JP2004039317A - Organic el element, and manufacturing method therefor - Google Patents

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Jiyunichi Tayanagi
田柳 順一
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    • H10K50/842Containers
    • H10K50/8426Peripheral sealing arrangements, e.g. adhesives, sealants

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To protect an organic EL against moisture/oxygen in the atmospheric air to restrain a dark spot or the like from being generated over a long period. <P>SOLUTION: A fluoro-elastomer is used as a material for a sealing layer, in a thin-filmlike organic EL structure having two electrode layers of which at least one is transparent, and having an organic EL layer sandwiched by the electrode layers, and in an organic EL element having the sealing layer for coating one face or both faces of an outer surface of the organic EL structure. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フラットディスプレイや平面光源などに使用される有機エレクトロルミネッセンス素子(以下、「有機EL素子」と略称する。)に関し、詳しくは安定性に優れた有機EL素子およびその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年の情報通信分野における急速な技術開発の進展に伴い、CRTに代わるフラットディスプレイに大きな期待が寄せられている。なかでも有機EL素子は、高速応答性、視認性、輝度などの点に優れるため盛んに研究が行われている。
1987年に米国コダック社のTangらによって発表された有機EL素子は、有機薄膜の2層積層構造を有し、発光層にトリス(8−キノリノラト)アルミニウム(以下「Alq」と略称する)を使用し、10V以下の低電圧駆動で、1000cd/mという高輝度が得られた(Appl.Phys.Lett.,51,913(1987))。 これ以降急速に実用化に向けた研究が進められ、正孔注入電極と電子注入電極に挟まれた有機層が1層〜10層程度様々に積層された積層型有機EL素子が開発されてきている。材料に関しても、多岐に渡る低分子化合物を真空蒸着法等により薄膜形成する方法のみならず、高分子系化合物をスピンコート法、インクジェット、ダイコート、フレキソ印刷といった方法で薄膜形成して有機EL素子を作成する方法が提案されている。
【0003】
また、CRTに代わる発光素子として、RGBの3色を発光させるため、RGBの3色の発光素子を1つの基板上に独立に蒸着により形成する方法、白色発光の有機EL素子をカラーフィルター上に形成する方法、青色発光や紫外発光の有機EL素子を色変換フィルター上に形成する方法等が提案されており、さらに輝度向上のために、これまで一般的とされてきた透明正孔注入電極からの光取り出しの代わりに、電子注入側を透明化して光を取り出す方法、また、高精細・消費電力低下を目的として、TFT基板上に有機EL素子を形成する方法などが提案されてきている。
以上に示した有機EL素子は、一般的に効率よく電子注入を行うためにアルカリ金属・アルカリ土類金属・希土類金属などの仕事関数の低い金属および/またはその酸化物・ハロゲン化物を単体あるいはアルミニウムや銀などの金属と合金化したものを使用する。また電極間に有機化合物を使用することから、有機EL素子は大気中の酸素・水分により容易に電極および/または有機化合物層が酸化を受けたり、層間剥離することにより一般にダークスポットと呼ばれる素子発光面内に発光しない部分(欠陥)が生じる。従って有機EL素子の安定性を向上させ信頼性を高めるために、素子を大気中の水分・酸素等の活性ガスから保護する封止方法が必要不可欠である。
【0004】
このため、有機EL素子上に真空蒸着法等により高分子膜や無機酸化物・窒化物等の保護膜を形成した後樹脂層やガラス板等のシールド層を接着剤等を介して設ける方法(特開平4―267097号公報、特開平5−36475号公報、特開平5−182759号公報)が提案されている。しかしこれらの方法においては、有機EL素子上に積層される層の応力により有機EL素子の例えば電子注入層−有機層界面等の剥離や、素子そのものの破壊が発生するという問題点があり、積層する保護層に大幅な制約があった。
またこの問題を解決するために、有機EL素子上に柔軟なゴム層を形成するという提案がなされている(特開平8−236271号公報、特開平9−274990号公報)があるが、これらのゴム層を形成する際の溶媒や不純物の影響、ゴム層の硬化反応時副成物、また長期使用時(特に高温使用時)にゴム層が劣化し発生する分解物等のために、有機EL素子に発生するダークスポットを完全に抑制するまでには至っていない。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
本発明が解決しようとする課題は、大気中の水分・酸素から有機ELを保護し、かつ長期にわたりダークスポット等の欠陥が抑制される有機EL素子を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明の上記課題は、以下の手段により解決された。
(1)少なくとも一方が透明な2つの電極層とそれらの電極層で狭持された有機EL層とを有する薄膜状の有機EL構造体、および有機EL構造体の外表面の片面または両面を覆う封止層とを有する有機EL素子において、封止層の材料が含フッ素エラストマーからなることを特徴とする有機EL素子、
(2)有機EL素子が、基板と、基板上に設けられた有機EL構造体と、有機EL構造体の基板に接していない表面を覆う封止層とを有する有機EL素子である、(1)に記載の有機EL素子、
(3)封止層が、有機EL構造体側の内層と外層からなり、内層の材料が含フッ素エラストマーからなり、外層の材料が含フッ素エラストマー以外の合成樹脂からなる、(1)または(2)に記載の有機EL素子、
(4)(1)、(2)または(3)に記載の有機EL素子を製造する方法において、含フッ素エラストマーの溶液または分散液を有機EL構造体表面にコーティングし乾燥して有機EL構造体表面に含フッ素エラストマーからなる封止層を形成することを特徴とする有機EL素子の製造方法、
(5)含フッ素エラストマーの溶液または分散液における溶媒がフッ素含有量40質量%以上の含フッ素化合物からなる、(4)に記載の製造方法。
【0007】
本発明の有機EL素子は、有機EL構造体に対する外部からの物理的応力を緩和しうる材料である含フッ素エラストマーからなる封止層を有することより、従来と比較してダークスポットの発生が飛躍的に抑制される。また、含フッ素エラストマーの溶液や分散液を使用したコーティング法により封止層を形成することにより、有機EL素子の生産性を向上しうる。このコーティング法において溶媒としてフッ素含有量40%以上の含フッ素化合物を用いることにより、有機EL構造体に対する溶媒の好ましくない影響を低減させることができる。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下に、図面も参照しながら、本発明の実施の形態を説明する。
本発明において、有機EL構造体は薄膜状の構造体であり、少なくとも一方が透明な2つの電極層とそれらの電極層で狭持された有機EL層とを有する。2つの電極層の一方が正極であり、他方が負極である。有機EL構造体の電極層間には、有機EL層以外に、適宜、正孔注入層、正孔輸送層、電子注入層、電子輸送層などを設けることができる。封止層は有機EL構造体の2つの外表面の内の一方の外表面に設けることができ、両方の外表面に設けることもできる。いずれの場合も、ごく薄い有機EL構造体側面は通常外表面とともに封止される。
有機EL構造体の両外表面が封止層で封止されている場合、一方の封止層は基板として機能させることもできる。例えば、透明な含フッ素エラストマーフィルム上に有機EL構造体を形成し、形成された有機EL構造体の外表面を含フッ素エラストマーで覆って有機EL素子とすることができる。
