Schicht als Licht emittierende Schicht 4c wurde auf der oberen Oberfläche der Schicht 4b mit einer Dicke von 50 nm ausgebildet.
Danach wurde auf der oberen Oberfläche der organischen Schicht 4c eine Schicht aus Lithiumfluorid (LiF) mit einer Dicke von 7 nm als Elektronen-Transportschicht 4d ausgebildet. Aluminium mit einer Dicke von 150 nm wurde als Kathode 5 mit einem physikalischen Abscheidungsverfahren ausgebildet. Ein Teil der Kathode 5 wurde zu dem Ende des Elementsubstrats 2 herausgeführt und mit einer Treiberschaltung (nicht gezeigt) verbunden.
Danach wurde in einem Stickstoff gefüllten Handschuhkasten (Taupunkt –76 °C oder darunter) das in der vorstehenden Weise hergestellte Trocknungsmittel 8 gewogen und in einer geeigneten Menge durch einen Dispenser auf das Dichtungssubstrat 7 aufgebracht. Als nächstes wurde ein Dichtungsmittel 9, welches aus einem mit ultraviolett vernetzendem Kunstharz gebildet war, durch einen Dispenser so aufgebracht, dass das auf das Dichtungssubstrat 7 aufgebrachte Trocknungsmittel umgeben wurde.
Unter Bezugnahme auf 2C wurden das Elementsubstrat 2, auf dem die Anode 3, die organische Schicht 4 und die Kathode 5 in Schichten aufgetragen waren und das Dichtungssubstrat 7 miteinander gekoppelt oder aneinander befestigt, und dann wurde es durch Ultraviolett-Bestrahlung und Aufheizen bei 80 °C abgedichtet. Damit wurde das organische EL-Element 1 mit einer massiven Dichtungsstruktur, bei dem das Trocknungsmittel 8 in den hermetisch abgedichteten Behälter eingefüllt ist, wie in den 1 und 2D gezeigt ist, erhalten.
Im Falle der massiven Dichtungsstruktur ist weniger Verarbeitung erforderlich für das Elementsubstrat im Vergleich mit der hohlen Dichtungsstruktur. Als Resultat kann weil das Innere der massiven Dichtungsstruktur mit dem Trocknungsmittel gefüllt ist, zeigt die massive Dichtungsstruktur eine verbesserte Stoßwiderstandsfähigkeit und auch verbesserte Wärmeabgabeeigenschaften im Vergleich zu der hohlen Dichtungsstruktur.
Beispiel 2 (Ex. 2)
Beispiel 2 ist gleich dem Beispiel 1 mit der Ausnahme, dass die organische Aluminiumverbindung in einer Menge von 95 Gew.-% und das Silicon in einer Menge von 5 Gew.-% auf der Basis des Gesamtgewichts des Trocknungsmittels verwendet wurde, welches aus der Aluminiumverbindung und dem Silicon gebildet wurde.
Vergleichsbeispiel 1
Vergleichsbeispiel 1 war gleich dem Beispiel 1 mit der Ausnahme, dass das Trocknungsmittel durch OLEEP AOO, erhältlich von der Hope Chemical Co. Ltd., ersetzt wurde.
Vergleichsergebnis 1
Das organische EL-Element von Vergleichsbeispiel 1 wurde bei einer Temperatur von 105 °C gehalten und dann wurde jegliche Veränderung in der organischen Schicht beobachtet. 6 zeigt die relativen Lösungsdistanzwerte von Beispiel 1 und Beispiel 2, wobei die Lösungsdistanz der organischen Schicht des organischen EL-Elements nach Vergleichsbeispiel 1 als Wert „1“ genommen wurde.
6 zeigt, dass die Auflösungsdistanzen von Beispiel 1 und Beispiel 2 sehr kurz sind, und dass die Löslichkeit sehr gering war. Wenn man Beispiel 1 und Beispiel 2 vergleicht, wurde Beispiel 2 als vorteilhafter im Sinne der Auflösung der organischen Schicht befunden.