有機EL構造体は通常透明な基板上に形成され、また通常エラストマーの層は有機EL構造体が形成されていない基板表面には設けられない。本発明の有機EL素子もまたそのような構造であることが好ましい。基板としてはガラス基板やプラスチック基板などがある。有機EL構造体の基板とは反対側の面には背面板や(第2の)基板と呼ばれる板体やフィルム(以下、保護板という)が、有機EL構造体の保護や封止のために設けられることがある。本発明の有機EL素子もそのような保護板を設けることが好ましく、本発明における封止層はこの保護板と有機EL構造体の間に存在する。保護板を透明なものにして有機EL構造体から保護板側に光を透過させることもできる。
本発明における封止層は1層からなっていてもよく、内外2層または3層以上の層からなっていてもよい。この内、少なくとも1層の材料は含フッ素エラストマーからなり、特に有機EL構造体に接する層の材料が含フッ素エラストマーからなることが好ましい。他の層は含フッ素エラストマー以外の材料からなっていてもよい。
本発明の一実施態様として、有機EL素子の断面の概念図を図1及び図2に示す。図1の有機EL素子は、ガラス基板(8)と、ガラス基板(8)上に透明な正極層(2)、正孔注入層(6)、正孔輸送層(5)、有機EL層(4)、および負極層(1)をこの順で積層して形成された有機EL構造体と、含フッ素エラストマーからなる内層(10)および他の材料からなる外層(9)の2層から構成される封止層と、有機EL構造体の負極層(1)側に設けられた保護板(7)とから構成されている。図2の有機EL素子は、負極層(1)と有機EL層(4)の間に電子注入層(3)が設けられている以外は図1と同じ構成を有する有機EL構造体と、透明プラスチック基板(11)と、図1と同じ内外2層からなる封止層と、プラスチック保護板(12)から構成されている。このプラスチック基板(11)の材料は本発明における含フッ素エラストマーであってもよい。なお、正極層(2)は負極層(1)や有機EL層などの他の層に比較して水分や酸素等による影響が少ないことより、図に示すように封止層で保護されない部分を有していてもよい。
【0009】
本発明に使用する含フッ素エラストマーとは、フッ素原子を有する弾性ポリマーであって、有機EL素子を使用する温度範囲、具体的には20℃〜70℃、好ましくは0℃〜90℃、より好ましくは−20℃〜120℃、特に好ましくは−40℃〜120℃においてゴム弾性を有するものを意味する。具体的には、たとえば架橋フッ素ゴム、熱可塑性フッ素ゴム、軟質フッ素ゴム樹脂などと呼ばれているものを意味する。
【0010】
このような含フッ素エラストマーは、具体的には、ガラス転移温度が20℃以下、好ましくは0℃以下、特に好ましくは−20℃以下、さらに好ましくは−40℃以下の高分子ブロックを化学的に架橋したもの、あるいは該高分子のブロックとガラス転移温度が70℃以上、好ましくは90℃以上、特に好ましくは120℃以上の高分子ブロックとのブロック共重合体などが挙げられる。
【0011】
本発明における封止層は含フッ素エラストマーの溶液や分散液を用いて形成することが好ましい。このため、含フッ素エラストマーは溶媒に溶解または分散しうるものが好ましい。含フッ素エラストマーが溶媒に溶解または分散しうるものであるとは、含フッ素エラストマーが架橋性含フッ素ポリマー(エラストマーの前駆体)と架橋剤の反応により形成される架橋エラストマーの場合は、この架橋性含フッ素ポリマーと架橋剤との混合物が溶媒に溶解または分散しうるものであることをも意味する。この含フッ素エラストマーの溶液または分散液を使用することにより、封止層の形成が極めて容易となる。
含フッ素エラストマーを溶解または分散しうる溶媒としては、溶媒が接する有機EL構造体に悪影響を与えない溶媒であることが必要である。本発明者は、含フッ素エラストマーを溶解または分散しうるものであってかつ有機EL構造体に悪影響を与えない溶媒として含フッ素化合物からなる溶媒(以下、含フッ素溶媒という)を見出した。含フッ素溶媒としては、フッ素含有量40質量%以上の含フッ素溶媒が好ましく、特にフッ素含有量60質量%以上の含フッ素溶媒が好ましい。最も好ましい含フッ素溶媒は炭素原子に結合した水素原子のすべてがフッ素原子に置換された化合物からなる溶媒、すなわちペルフルオロ溶媒である。
【0012】
本発明の含フッ素エラストマーを有機EL素子の封止層として形成する方法は多岐にわたるが、代表的な形成方法を以下に列挙する。
(1)コーティング法
例えば含フッ素エラストマーが熱可塑性エラストマーのような場合には、これを含フッ素溶媒に溶解または分散してコーティング剤とした後、有機EL構造体の外表面にコーティングした後溶媒を除去して封止層とすることができる。溶媒を除去する方法としては、常圧又は減圧下で、必要に応じて加熱しながら、乾燥する方法が挙げられる。
(2)架橋法
架橋法により含フッ素エラストマーを形成する場合には、架橋前のエラストマー前駆体および、必要により、架橋剤、架橋触媒などを一緒に、含フッ素溶媒に溶解もしくは分散してコーティング剤とした後、これを有機EL構造体の外表面にコーティグし、溶媒の除去(乾燥)および架橋を行いエラストマーとする方法などが挙げられる。またエラストマー前駆体が常温で液状のオリゴマーである場合には、含フッ素溶媒に溶解もしくは分散しなくともコーティング可能な場合があり、このような場合には特に前記溶媒を使用しなくても良い。
(3)ラミネート法
また、予め担持フィルム上に含フッ素エラストマー層を形成した後、このフィルムを有機EL構造体の外表面にラミネートする方法がある。この場合、加熱や必要により減圧条件下のプレスにより、有機EL構造体上に含フッ素エラストマーの封止層を被覆形成することができる。
(4)蒸着法
蒸着法により含フッ素エラストマーからなる封止層を形成することも可能である。ただし、蒸着時の加熱により部分的にエラストマーの分解が起こり、これにより発生する低分子成分が有害物質として作用して有機EL構造体へダメージを与える可能性がある。
【0013】
上述の封止層形成方法の中では、コーティング法又は架橋法が好ましい。
コーティング法や含フッ素溶媒を用いる架橋法において、フッ素含量が40wt%以上の含フッ素溶媒を使用することにより、有機EL構造体への溶媒分子によるダメージを抑制した状態で、含フッ素エラストマーからなる封止層を形成することができる。特に熱可塑性の含フッ素エラストマーは、架橋剤などの低分子化合物を使用しないことにより、封止後未反応の低分子化合物が有機EL構造体に悪影響を与えるおそれがない。
【0014】
本発明に使用できる含フッ素溶媒としては、例えば、酸素および/または部分的に水素を含んでも良いフルオロアルキル基またはフルオロアルキレン基を有する芳香族化合物が挙げられる。ここで「酸素および/または水素を部分的に含んでも良いフルオロアルキル基またはフルオロアルキレン基」とは、水素原子の50%以上、特に70%以上がフッ素原子であり、フッ素原子以外に塩素原子または水素原子を有していてもよくかつエーテル性酸素原子を有していてもよい炭素数1〜12のポリフルオロアルキル基またはポリフルオロアルキレン基をいう。
特に、70%以上の水素がフッ素に置換されエーテル性酸素原子を有していてもよいペルフルオロアルキル基またはペルフルオロアルキレン基が好ましく、エーテル性酸素原子が存在する場合は炭素原子2ないし4個に対して酸素原子1個の割合であるものが好ましい。中でも特に水素が全てフッ素に置換されたものあるいは、分子末端もしくは側鎖のみCFH基が含まれる炭素数1〜12のものが好ましい。
【0015】
上記の、酸素および/または水素を部分的に含んでも良いフルオロアルキル基またはフルオロアルキレン基を有する芳香族化合物としては、具体的には、 CF(CF(nは1以上の整数)で表される(ペルフルオロアルキル)ベンゼン、1,3−ビス(トリフルオロメチル)ベンゼン、1,4−ビス(トリフルオロメチル)ベンゼン、1,4−(ビストリフルオロメトキシ)ベンゼンなどの側鎖フッ素置換ベンゼン、ペルフルオロベンゼン、ペンタフルオロベンゼンなどのポリフルオロ芳香族化合物が挙げられる。
【0016】
その他のフッ素含量が40wt%以上の溶媒としては、以下の化合物が例示できる:
ペルフルオロトリブチルアミン、ペルフルオロトリプロピルアミンなどのポリフルオロトリアルキルアミン化合物;
ペルフルオロヘキサン、ペルフルオロオクタン、ペルフルオロデカン、ペルフルオロドデカン、ペルフルオロ(2,7−ジメチルオクタン)、ペルフルオロ(2,5−ジメチルヘキサン)、2H,3H−ペルフルオロペンタン、1H−ペルフルオロヘキサン、1H−ペルフルオロオクタン、1H−ペルフルオロデカン、1H,4H−ペルフルオロブタン、1H,1H,1H,2H,2H−ペルフルオロヘキサン、1H,1H,1H,2H,2H−ペルフルオロオクタン、1H,1H,1H,2H,2H−ペルフルオロデカン、3H,4H−ペルフルオロ(2−メチルペンタン)、2H,3H−ペルフルオロ(2−メチルペンタン)、1,1−ジクロロ−2,2,3,3,3−ペンタフルオロプロパン、1,3−ジクロロ−1,1,2,2,3−ペンタフルオロプロパン、1,1−ジクロロ−1−フルオロエタンなどのポリフルオロアルカン化合物;
【0017】
(ペルフルオロ−n−オクチル)エチレン、(ペルフルオロ−n−ヘキシル)エチレン、(ペルフルオロ−n−ブチル)エチレン、ヘキサフルオロプロペンの2量体、ヘキサフルオロプロペンの3量体等のポリフルオロオレフィン化合物;ペルフルオロデカリン、ペルフルオロシクロヘキサン、ペルフルオロ(1,3,5−トリメチルシクロヘキサン)、ペルフルオロ(ジメチルシクロブタン)などのポリフルオロシクロアルカン化合物;
ペルフルオロ(2−ブチルテトラヒドロフラン)などのポリフルオロ脂環式エーテル化合物;
【0018】
CF(CFOCH(n=3〜10の整数)、 CF(CFOCHCH(n=3〜10の整数)、 CF(CFOCHCF(n=3〜10の整数)、 CF(CFOCHFCH(n=3〜10の整数)、 CF(CFOCFCFH(n=3〜10の整数)、CHOCFCFH、CFCFHCFOCH、 iso−COCH、 iso−COCHCF、iso−COCHFCF、iso−COCFCFH、iso−COCHCH
CHOCH(CF、 CF(CFCHOCH、 CF(CFOCHCFCHF、CF(CFOCHCFCF、cyclo−C11OCHなどのヒドロフルオロエーテル類;
【0019】
CF(CF(CHOH、(CFCF(CF(CHOH、HCF(CF(CHOH (nは0以上の整数、mは1以上の整数、但し、フッ素含量は40wt%以上になる整数)、
(CFCHOH、(CFCOH等の含フッ素アルコール類;
ペルフルオロ(ジイソプロピルケトン)などのポリフルオロケトン等が挙げられるが、これらに限られるものではない。
【0020】
本発明における含フッ素溶媒としては、フッ素含有量が40wt%以上である、フッ素以外のハロゲンを含まないポリフルオロアルカン化合物、ヒドロフルオロエーテル類、ペルフルオロアルキルベンゼン等が好ましく、中でもフッ素含量60wt%以上のそれら含フッ素化合物が好ましい。
【0021】
本発明における熱可塑性含フッ素エラストマーについて説明する。
本発明の含フッ素エラストマーは、好ましくは、フッ素含量が40wt%以上の含フッ素溶媒に、溶解もしくは分散しうる含フッ素エラストマーである。その化学的構造は特に限定されるものではないが、熱可塑性エラストマーが本発明で好ましく使用できる。熱可塑性エラストマーは化学的架橋の際発生しうる副反応に基づく有害な低分子化合物の発生が少なく好ましい。このような含フッ素エラストマーとしては、例えば線状又はくし型状のブロック共重合体が挙げられる。さらに、星形又は放射状のブロック共重合体もまた本発明で使用できる。
【0022】
ブロック共重合体は使用温度域よりガラス転移温度が高いブロック成分(以下、単に「ガラス転移温度が高い成分」と略す。)と、使用温度域よりガラス転移温度が低いブロック成分(以下、単に「ガラス転移温度が低い成分」と略す。)を有する。線状ブロック共重合体は、両ブロック成分が1以上交互に配置された構造を有する共重合体である。くし型ブロック共重合体は、一方のブロック成分を主鎖とし、他方のブロック成分を側鎖として、主鎖に側鎖が多数結合した構造を有する共重合体である。
【0023】
ガラス転移温度の高いブロック成分としては、例えば下記のようなものが挙げられる。
A−1.主鎖骨格に芳香環を有するポリマー
具体的には、例えば、芳香族ポリエステル、ポリ−2,6−ジメチルフェニレンオキサイドのような芳香族ポリエーテル、ポリフェニレンエーテルケトン、ポリフェニレンエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンエーテルスルホン、ポリフェニレンスルフィド、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリアミド、ポリベンズイミダゾール等が挙げられる。
なかでも、構成単位である芳香環の水素の一部または全部がフッ素および/またはポリフルオロアルキル基で置換されているもの、もしくはポリフルオロアルキレン基で連結されているもの、具体的には例えば下記に示すような含フッ素芳香環を構成単位として有する含フッ素芳香族ポリマーが含フッ素溶媒への溶解性の点で好ましい。
【0024】
【化1】

Figure 2004039317
【0025】
上記の化学式において、Rfは炭素数1〜12の酸素および/または水素を部分的に含んでも良いフルオロアルキル基を示し、水素原子の50%以上、特に70%以上がフッ素原子に置換されており、残りはフッ素原子以外の塩素原子または水素原子を有していてもよくかつエーテル性酸素原子を有していてもよい。特に、70%以上の水素がフッ素に置換されエーテル性酸素原子を有していてもよいペルフルオロアルキル基が好ましく、エーテル性酸素原子が存在する場合は炭素原子4個に対して1個から炭素原子2個に対して1個の割合であるものが好ましい。中でも特に水素が全てフッ素に置換されたものあるいは、分子末端もしくは側鎖のみCFH基が含まれ、他はすべてフッ素原子が結合した炭素数1〜12のものが好ましい。
【0026】
好ましいRf基の具体例としては、CF(CF
HCF(CFCFO、CF(CF(OCF(CF))OCF(CF)、(ここでnは0〜11の整数)などが挙げられる。
上記の芳香族単位が全芳香族の80%以上、特に好ましくは100%であるポリマーが好ましい。また、ポリマーとしては、その安定性や、合成のしやすさから、芳香族単位が直接連結しているポリマー、又は、エーテル結合若しくはカルボニル結合を介して結合しているポリマーが特に好ましい。
【0027】
これらの好ましいポリマーは公知の方法で合成することができるが、特に含フッ素量の高いポリマーの合成方法としては以下の文献を例示できる。
1. J. Polym. Sci. PartA: Polym. Chem. Vol30 (1992) p1675
2.特開平10−158391号公報及び特開平10−158382号公報
【0028】
含フッ素芳香族環がパーフルオロアルキレン基で連結されたブロック、溶媒可溶の含フッ素ポリイミド、又は含フッ素ポリベンズイミダゾール等のブロックもガラス転移温度の高いブロックとして使用することができる。
【0029】
A−2.主鎖骨格にフッ素置換エチレン性不飽和化合物の付加重合構造を有するポリマー
テトラフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン、トリフルオロエチレン、クロロトリフルオロエチレン、ペルフルオロシクロペンテン、ペルフルオロ(3−ブテニルビニルエーテル)、ペルフルオロ(アリルビニルエーテル)、ペルフルオロ(2,2−ジメチル−1,3−ジオキソール)、ペルフルオロ(1,3−ジオキソール)、ペルフルオロ(2−メチレン−4−メチル−1,3−ジオキソラン)、ペルフルオロ(3,5−ジオキサ−1,6−ヘプタジエン)、ふっ化ビニリデン、ふっ化ビニル、1,2ジフルオロエチレン、ジクロロジフルオロエチレン、等の単独および/または共重合体。
これらの中では特に含フッ素溶媒への溶解性の点からアモルファス性の高分子が好ましい。特にガラス転移温度を高くすることができる点でペルフルオロ(3−ブテニルビニルエーテル)、ペルフルオロ(アリルビニルエーテル)、ペルフルオロ(2,2−ジメチル−1,3−ジオキソール)、ペルフルオロ(1,3−ジオキソール)、ペルフルオロ(2−メチレン−4−メチル−1,3−ジオキソラン)、ペルフルオロ(3,5−ジオキサ−1,6−ヘプタジエン)等の環状モノマーおよび/または環化重合モノマー等から選ばれる少なくとも1つのモノマーを必須成分とする単独および/または共重合体が好ましい。特に好ましいのはペルフルオロ(3−ブテニルビニルエーテル)、ペルフルオロ(2,2−ジメチル−1,3−ジオキソール)の単独重合体および/またはテトラフルオロエチレンとの共重合体である。これら重合体の末端には官能基が存在していてもよく、この官能基の存在は重合体の密着性向上に効果がある。
【0030】
ガラス転移温度が低いブロック成分としては例えば下記の構造が例示できる。B−1.下記一般式で表される繰り返し単位を主成分として含有するペルフルオロポリエーテルの分子末端に反応性部位が導入されたもの
−(CF−CF(CF)−O)
−(CF−CF−O−)
−(CF−CF−O−)−(CFO)
−(CF−CF(CF)−O)−(CF(CF)O)
−(CF−CF−CH−O)
−(CF−CF−CF−O)
【0031】
B−2.下記(式1)〜(式3)で示される含フッ素モノマーの単独重合体又は共重合体の分子末端に反応性部位が導入されたもの
【0032】
【化2】
RfOCF=CF    (式1)
RfCHOCF=CF  (式2)
RfCF=CH     (式3)
【0033】
式中、Rfは、エーテル性酸素原子を炭素原子間に有していてもよいポリフルオロアルキル基を表す。このポリフルオロアルキル基は2以上のフッ素原子を有し、フッ素原子以外のハロゲン原子や水素原子を有していてもよい。ポリフルオロアルキル基の炭素数は1〜15が適当であり、2〜12が好ましい。ポリフルオロアルキル基はフッ素原子以外のハロゲン原子や水素原子を有していてもよい。また、エーテル性酸素原子はポリフルオロアルキレン基の炭素原子間に存在することができ、その酸素原子の数は炭素原子1ないし4個に対し1個の割合であることが好ましい。
【0034】
共重合体としては、(式1)〜(式3)で表される含フッ素モノマーを必須成分とし、これにテトラフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン、トリフルオロエチレン、クロロトリフルオロエチレン、ふっ化ビニリデン、ふっ化ビニル、1,2−ジフルオロエチレン、ジクロロジフルオロエチレン、ペルフルオロシクロペンテン、ペルフルオロ(3−ブテニルビニルエーテル)、ペルフルオロ(アリルビニルエーテル)、ペルフルオロ(2,2−ジメチル−1,3−ジオキソール)、ペルフルオロ(1,3−ジオキソール)、ペルフルオロ(2−メチレン−4−メチル−1,3−ジオキソラン)、ペルフルオロ(3,5−ジオキサ−1,6−ヘプタジエン)、等の含フッ素ビニル化合物とを必要により共重合して得られるポリマーが例示できる。