Beispiel 3 (Ex. 3)
Beispiel 3 wurde ausgeführt unter Verwendung von Carboxyl modifiziertem Silicon X-22-3701 E, von der Shin-Etsu Chemical Co. Ltd. als Silicon erhältlich. Carboxyl modifiziertes Silicon ist eines der modifizierten Silicone. Die gleiche organische Aluminiumverbindung, wie sie in Beispiel 1 verwendet wurde, und das modifizierte Silicon wurden ausgewogen, so dass die organische Aluminiumverbindung 90 Gew.-% und das modifizierte Silicon 10 Gew.-% auf der Basis des Gesamtgewichts des Trocknungsmittels betrug, und dann wurden die Komponenten in einer Rundbodenflasche durch Umrühren gemischt. Danach wurde das organische Lösungsmittel durch Aufheizen unter reduziertem Druck entfernt, wodurch ein Trocknungsmittel nach Beispiel 3 erhalten wurde. Die weiteren Bedingungen waren die gleichen wie bei Beispiel 1.
Beispiel 4 (Ex. 4)
Beispiel 4 wurde unter Verwendung von Carboxyl modifiziertem Silicon X-22-162C ausgeführt, das von Shin-Etsu Chemical Co. Ltd. als Silicon erhältlich ist. Das Carboxyl modifizierte Silicon X-22-162C ist eines der modifizierten Silicone. Die übrigen Bedingungen waren die gleichen wie bei Beispiel 3.
Vergleichsbeispiel 2 (Com. Ex. 2)
In Bezug auf das Wachstum des dunklen Flecks wurden die organischen EL-Elemente von Beispiel 3 und von Beispiel 4 unter einem Mikroskop unter hoher Temperatur Feuchtigkeitsspeichertest-Bedingungen beobachtet. Im Detail war die Temperatur 85 °C und die Feuchtigkeit 85 %.
Es wurde gefunden, dass die organischen EL-Elemente von Beispiel 3 und Beispiel 4 einen Lichtemissionsbereich von gleich oder größer als 75 % des Emissionsbereichs aufrechterhalten selbst nach einer Zeitdauer von 780 Stunden, wie in 7 gezeigt ist.
Beispiel 5 (Ex. 5)
Das Trocknungsmittel von Beispiel 5 wurde unter Verwendung derselben organischen Aluminiumverbindung, wie sie in Beispiel 1 verwendet wurde, und dem Dimethylsilicon TSF 451-10 hergestellt, das von der Firma Momentive Performance Materials Japan Limited Liability Company erhältlich ist. Die organische Aluminiumverbindung wurde in einer Menge von 95 Gew.-% und das Silicon in einer Menge von 5 Gew.-% auf der Basis des Gesamtgewichts des Trocknungsmittels verwendet. Die übrigen Bedingungen waren die gleichen wie bei Beispiel 1.
Vergleichsbeispiel 3
Das Vergleichsbeispiel 2 wurde dadurch hergestellt, dass das Silicon des Trocknungsmittels von Beispiel 5 durch Polybuten ersetzt wurde. Die übrigen Bedingungen waren die gleichen wie bei Beispiel 5.
Vergleichsergebnis 3
Die organischen EL-Elemente von Beispiel 5 und Vergleichsbeispiel 2 wurden bei einer Temperatur von 105 °C gehalten, und dann wurde jede Veränderung in der organischen Schicht beobachtet. 8 zeigt das Verhältnis zwischen der Auflösungsdistanz der organischen EL-Schicht und der abgelaufenen Zeit. Das organische EL-Element von Beispiel 5 hatte eine geringere Auflösungsdistanz im Vergleich zu der Auflösungsdistanz des Vergleichsbeispiels 2. Dies zeigt, dass das Silicon mit weniger Wahrscheinlichkeit die organische Schicht beeinflusst im Vergleich zu dem Polybuten.
Der Effekt des Lösungsmittels, welches mit dem Wasserabscheidungsmittel auf der organischen Schicht gemischt werden soll, wurde unter Verwendung des Konzepts eines Löslichkeitsparameters untersucht. Der Löslichkeitsparameter wird unter der Annahme erhalten, dass die Auflösung als Dissoziation der Aggregation der gelösten Stoffe betrachtet und angenommen wird, dass nur intermolekulare Kräfte zwischen den gelösten Stoffen und dem Lösungsmittel in der Lösung wirksam sind. Insbesondere ist der Löslichkeitsparameter definiert als die Quadratwurzel einer Energiedichte der Aggregation, und er kann aus der latenten Verdampfungswärme bestimmt werden, die zur Verdampfung von einem Kubikzentimeter der Flüssigkeit erforderlich ist. Schließlich ist bekannt, dass Materialien mit ähnlichen Löslichkeitsparametern eine bessere Kompatibilität aufweisen.