【0035】
この場合前記(式1)〜(式3)で表されている含フッ素モノマーの含量が10mol%以上、好ましくは30mol%以上、特に好ましくは50mol%以上含有されることによりガラス転移温度の低いエラストマーが得られるため好ましい。また、含フッ素溶媒への溶解性や、化学的安定性等の観点から前記Rf中の炭素に結合されている水素の全てがフッ素に置換されているものが好ましい。
【0036】
B−3.ふっ化ビニリデンの単独重合体又はその共重合体
ふっ化ビニリデンを必須成分とし、これにテトラフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン、トリフルオロエチレン、クロロトリフルオロエチレン、前記B―2に挙げた(式1)〜(式3)で表される含フッ素モノマー、ふっ化ビニル、1,2−ジフルオロエチレン、ジクロロジフルオロエチレン、ペルフルオロシクロペンテン、ペルフルオロ(3−ブテニルビニルエーテル)、ペルフルオロ(アリルビニルエーテル)、ペルフルオロ(2,2−ジメチル−1,3−ジオキソール)、ペルフルオロ(1,3−ジオキソール)、 ペルフルオロ(2−メチレン−4−メチル−1,3−ジオキソラン)、ペルフルオロ(3,5−ジオキサ−1,6−ヘプタジエン)、等の含フッ素ビニル化合物とを必要により共重合して得られるポリマー。
この場合、ふっ化ビニリデンは10〜90mol%の含量、好ましく20〜80mol%であることがガラス転移温度の低いエラストマーを得るために好ましく、さらに共重合成分としてヘキサフルオロプロピレンを含有していることが好ましい。
【0037】
B−4. 前記B−2、B−3における単独重合体又は共重合体の重合度が1〜10の末端に反応性を有するオリゴマーを単独で、および/または前記Aの重合体と鎖延長させたブロックも挙げられる。
【0038】
これらの中でも、B−1、B―2中のテトラフルオロエチレンおよび/またはクロロトリフルオロエチレンと前記(式1)のRf中の炭素に結合されている水素の全てがフッ素に置換されている含フッ素モノマーとの共重合体、B−3中のフッ化ビニリデンとヘキサフルオロプロピレンおよび/または前記(式1)〜(式3)の含フッ素モノマーに必要によりテトラフルオロエチレンを共重合したもの等が含フッ素溶媒への溶解性、ガラス転移温度を低くできるなどの点で好ましい。
【0039】
以上に例示したガラス転移温度が高いポリマーとガラス転移温度が低いポリマーのブロック共重合体は公知の方法で合成することができる。以下(a)〜(c)にその具体例を例示する。
【0040】
(a)両ブロック成分が反応部位を有しており、それらの反応でブロック共重合体を合成する方法。
反応部位の導入や反応部位の反応方法は公知のものを使用することができる。反応部位の導入については、例えば前記B−1の場合、テトラフルオロエチレンやヘキサフルオロプロピレンの酸素による酸化反応で合成したものは、末端がCOF基になるものが得られる。これをアミノ基、水酸基、メルカプト基等を有する化合物で処理する方法、加水分解や還元反応を利用してCOOH基や水酸基末端にする方法などで、末端に反応性部位を導入したり、鎖延長反応で高分子量化しながら末端に反応性部位を導入することができる。
具体的な例としては、特開昭62−120335、特公昭50−7054、特開昭60−34924、米国特許第3845051号、米国特許第3317484号、特開平2−202919、特開平4−85328、特開平8−199070などに記載されている。また、具体的な化合物としては、アウシモント社製「Fomblin Zdol」(商品名)、「Fomblin Zdiac」(商品名)などのペルフルオロポリエーテル、アリル末端ペルフルオロポリエーテル、トリアジン鎖延長ペルフルオロポリエーテルなどがある。
前記A−2、B−2,B−3のビニル化合物の重合でポリマーを得る場合、反応性部位を有するモノマーを共重合する方法、ヨウ素移動重合法(詳細は下記(b)記載)や反応性部位を有する重合開始剤および/またはポリマー型重合開始剤(詳細は下記(c)記載)などの方法でポリマーを合成後、必要により分子末端を公知の方法で処理する方法などが、反応性部位の導入方法として例示できる。
前記A−1の芳香族ポリマーの縮合反応を利用する場合は、公知の方法で末端に反応部位を導入することが可能である。
【0041】
2種以上のポリマーの各反応性部位の反応によるブロック共重合体の合成反応も公知の方法で行うことができる。具体例として下記に挙げるがこれらに限られるものではない。
(i)反応性部位として芳香環の水素結合がハロゲンに置換された部位を有するポリマーと、水酸基を末端に有するポリマーを縮合することでエーテル結合を介してブロック共重合体を合成する方法。
(ii)水酸基末端を有する2種以上のポリマーを分子内に2個以上のイソシアナート、エポキシ基、ハロゲン化アルキル等を有する化合物と同時にもしくは逐次的に反応してブロック共重合体を合成する方法。もしくは、水酸基末端を有するポリマーをトシル化反応や硫酸を用いて縮合反応によりエーテル結合を介してブロック共重合体にする方法。
(iii)カルボニルハライドおよび/またはカルボキシル基を有するポリマーを分子内に2個以上のアミノ基を有する化合物を利用してブロック共重合体にする方法等が挙げられる。
【0042】
(b)含フッ素モノマーを用いてヨウ素移動重合を用い、ブロック共重合体を逐次合成する方法。
この場合、例えば(B−2)または(B−3)で例示したモノマーをペルフルオロアルキルポリヨウ素化合物存在下重合した後さらに(A−2)で例示したモノマーを重合する方法、(B−1)の骨格の末端をヨウ素化し、ヨウ素移動重合開始剤とし、この化合物の存在下ガラス転移温度の高いビニル化合物を重合することによっても得ることができる。これらの具体例としては、例えば高分子論文集Vol.49、No.10(1992)P765に記載されている。
【0043】
(c)ポリマー型パーオキサイド(例えば特公昭55−33446号公報)や、重合開始活性を有するビニル化合物を用いる方法(例えば特開平5−194625、特開平8−67717、特開平8−67720)などが挙げられる。
【0044】
また、本発明における含フッ素エラストマーからなる層の形成方法としては他に、前記ガラス転移温度が低い反応性部位を有する含フッ素ポリマーのみを該反応部位と反応することで架橋しうる架橋剤とともに含フッ素溶媒に溶解および/または分散し、コーティング前および/またはコーティング後に該含フッ素ポリマーを架橋することでゴム弾性を有する含フッ素エラストマーの層を形成することもできる。架橋剤は2以上の官能基を有し、含フッ素ポリマーの反応性部位に対して反応しうる官能基の種類は公知のものが使用できる。例えば、水酸基を有する含フッ素ポリマーにはイソシアナート化合物やポリエポキシ化合物が使用され、エポキシ基を有する含フッ素ポリマーにはアミノ基、カルボキシル基、メルカプト基等を有する化合物や、光および/または熱で酸を発生するエポキシ硬化剤が使用される。また、加水分解性珪素基を有する含フッ素ポリマーには該加水分解性珪素基を縮合硬化させうる硬化触媒(有機錫化合物や、有機酸チタン塩等)が使用され、末端不飽和基を有する含フッ素ポリマーにはラジカル開始剤あるいは水素化珪素化合物(および必要により付加反応触媒)が使用されるが、これらに限られるものではない。
【0045】
含フッ素エラストマーを製造するための反応部位を有する含フッ素ポリマーは、前記の重合・合成過程の途中および/または最後に公知の方法(再沈洗浄、カラムクロマトグラフによる精製、熱処理等)で反応残分や重合開始剤等を除去されたものであることが好ましい。特に重合後200℃以上好ましくは250℃以上、さらに好ましくは300℃以上の温度で熱処理することが、低分子の不安定成分を分解除去できるため好ましい処理方法である。
【0046】
また、前記含フッ素エラストマーをフッ素ガスによりフッ素化処理することは、例えばペルフルオロエラストマーは反応および/または重合時生成する末端基を最終的にペルフルオロ化すると同時に、エラストマーに含まれる不純物が全てフッ素化のエネルギーで分解除去できるため、好ましい前処理である。またペルフルオロでない含フッ素エラストマーはフッ素化により、フッ素含有量が向上し、安定性、含フッ素溶媒への溶解性が向上し、さらにペルフルオロエラストマーのフッ素化時に期待される効果と同様の効果も期待できるため好ましい前処理方法である。
【0047】
また、含フッ素エラストマーの溶液や分散液には、基板、有機EL構造体、上層の樹脂層などとの密着性向上のためにシランカップリング剤や、エポキシ化合物等の公知の密着性付与剤を少量添加しても良い。
【0048】
これらの含フッ素エラストマーの含フッ素溶媒に溶解または分散した溶液の有機EL構造体へのコーティング方法としては特に限定されないが、スピンコート、ダイコート、ブレードコート、スクリーン印刷、インクジェット、スプレーコート、カーテンコート等の公知の方法が使用できる。但し、例えば電極配線の取り出し・実装する場合や、含フッ素エラストマー層の上にさらに合成樹脂層を積層する場合、接着性を確保するため基板と合成樹脂層の接着部位を確保する場合等において、含フッ素エラストマー層は有機EL構造体の上部のみにコーティングすることが好ましい。この場合全面にスピンコート等を用いてコーティング後含フッ素エラストマー層を所定位置を除いて機械的および/またはレーザー等により除去する方法、インクジェット法による特定エリアの選択的コート法、ダイコート等でダイを加工し特定エリアのみをコートする方法、スプレーコートやカーテンコート等においてマスクを用いて特定エリアのみをコートする方法等が好ましい。
【0049】
含フッ素エラストマー層の厚みとしては、特に制限されるものではないが、薄すぎると表面保護効果および/または上層に合成樹脂層等が積層される場合の応力緩和効果等が低下するため好ましくない。また厚すぎると含フッ素エラストマー層自体の総応力が高くなり有機EL構造体に影響を及ぼす、あるいは、コーティング後の乾燥が不完全になりやすい等の問題が出る可能性があり好ましくない。好ましくは10nm〜2mm、より好ましく50nm〜500μm、特に好ましくは0.1μm〜100μmである。
【0050】
また、本発明における封止層として含フッ素エラストマー層の外表面にさらに防湿性や素子保護等の目的で他の有機化合物、金属、金属酸化物および/または窒化物、無機酸化物および/または窒化物、合成樹脂層などからなる外層を設けることができる。封止層の外側には、さらに、ガラス板、プラスチックフィルム等を設置しても良い。このような場合でも、含フッ素エラストマー層が挿入されることで、合成樹脂層などの封止層外層やガラス板などと、下層有機EL構造体層との線膨張差や応力が緩和され、素子が安定して発光することができる。具体的には合成樹脂からなる封止層外層を介してガラス板やプラスチック板等を接着する方法が機械的保護や防湿性の観点で好ましい。また、含フッ素エラストマー層上に合成樹脂層および無機および/または金属層を順次積層した構造も素子の薄型化および防湿性の観点で好ましい方法といえる。
【0051】
このような封止層外層の材料である合成樹脂層としては、一般の光硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂等が挙げられる。中でも硬化性樹脂の場合はアウトガスの観点で熱もしくは光カチオン硬化系のエポキシ樹脂および/またはオキセタン系樹脂が好ましい。また、熱可塑性樹脂も硬化反応による副生物等の問題が少なく好ましい。この場合均一に低温で被覆が可能であることから溶媒に可溶な熱可塑性樹脂をコーティングによりコートすることが好ましい。また、この際の溶媒としては炭化水素系溶媒もしくは前記フッ素含量が40wt%以上の含フッ素溶剤に可溶な熱可塑性樹脂が有機EL構造体への溶媒の影響の観点で好ましいと言える。
【0052】
2つの電極層によって挟持された有機EL層としては公知のものを使用することができる。具体的な構造を例示すると、透明電極層、背面電極層に挟まれる有機EL層からなっており、いずれか一方の電極上にTFTアレイが形成されたり、透明電極上にカラーフィルターや、青色発光の素子の場合青色変換フィルターが設置されている場合もある。これらの構造がガラス基板やプラスチック基板、プラスチックフィルム、シリコン等の金属基板や金属フィルム上に形成されている。
【0053】
2つの電極はいずれかが負極(電子注入用電極)で他方が正極(正孔注入電極)となり、少なくとも一方が透明な電極である。
通常は正極として使用される透明電極層の材料としては、通常、インジウムスズ酸化物(ITO)薄膜、アンチモンまたはフッ素をドープしたスズ酸化物、3B族元素をドープした酸化亜鉛等を使用できる。また、仕事関数の大きい金等の金属、ヨウ化銅などの無機化合物導電性物質、ポリ(3−メチルチオフェン)、ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)、ポリピロール、ポリアニリン等の有機化合物導電性物質、これらにポリスチレンスルホン酸やパラトルエンスルホン酸、ルイス酸性金属等をドープしたもの等により構成されてもよい。
この電極は、真空蒸着法、スパッタリング法等により作成されることが一般的であるが、有機化合物導電性物質の場合には適当なバインダーとの溶液を基板上に塗布したり、電解重合したりすることにより直接基板上に薄膜を作製できる。陽極の膜厚は、必要とする透明性に依存するが、可視光の透過率が60%以上、好ましくは80%以上とされるように選定される。通常、この膜厚は5〜1000nm程度とされ、好ましくは10〜500nmである。
【0054】
正極層の上には有機EL層が積層され、有機EL層の上には第2の電極層が積層されている。第2の電極層は通常負極であり、Li、Na、Cs、Ca、Mgなどの低仕事関数金属および/またはこれらの酸化物、水酸化物、フッ化物、塩化物等をAl、Ag等の低抵抗金属と積層あるいは合金化したものなどの材料からなる。この負極は、正極と対向して所定の形状や、直交するストライプ状等に形成されている。以上の正極と負極とそれらに挟まれた有機EL層が基本的な有機EL構造体を形成する。
【0055】
負極を透明電極として使用する場合は前記低仕事関数金属を使用することが一般的であり、この場合は光透過性が確保できる程度に負極層を薄膜化し、必要により補助電極等を併用することが好ましい。
有機EL層と正極層の間にはホール注入層や、ホール輸送層が設けられてもよく、有機EL層と負極層の間には、電子輸送層や、電子注入層が設けられてもよい。これらの層は、要求される有機EL層の特性から、必要でないものは省かれても良いし、層構成の順序が変更されても良い。
【0056】
具体的な正孔輸送層用材料としては、電極からの正孔注入障壁が低く、さらに正孔移動度が高い材料が使用できる。このような材料としては公知の正孔輸送材料が使用できる。たとえば、N,N’−ジフェニル−N,N’−ビス(3−メチルフェニル)−1,1’−ビフェニル−4,4’−ジアミンや1,1’−ビス(4−ジ−p−トリルアミノフェニル)シクロヘキサン等の芳香族ジアミン系化合物、特開平2−311591で示されているヒドラゾン化合物が使用できる。また、ポリ−N−ビニルカルバゾールやポリシランのような高分子材料も好ましく使用できる(Appl.Phys.Lett.,59,2760(1991))。また、前記正極材料で示した、ポリ(3−メチルチオフェン)、ポリ(3,4エチレンジオキシチオフェン)、ポリピロール、ポリアニリン等の有機化合物導電性物質、これらにポリスチレンスルホン酸やパラトルエンスルホン酸、ルイス酸性金属等をドープしたもの等を使用することもできる。さらに、後述正孔注入層に使用される材料を使用することもできる。
【0057】
正孔輸送層の材料としては、上記有機物質だけではなく無機物質である金属カルコゲン化物、金属ハロゲン化物、金属炭化物、ニッケル酸化物、鉛酸化物、銅のヨウ化物等のp型化合物半導体やp型水素化非晶質シリコン、p型水素化非晶質炭化シリコン等も使用できる。また、これらの正孔輸送物質を混合して層を形成することもできる。
【0058】
正孔輸送層の耐熱性や薄膜均一性を向上させるために、正孔のトラップとなりにくいバインダー樹脂を混合して使用することもできる。このようなバインダー樹脂としては、ポリエーテルスルホン、ポリカーボネート、ポリエステル等が挙げられる。バインダー樹脂の含有量は、正孔移動度を低下させない10〜50重量%が好ましい。有機物質、無機物質いずれを使用した場合においても正孔輸送層の膜厚は、通常、10〜200nmであり、好ましくは、20〜80nmである。
【0059】
正極と正孔輸送層との間には、リーク電流の防止、正孔注入障壁の低減、密着性向上等のために、正孔注入層を設けてもよい。このような材料としては、特開平4−308688にみられるようなトリフェニルアミンの誘導体である 4,4’,4”−トリス{N−(3−メチルフェニル)−N−フェニルアミノ}トリフェニルアミン(以下「MTDATA」と略称する)、4,4’,4”−トリス{N,N−ジフェニルアミノ}トリフェニルアミン(以下「TDATA」と略称する)、トリス(4−ブロモフェニル)アミン塩、 トリフェニルアミン−4,4’−ジイル単位を有するポリマーや銅フタロシアニン等が好ましく使用できる。この層を設けるときの膜厚は、5〜100nmで好ましく使用できる。
電子輸送層の材料としては、電子親和力が大きく、電子の移動度が大きい物質が好ましい。このような材料としては、例えばトリス(8−キノリノラト)アルミニウム(Alq)等の8−キノリノールなしいその誘導体を配位子とする有機金属錯体などのキノリン誘導体、オキサジアゾール誘導体、ペリレン誘導体、ピリジン誘導体、ピリミジン誘導体、キノキサリン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、ニトロ置換フルオレン誘導体、ジスチリルビフェニル誘導体(DPVBi)、オキサジアゾール誘導体、ビスチリルアントラセン誘導体、ベンゾオキサゾールチオフェン誘導体、チアゾール類等を用いることができる。電子輸送層は後述の有機EL層を兼ねたものであってもよく、このような場合はトリス(8−キノリノラト)アルミニウム等を使用することが好ましい。
【0060】