Der berechnete Stabilitätsparameterwert des Wasserabscheidungsmittels war etwa 10. Wenn die Löslichkeitsparameter der hauptsächlichen Materialien des organischen EL-Elements berechnet wurden, hat die Materialien des organischen EL-Elements oft den Wert von näherungsweise „11“. Als solches kann das Material, das einen Löslichkeitsparameter unterschiedlich von dem des organischen EL-Elements hat und der näherungsweise gleich dem des Wasserabscheidungsmittels ist, ein Kandidat sein. Insbesondere wurden die Materialien untersucht, die einen Löslichkeitsparameter von weniger als dem des Wasserabscheidungsmittels haben, als neue Lösungsmittel untersucht. Es wurde angenommen, dass Silicon und Polybuten bevorzugt als neues das Lösungsmittel ersetzendes, organisches Lösungsmittel im Sinne von dem oben erwähnten Löslichkeitsparameter und der Handhabung sein können.
Darüber hinaus ist bekannt, dass unter den Materialien, die den gleichen Löslichkeitsparameter haben, das Material mit der geringeren Fließfähigkeit vermutlich die organische Schicht weniger beeinflusst. 9 zeigt die Eigenschaften von Beispiel 5 und dem Vergleichsbeispiel 2 in Bezug auf Temperatur gegenüber Viskosität. Unter Bezugnahme auf 9 hat das Beispiel 5 eine geringere Temperaturabhängigkeit der Viskosität als das Vergleichsbeispiel 2. Mit anderen Worten hat das Beispiel 5 eine Fließfähigkeit, die von dem Temperaturzustand weniger abhängt im Vergleich zu dem Vergleichsbeispiel 2, und daher kann das Beispiel 5 eher geeignet sein zur Verwendung als Trocknungsmittel.
Beispiel 6
Beispiel 6 wurde unter Verwendung von Metallalkoxid als Wasserabscheidungsmittel des Trocknungsmittels hergestellt, welches in Beispiel 1 verwendet wurde. Die übrigen Bedingungen waren die gleichen wie bei Beispiel 1. Beispielhafte Metallalkoxid-Verbindungen umfassen, sind jedoch nicht beschränkt auf, Aluminiummethoxid, Aluminiumethoxid, Aluminiumisopropoxid, Aluminum-n-butoxid, Aluminum-sec-butoxid, Aluminium-tert-butoxid, Aluminum-n-octoxid, Aluminium-n-dodecoxid, Trimethoxyboran, Triethoxyboran, Triisopropoxyboran, Tri-n-butoxyboran, Tri-sec-butoxyboran, Tri-tert-butoxyboran, Tri-n-octoxyboran, Tri-ndodexboran, Titanmethoxid, Titanethoxid, Titanisopropoxid, Titani-n-butoxid, Titansec-butoxid, Titan-tert-butoxid, Titan-n-octooxid, Titan-n-dodecoxid, Tetramethoxysilan, Tetraethoxysilan, Tetraisopropxysilan, Tetra-n-dodecoxysilan oder dergleichen.
Ferner kann das Metallalkoxid in einem flüssigen Zustand verwendet werden, so dass es einfacher wird, es mit dem Silicon zu mischen. Als solches ist es möglich, das Trocknungsmittel mit einer beliebigen Viskosität leicht zu erhalten.
Beispiel 7
Beispiel 7 wurde in derselben Art hergestellt wie Beispiel 6 mit der Ausnahme, dass das Trocknungsmittel angewendet wurde und das Elementsubstrat und das Dichtungssubstrat mit dem Tropfenfüllverfahren miteinander verbunden wurden. Die übrigen Bedingungen waren die gleichen wie bei Beispiel 6.
Es ist erwünscht, dass das Trocknungsmittel eine Viskosität bei Umgebungstemperatur von 0,03 Pa·s bis 1 Pa·s zum Zwecke der Durchführung des Tropfenfüllverfahrens hat. Vorzugsweise hat das Trocknungsmittel bei Umgebungstemperatur eine Viskosität von 0,1 Pa·s bis 1 Pa·s.
Weil das Dichtungssubstrat und das Elementsubstrat in einem Vakuum miteinander verbunden werden, ist es erwünscht, ein Material mit hohem Siedepunkt zu verwenden, so dass das Trocknungsmittel an dem Verdampfen gehindert wird. Vorzugsweise hat das Material einen Siedepunkt bei 200 °C unter einem reduzierten Druck von etwa 300 Pa.