有機EL層の材料としては、それ自体が発光する発光物質を含有し、該発光物質単独で形成されていてもよい。また、それ自体が発光してもしなくてもよい、電子輸送性および/または正孔輸送性のある材料をホスト材料として用い、これに該発光物質をドーパントとして使用しても良い。このような発光物質としては、テトラフェニルブタジエン、スチリル系色素、スチルベン系色素、オキサゾール系色素、シアニン系色素、キサンテン系色素、オキサジン系色素、クマリン系色素、アクリジン系色素などのレーザー用色素やアントラセン誘導体、ナフタセン誘導体、ペンタセン誘導体、ピレン誘導体、ペリレン誘導体などの芳香族炭化水素系物質、4−ジシアノメチレン−2−メチル−6−p−ジメチルアミノスチリル−4H−ピラン誘導体、ユーロピウム錯体など幅広く使用できる。このようなドープ有機材料の濃度としては、有機EL層内において0.01〜20モル%とされることが好ましい。また、ポリマー型材料としては、ポリフェニレン誘導体、ポリフルオレン誘導体、ポリチオフェン誘導体、ポリシラン誘導体、ポリアリーレンビニレン誘導体等に挙げられるπおよび/またはσ共役型高分子やこれらのブロックおよび/またはランダム共重合体が挙げられる。また、これらのポリマー型材料にさらに前記の発光物質を所定量添加しても良い。また、前記正孔輸送層および/または電子輸送層自体が発光性がある場合は、これらの層が有機EL層としての機能を果たすことより有機EL層とみなすことができる。
【0061】
また、電子輸送層と負極層が接する場合、この界面にさらに電子注入層が挿入されていても良い。電子注入層を設けることにより、駆動電圧の低減や発光効率の向上、長寿命化を達成できる。この界面層は負極からの電子注入を容易にする効果や負極との密着性を上げる効果がある。
このような材料としては、フッ化リチウム(Appl.Phys.Lett.,70,152(1997))に代表されるアルカリ金属のフッ化物、アルカリ土類金属のフッ化物、酸化マグネシウム、酸化ストロンチウム、酸化アルミニウム、酸化バリウムなどの酸化物がある。このような界面層材料は絶縁体の場合には、使用する膜厚は、5nm以下の薄膜であり、好ましくは、2nm以下とすることにより負極からの電子のトンネル注入が可能となると考えられる。非絶縁体の場合には、100nm以下で効果を損しない範囲内とされればよい。
以上にあげた各層は、有機EL素子として機能する範囲であれば、その層自体が複数の層で形成されていたり、それらの間にさらに他の層を挟んだりしてもよい。これら各層の作製方法としては、真空蒸着法、ディップ法、スピンコート法、インクジェット法、カーテンコート法、グラビア印刷法、ダイコート法、LB法、CVD法等の種々の公知の手法が適用できる。
【0062】
【実施例】
以下に本発明の実施例を示すが、本発明は下記に限られるものではない。
【0063】
合成例1
デカフルオロビフェニル5molと2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン4molを縮合して末端がデカフルオロビフェニルのオリゴマーを得た。
【0064】
合成例2
ポリマー1
合成例1で得られたオリゴマーとアウシモント社製「FomblinZdol−4000」(ペルフルオロポリエーテル)の末端トリメチルシリルエーテル化物とヘキサフルオロベンゼンを1:2:1のモル比でDMF溶媒中ふっ化セシウムを触媒として加熱反応させ、エラストマーを得た。
得られたエラストマーを1,3−(ビストリフルオロメチル)ベンゼン−水系で水洗し、250℃2hr空気下に加熱してエラストマーを精製した。
このエラストマーは−60℃〜140℃の範囲でゴム弾性を保持した。このエラストマーを、1,3−(ビストリフルオロメチル)ベンゼンとペルフルオロトリブチルアミンの1:9混合溶媒に溶解し溶液とした。
【0065】
ポリマー2
ペルフルオロポリエーテル(分子量約4,000)の末端を沃素化したものの存在下に、テトラフルオロエチレンとペルフルオロ(2,2−ジメチル−1,3−ジオキソール)を35:65のモル比でフィードしながら重合を行い、分子量約15,000のABA型ブロック共重合体を合成した。得られたエラストマーは−60℃〜160℃でゴム弾性を示した。得られたポリマーを320℃2hr空気下に加熱した後ペルフルオロオクタンに溶解し、水洗、乾燥して精製し、再度ペルフルオロオクタンに溶解してエラストマー溶液を得た。
【0066】
ポリマー3
1,4−ジヨードオクタフルオロブタン存在下、テトラフルオロエチレンとペルフルオロ(ビニルエーテル)を3:7mol比のランダム共重合体(分子量約15,000)になるように重合し、次いで ペルフルオロ(3−ブテニルビニルエーテル)とCF=CFO(CFCOOCHとのモル比99:1の混合物を分子量約20,000になるように重合し、ABA型ブロック重合体を合成した。得られたエラストマーは−20℃〜110℃でゴム弾性を示した。得られたポリマーを320℃2hr空気下で加熱した後1H,1H,2H−ペルフルオロ−1−デセンに溶解し、水洗、乾燥することにより精製し、1H,1H,2H−ペルフルオロ−1−デセンに溶解した溶液を得た。
【0067】
ポリマー4
1,4−ジヨードオクタフルオロブタン存在下、ふっ化ビニリデンとヘキサフルオロプロピレンを78:22のモル比でフィードしながら重合を行い、分子量15万のポリマーを得た。次いでこのポリマー存在下にテトラフルオロエチレンとペルフルオロ(2,2−ジメチル−1,3−ジオキソール)を40:60のモル比で連続的にフィードし、分子量約20,000のブロック共重合体を合成した。得られたエラストマーは−20℃〜150℃でゴム弾性を示した。得られたポリマーを300℃2hr空気下に加熱した後1−メトキシペルフルオロオクタンに分散し、水洗、硫酸マグネシウムにて乾燥し、1−メトキシペルフルオロオクタンの分散液を得た。
【0068】
ポリマー5
光硬化性エポキシ樹脂(ナガセケムテックス社製XNR5516)
【0069】
有機EL構造体作成例1
ガラス基板上にITOを膜厚200nmとなるように蒸着して正極層(シート抵抗7Ω/□)を形成した。この陽極上に、真空蒸着法により正孔注入層として銅フタロシアニンを膜厚20nmとなるように蒸着し、ついで下図のα−NPDを膜厚40nmに蒸着して正孔輸送層を形成した。Alqを、異なるボートを用いて膜厚60nmに共着して有機EL層を形成した。最後に、MgとAgを共蒸着して膜厚200nmのMgAg(10:1)負極合金層を形成して有機EL構造体を作製した。
【0070】
【化3】
Figure 2004039317
【0071】
有機EL構造体作成例2
ガラス基板上にITOを膜厚200nmで蒸着して正極層(シート抵抗7Ω/□)を形成した。この正極層上に、真空蒸着法により前記の銅フタロシアニンを膜厚20nm、ついで9PPDを膜厚40nmに蒸着して正孔輸送層5を形成した。次いで、前記のAlqとルブレンを、異なるボートを用いて膜厚60nmに共蒸着して有機EL層4を形成した。ついでLiFを0.5nm、最後に、Alを膜厚200nmの厚さで蒸着して負極を形成して有機EL構造体を作製した。
【0072】
実施例1
有機EL構造体作成例1で得られた有機EL構造体の負極層の上に、ポリマー1の溶液をスピンコートした後100℃で1hr減圧乾燥することにより厚さ5μmに製膜した。ついでポリマー5を厚さ50μmにコートしたガラス板をポリマー5コート面に貼り合わせUVを照射することでポリマー5を硬化して封止した。得られた素子を60℃窒素下500hr保管後有機EL素子の発光面を観察したところ非発光部の面積は5%程度だった。
【0073】
比較例1
実施例1においてポリマー1を使用することなく有機EL構造体にポリマー5を厚さ50μmにコートしたガラス基板を貼り合わせUVを照射することでポリマー5を硬化して封止を行った。得られた素子を60℃窒素下500hr保管後素子の発光面を観察したところ非発光部の面積は30%に増加した。
【0074】
実施例2、3、4
有機EL構造体作成例2で得られた有機EL構造体の負極層の上にポリマー2、3、4の溶液を各々スピンコートした後120℃で1hr減圧乾燥することにより厚さ10μmに製膜した。ついでポリマー5を厚さ50μmにコートしたガラス板を各ポリマーコート面に貼り合わせUVを照射することでポリマー5を硬化して封止した。得られた素子を100℃窒素下1日保管後素子の発光面を観察したところ非発光部の面積はいずれも1%程度だった。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の有機EL素子の断面を示す概念図である。
【図2】本発明の有機EL素子の別の例の断面を示す概念図である。
【符号の説明】
1 負極層(背面電極層)
2 正極層(透明電極層)
3 電子注入層
4 有機EL層
5 正孔輸送層
6 正孔注入層
7 ガラス保護板
8 ガラス基板
9 UV硬化性樹脂層(封止層外層)
10 含フッ素エラストマー層(封止層内層)
11 透明プラスチック基板
12プラスチック保護板[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an organic electroluminescence element (hereinafter abbreviated as “organic EL element”) used for a flat display, a flat light source, and the like, and more particularly to an organic EL element having excellent stability and a method for producing the same.
[0002]
[Prior art]
With the rapid progress of technological development in the information and communication field in recent years, great expectations are placed on a flat display replacing CRT. In particular, organic EL elements are actively studied because they are excellent in high-speed response, visibility, brightness, and the like.
The organic EL device announced by Tang et al. Of Kodak Company in 1987 has a two-layer structure of organic thin films, and uses tris (8-quinolinolato) aluminum (hereinafter abbreviated as “Alq”) for the light emitting layer. 1000 cd / m with low voltage drive of 10V or less 2 (Appl. Phys. Lett., 51, 913 (1987)). Since then, research for rapid commercialization has progressed, and a stacked organic EL device in which an organic layer sandwiched between a hole injection electrode and an electron injection electrode is laminated in various layers of about 1 to 10 layers has been developed. Yes. Regarding materials, not only a wide variety of low-molecular compounds can be formed into thin films by vacuum deposition or the like, but organic compounds can be formed by forming thin films of polymer compounds by methods such as spin coating, ink jet, die coating and flexographic printing. A method of creating is proposed.
[0003]
In addition, as a light-emitting element that replaces CRT, in order to emit three colors of RGB, a method of independently forming light-emitting elements of three colors of RGB on one substrate by vapor deposition, an organic EL element that emits white light on a color filter A method of forming, a method of forming a blue light emitting or ultraviolet light emitting organic EL element on a color conversion filter, and the like have been proposed. Further, in order to improve luminance, from a transparent hole injection electrode which has been generally used so far Instead of light extraction, a method of extracting light by making the electron injection side transparent, and a method of forming an organic EL element on a TFT substrate have been proposed for the purpose of high definition and low power consumption.
In general, the organic EL device described above is made of a single metal or aluminum or a low work function metal such as alkali metal, alkaline earth metal, rare earth metal and / or its oxide / halide for efficient electron injection. Use alloyed with metal such as silver. In addition, since organic compounds are used between the electrodes, organic EL devices emit light that is generally called dark spots because the electrodes and / or organic compound layers are easily oxidized or delaminated by atmospheric oxygen and moisture. A portion (defect) that does not emit light is generated in the plane. Therefore, in order to improve the stability and increase the reliability of the organic EL element, a sealing method for protecting the element from active gases such as moisture and oxygen in the atmosphere is indispensable.
[0004]
For this reason, after forming a protective film such as a polymer film or inorganic oxide / nitride on the organic EL element by vacuum deposition or the like, a shield layer such as a resin layer or a glass plate is provided via an adhesive or the like ( JP-A-4-267097, JP-A-5-36475, and JP-A-5-182759 have been proposed. However, in these methods, there is a problem that peeling of the organic EL element, for example, the electron injection layer-organic layer interface, or destruction of the element itself occurs due to the stress of the layer laminated on the organic EL element. There were significant restrictions on the protective layer.
In order to solve this problem, proposals have been made to form a flexible rubber layer on the organic EL element (Japanese Patent Laid-Open Nos. 8-236271 and 9-274990). Organic EL due to the effects of solvents and impurities when forming the rubber layer, by-products during the curing reaction of the rubber layer, and decomposition products that are generated when the rubber layer deteriorates during long-term use (especially when used at high temperatures) The dark spots generated in the device have not been completely suppressed.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
The problem to be solved by the present invention is to provide an organic EL element that protects the organic EL from moisture and oxygen in the atmosphere and suppresses defects such as dark spots over a long period of time.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The above-described problems of the present invention have been solved by the following means.
(1) A thin-film organic EL structure having two electrode layers, at least one of which is transparent, and an organic EL layer sandwiched between the electrode layers, and one or both surfaces of the outer surface of the organic EL structure An organic EL element having a sealing layer, wherein the material of the sealing layer is made of a fluorine-containing elastomer,
(2) The organic EL element is an organic EL element having a substrate, an organic EL structure provided on the substrate, and a sealing layer covering a surface of the organic EL structure that is not in contact with the substrate. ) Organic EL device according to
(3) The sealing layer comprises an inner layer and an outer layer on the organic EL structure side, the inner layer material comprises a fluorine-containing elastomer, and the outer layer material comprises a synthetic resin other than the fluorine-containing elastomer. (1) or (2) An organic EL device according to claim 1,
(4) In the method for producing an organic EL device according to (1), (2) or (3), the surface of the organic EL structure is coated with a solution or dispersion of a fluorine-containing elastomer and dried to form an organic EL structure. A method for producing an organic EL device, wherein a sealing layer comprising a fluorine-containing elastomer is formed on the surface;
(5) The production method according to (4), wherein the solvent in the fluorine-containing elastomer solution or dispersion is a fluorine-containing compound having a fluorine content of 40% by mass or more.
[0007]
The organic EL element of the present invention has a sealing layer made of a fluorine-containing elastomer that is a material that can relieve external physical stress on the organic EL structure. Is suppressed. Further, the productivity of the organic EL element can be improved by forming the sealing layer by a coating method using a solution or dispersion of a fluorine-containing elastomer. By using a fluorine-containing compound having a fluorine content of 40% or more as a solvent in this coating method, an undesirable influence of the solvent on the organic EL structure can be reduced.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
In the present invention, the organic EL structure is a thin film-like structure, and has at least one of two transparent electrode layers and an organic EL layer sandwiched between the electrode layers. One of the two electrode layers is a positive electrode and the other is a negative electrode. In addition to the organic EL layer, a hole injection layer, a hole transport layer, an electron injection layer, an electron transport layer, and the like can be appropriately provided between the electrode layers of the organic EL structure. The sealing layer can be provided on one of the two outer surfaces of the organic EL structure, or can be provided on both outer surfaces. In either case, the very thin side surface of the organic EL structure is usually sealed together with the outer surface.
When both outer surfaces of the organic EL structure are sealed with a sealing layer, one sealing layer can also function as a substrate. For example, an organic EL structure can be formed on a transparent fluorine-containing elastomer film, and the outer surface of the formed organic EL structure can be covered with a fluorine-containing elastomer to form an organic EL element.
The organic EL structure is usually formed on a transparent substrate, and the elastomer layer is usually not provided on the surface of the substrate on which the organic EL structure is not formed. The organic EL device of the present invention preferably has such a structure. Examples of the substrate include a glass substrate and a plastic substrate. On the surface opposite to the substrate of the organic EL structure, a back plate or a plate or film (hereinafter referred to as a protective plate) called a (second) substrate is used for protecting or sealing the organic EL structure. May be provided. The organic EL element of the present invention is also preferably provided with such a protective plate, and the sealing layer in the present invention exists between the protective plate and the organic EL structure. It is also possible to make the protective plate transparent so that light is transmitted from the organic EL structure to the protective plate side.
The sealing layer in this invention may consist of one layer, and may consist of two or more layers inside and outside or three or more layers. Among these, at least one layer of material is made of a fluorine-containing elastomer, and in particular, a material of a layer in contact with the organic EL structure is preferably made of a fluorine-containing elastomer. The other layer may be made of a material other than the fluorine-containing elastomer.