Das Trocknungsmittel von Beispiel 6, bei dem Metallalkoxid als Wasserabscheidungsmittel verwendet wurde, erfüllt die vorstehenden Erfordernisse und kann daher mit dem Tropfenfüllverfahren angewendet werden.
Während die Ausführungsbeispiele, in denen das Trocknungsmittel nach der Erfindung bei dem organischen EL-Element, wie oben beschrieben, verwendet wird, kann das Trocknungsmittel gemäß der Erfindung auch bei einem organischen Halbleiter mit einer organischen Schicht in einem hermetisch abgedichteten Behältnis und bei einer Einrichtung, beispielsweise einer Solarzelle verwendet werden, die empfindlich gegenüber Feuchtigkeit ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2002-33187 A [0005]
JP 08-236271 A [0009]

Claims

Ein Trocknungsmittel, welches in einem hermetisch abgedichteten Behälter anzuordnen ist, umfassend: – als wasserabscheidendes Mittel 50–95 Gew.-% einer organo-metallischen Verbindung nach Formel 1 oder ein Polymeres davon auf der Basis des Gesamtgewichts des Trocknungsmittels, und – 5–50 Gew.-% Silicon gemäß Formel 2 auf der Basis des Gesamtgewichts des Trocknungsmittels, [Formel 1]
[Formel 2]
wobei in Formel 1 R¹–R³ eine organische Gruppe repräsentieren einschließlich einer Alkyl-Gruppe, einer Aryl-Gruppe, einer Alkoxy-Gruppe, einer Cycloalkyl-Gruppe, einer heterozyklischen Gruppe oder einer Acyl-Gruppe mit wenigstens einem Kohlenstoffatom, und wobei M ein trivalentes Metallatom ist und wobei R¹–R³ gleich oder unterschiedlich zu einander sein können, und wobei in der Formel 2 R einen Substituenten darstellt, n eine ganze Zahl von wenigstens 1 ist, die das Maß der Polymerisation anzeigt, und jedes der R gleich oder unterschiedlich zueinander sein kann.
Ein Trocknungsmittel, welches in einem hermetisch abgedichteten Behälter anzuordnen ist, umfassend: – als wasserabscheidendes Mittel 50–95 Gew.-% einer organo-metallischen Verbindung nach Formel 3 oder ein Polymeres davon auf der Basis des Gesamtgewichts des Trocknungsmittels, und – 5–50 Gew.-% Silicon gemäß Formel 2 auf der Basis des Gesamtgewichts des Trocknungsmittels, [Formel 3]
wobei in Formel 3 R¹ eine organische Gruppe darstellt einschließlich einer Alkyl-Gruppe, einer Aryl-Gruppe, einer Alkoxy-Gruppe, einer Cycloalkyl-Gruppe, einer heterozyklischen Gruppe oder einer Acyl-Gruppe mit wenigstens einem Kohlenstoffatom, und wobei M ein trivalentes Metallatom ist, n eine ganze Zahl von wenigstens 1 ist, die das Maß der Polymerisation anzeigt, und jedes der R¹ gleich oder unterschiedlich zueinander sein kann, und wobei in Formel 2 R einen Substituenten darstellt, n eine ganze Zahl von wenigstens eins ist, die ein Maß der Polymerisation anzeigt, und wobei jedes der R gleich oder unterschiedlich voneinander sein kann.
Ein Trocknungsmittel, welches in einem hermetisch abgedichteten Behälter anzuordnen ist, umfassend: – als wasserabscheidendes Mittel 50–95 Gew.-% einer organo-metallischen Verbindung nach Formel 4 oder ein Polymeres davon auf der Basis des Gesamtgewichts des Trocknungsmittels, und – 5–50 Gew.-% Silicon gemäß Formel 2 auf der Basis des Gesamtgewichts des Trocknungsmittels, [Formel 4]
wobei in Formel 4 R¹–R⁴ eine organische Gruppe repräsentieren einschließlich einer Alkyl-Gruppe, einer Aryl-Gruppe, einer Alkoxy-Gruppe, einer Cycloalkyl-Gruppe, einer heterozyklischen Gruppe oder einer Acyl-Gruppe mit wenigstens einem Kohlenstoffatom, und wobei M ein trivalentes Metallatom ist und wobei R¹–R⁴ gleich oder unterschiedlich zu einander sein können, und wobei in der Formel 2 R einen Substituenten darstellt, n eine ganze Zahl von wenigstens 1 ist, die das Maß der Polymerisation anzeigt, und jedes der R gleich oder unterschiedlich zueinander sein kann.
Ein Trocknungsmittel, welches in einem hermetisch abgedichteten Behälter anzuordnen ist, umfassend: – als wasserabscheidendes Mittel 50–95 Gew.-% einer organo-metallischen Verbindung nach Formel 5 oder ein Polymeres davon auf der Basis des Gesamtgewichts des Trocknungsmittels, und – 5–50 Gew.-% Silicon gemäß Formel 2 auf der Basis des Gesamtgewichts des Trocknungsmittels, [Formel 5]
wobei in Formel 5 R¹–R⁴ eine organische Gruppe repräsentieren einschließlich einer Alkyl-Gruppe, einer Aryl-Gruppe, einer Alkoxy-Gruppe, einer Cycloalkyl-Gruppe, einer heterozyklischen Gruppe oder einer Acyl-Gruppe mit wenigstens einem Kohlenstoffatom, und wobei M ein trivalentes Metallatom ist und wobei R¹–R⁴ gleich oder unterschiedlich zu einander sein können, und wobei in der Formel 2 R einen Substituenten darstellt, n eine ganze Zahl von wenigstens 1 ist, die das Maß der Polymerisation anzeigt, und jedes der R gleich oder unterschiedlich zueinander sein kann.
Ein Trocknungsmittel, welches in einem hermetisch abgedichteten Behälter anzuordnen ist, umfassend: – als wasserabscheidendes Mittel 50–95 Gew.-% einer organo-metallischen Verbindung nach Formel 6 oder ein Polymeres davon auf der Basis des Gesamtgewichts des Trocknungsmittels, und – 5–50 Gew.-% Silicon gemäß Formel 2 auf der Basis des Gesamtgewichts des Trocknungsmittels, [Formel 6]
wobei in Formel 6 R¹ und R² eine organische Gruppe repräsentieren einschließlich einer Alkyl-Gruppe, einer Aryl-Gruppe, einer Alkoxy-Gruppe, einer Cycloalkyl-Gruppe, einer heterozyklischen Gruppe oder einer Acyl-Gruppe mit wenigstens einem Kohlenstoffatom, und wobei M ein trivalentes Metallatom ist und wobei R¹ und R² gleich oder unterschiedlich zu einander sein können, und wobei in der Formel 2 R einen Substituenten darstellt, n eine ganze Zahl von wenigstens 1 ist, die das Maß der Polymerisation anzeigt, und jedes der R gleich oder unterschiedlich zueinander sein kann.
Ein Trocknungsmittel, welches in einem hermetisch abgedichteten Behälter anzuordnen ist, umfassend: – als wasserabscheidendes Mittel 50–95 Gew.-% einer organo-metallischen Verbindung nach Formel 7 oder ein Polymeres davon auf der Basis des Gesamtgewichts des Trocknungsmittels, und – 5–50 Gew.-% Silicon gemäß Formel 2 auf der Basis des Gesamtgewichts des Trocknungsmittels, [Formel 7]
wobei in Formel 7 R¹–R³ eine organische Gruppe repräsentieren einschließlich einer Alkyl-Gruppe, einer Aryl-Gruppe, einer Alkoxy-Gruppe, einer Cycloalkyl-Gruppe, einer heterozyklischen Gruppe oder einer Acyl-Gruppe mit wenigstens einem Kohlenstoffatom, und wobei M ein trivalentes Metallatom ist und wobei R¹–R³ gleich oder unterschiedlich zu einander sein können, und wobei in der Formel 2 R einen Substituenten darstellt, n eine ganze Zahl von wenigstens 1 ist, die das Maß der Polymerisation anzeigt, und jedes der R gleich oder unterschiedlich zueinander sein kann.
Ein organisches EL-Element mit einem Behälter, wobei der Behälter umfasst: ein Elementsubstrat, auf dem ein Laminat aus einem Paar von Elektroden und einer organischen Schicht angeordnet ist, die zwischen dem Paar der Elektroden liegt, ein Dichtungssubstrat, welches unter Abstand von dem Elementsubstrat angeordnet ist, ein Dichtungsmittel, das zwischen dem Elementsubstrat und dem Dichtungssubstrat angeordnet ist, um dadurch den Behälter hermetisch abzudichten, und ein Trocknungsmittel nach einem der Aspekte (1)–(6), das in dem Behälter angeordnet ist, wobei der Behälter mit einem Trocknungsmittel gefüllt ist und das Laminat von dem Trocknungsmittel umgeben ist.