As an embodiment of the present invention, conceptual diagrams of cross sections of organic EL elements are shown in FIGS. 1 includes a glass substrate (8), a transparent positive electrode layer (2), a hole injection layer (6), a hole transport layer (5), an organic EL layer (on the glass substrate (8)). 4) and an organic EL structure formed by laminating the negative electrode layer (1) in this order, an inner layer (10) made of a fluorine-containing elastomer, and an outer layer (9) made of another material. And a protective plate (7) provided on the negative electrode layer (1) side of the organic EL structure. The organic EL element of FIG. 2 includes an organic EL structure having the same configuration as FIG. 1 except that an electron injection layer (3) is provided between the negative electrode layer (1) and the organic EL layer (4), and a transparent It is composed of a plastic substrate (11), a sealing layer composed of the same two outer layers as in FIG. 1, and a plastic protective plate (12). The material of the plastic substrate (11) may be the fluorine-containing elastomer in the present invention. The positive electrode layer (2) is less affected by moisture, oxygen and the like than the other layers such as the negative electrode layer (1) and the organic EL layer. You may have.
[0009]
The fluorine-containing elastomer used in the present invention is an elastic polymer having a fluorine atom, and a temperature range in which the organic EL element is used, specifically 20 ° C. to 70 ° C., preferably 0 ° C. to 90 ° C., more preferably. Means -20 ° C to 120 ° C, particularly preferably -40 ° C to 120 ° C having rubber elasticity. Specifically, for example, what is called a crosslinked fluororubber, a thermoplastic fluororubber, a soft fluororubber resin or the like is meant.
[0010]
Specifically, such a fluorine-containing elastomer is chemically formed from a polymer block having a glass transition temperature of 20 ° C. or lower, preferably 0 ° C. or lower, particularly preferably −20 ° C. or lower, more preferably −40 ° C. or lower. Examples thereof include a crosslinked polymer or a block copolymer of the polymer block and a polymer block having a glass transition temperature of 70 ° C. or higher, preferably 90 ° C. or higher, particularly preferably 120 ° C. or higher.
[0011]
The sealing layer in the present invention is preferably formed using a solution or dispersion of a fluorine-containing elastomer. For this reason, the fluorine-containing elastomer is preferably one that can be dissolved or dispersed in a solvent. The fluorine-containing elastomer can be dissolved or dispersed in a solvent. When the fluorine-containing elastomer is a crosslinked elastomer formed by the reaction of a crosslinkable fluorine-containing polymer (elastomer precursor) and a crosslinking agent, this crosslinking property It also means that the mixture of the fluoropolymer and the crosslinking agent can be dissolved or dispersed in a solvent. By using this fluorine-containing elastomer solution or dispersion, it becomes very easy to form the sealing layer.
The solvent that can dissolve or disperse the fluorine-containing elastomer needs to be a solvent that does not adversely affect the organic EL structure in contact with the solvent. The present inventor has found a solvent comprising a fluorine-containing compound (hereinafter referred to as a fluorine-containing solvent) as a solvent that can dissolve or disperse the fluorine-containing elastomer and does not adversely affect the organic EL structure. As the fluorine-containing solvent, a fluorine-containing solvent having a fluorine content of 40% by mass or more is preferable, and a fluorine-containing solvent having a fluorine content of 60% by mass or more is particularly preferable. The most preferred fluorine-containing solvent is a solvent composed of a compound in which all of hydrogen atoms bonded to carbon atoms are substituted with fluorine atoms, that is, a perfluoro solvent.
[0012]
There are various methods for forming the fluorine-containing elastomer of the present invention as a sealing layer of an organic EL device, but typical forming methods are listed below.
(1) Coating method
For example, when the fluorine-containing elastomer is a thermoplastic elastomer, it is dissolved or dispersed in a fluorine-containing solvent to form a coating agent, and after coating the outer surface of the organic EL structure, the solvent is removed and sealed. It can be a layer. Examples of the method for removing the solvent include a method of drying under normal pressure or reduced pressure while heating as necessary.
(2) Crosslinking method
When a fluorine-containing elastomer is formed by a crosslinking method, an elastomer precursor before crosslinking and, if necessary, a crosslinking agent and a crosslinking catalyst are dissolved or dispersed in a fluorine-containing solvent together to form a coating agent. And the like, and coating the outer surface of the organic EL structure to remove the solvent (dry) and cross-link to form an elastomer. When the elastomer precursor is a liquid oligomer at room temperature, coating may be possible without dissolving or dispersing in a fluorine-containing solvent. In such a case, the solvent may not be used.
(3) Laminating method
Further, there is a method in which a fluorine-containing elastomer layer is formed on a support film in advance, and then this film is laminated on the outer surface of the organic EL structure. In this case, a sealing layer of a fluorine-containing elastomer can be formed on the organic EL structure by heating or pressing under reduced pressure if necessary.
(4) Vapor deposition method
It is also possible to form a sealing layer made of a fluorine-containing elastomer by vapor deposition. However, the elastomer is partially decomposed by heating at the time of vapor deposition, and a low molecular component generated thereby may act as a harmful substance and damage the organic EL structure.
[0013]
Among the above-described sealing layer forming methods, a coating method or a crosslinking method is preferable.
In a coating method or a crosslinking method using a fluorine-containing solvent, by using a fluorine-containing solvent having a fluorine content of 40 wt% or more, the organic EL structure is sealed with a fluorine-containing elastomer in a state in which damage to the organic EL structure is suppressed. A stop layer can be formed. In particular, the thermoplastic fluorine-containing elastomer does not use a low-molecular compound such as a crosslinking agent, so that there is no possibility that the unreacted low-molecular compound after sealing has an adverse effect on the organic EL structure.
[0014]
Examples of the fluorine-containing solvent that can be used in the present invention include aromatic compounds having a fluoroalkyl group or a fluoroalkylene group that may contain oxygen and / or hydrogen partially. Here, the “fluoroalkyl group or fluoroalkylene group which may partially contain oxygen and / or hydrogen” means that 50% or more, particularly 70% or more of the hydrogen atoms are fluorine atoms, and in addition to the fluorine atoms, chlorine atoms or The C1-C12 polyfluoroalkyl group or polyfluoroalkylene group which may have a hydrogen atom and may have an etheric oxygen atom.
In particular, a perfluoroalkyl group or a perfluoroalkylene group which may have 70% or more of hydrogen substituted with fluorine and optionally have an etheric oxygen atom is preferred, and when an etheric oxygen atom is present, it contains 2 to 4 carbon atoms. Those having a ratio of one oxygen atom are preferred. Among them, especially those in which all hydrogen is replaced with fluorine, or only the molecular terminal or side chain is CF 2 The thing of C1-C12 in which H group is contained is preferable.
[0015]
Specific examples of the aromatic compound having a fluoroalkyl group or a fluoroalkylene group that may partially contain oxygen and / or hydrogen include CF 3 (CF 2 ) n C 6 H 5 (Perfluoroalkyl) benzene, 1,3-bis (trifluoromethyl) benzene, 1,4-bis (trifluoromethyl) benzene, 1,4- (bistrifluoromethoxy) represented by (n is an integer of 1 or more) ) Polyfluoroaromatic compounds such as side chain fluorine-substituted benzene such as benzene, perfluorobenzene, and pentafluorobenzene.
[0016]
Examples of other solvents having a fluorine content of 40 wt% or more include the following compounds:
Polyfluorotrialkylamine compounds such as perfluorotributylamine and perfluorotripropylamine;
Perfluorohexane, perfluorooctane, perfluorodecane, perfluorododecane, perfluoro (2,7-dimethyloctane), perfluoro (2,5-dimethylhexane), 2H, 3H-perfluoropentane, 1H-perfluorohexane, 1H-perfluorooctane, 1H -Perfluorodecane, 1H, 4H-perfluorobutane, 1H, 1H, 1H, 2H, 2H-perfluorohexane, 1H, 1H, 1H, 2H, 2H-perfluorooctane, 1H, 1H, 1H, 2H, 2H-perfluorodecane, 3H, 4H-perfluoro (2-methylpentane), 2H, 3H-perfluoro (2-methylpentane), 1,1-dichloro-2,2,3,3,3-pentafluoropropane, 1,3-dichloro- 1,1,2,2,3 Pentafluoropropane, polyfluoroalkanes compounds such as 1,1-dichloro-1-fluoroethane;
[0017]
Polyfluoroolefin compounds such as (perfluoro-n-octyl) ethylene, (perfluoro-n-hexyl) ethylene, (perfluoro-n-butyl) ethylene, hexafluoropropene dimer, hexafluoropropene trimer; Polyfluorocycloalkane compounds such as decalin, perfluorocyclohexane, perfluoro (1,3,5-trimethylcyclohexane), perfluoro (dimethylcyclobutane);
Polyfluoroalicyclic ether compounds such as perfluoro (2-butyltetrahydrofuran);
[0018]
CF 3 (CF 2 ) n OCH 3 (N = an integer from 3 to 10), CF 3 (CF 2 ) n OCH 2 CH 3 (N = an integer from 3 to 10), CF 3 (CF 2 ) n OCH 2 CF 3 (N = an integer from 3 to 10), CF 3 (CF 2 ) n OCHFCH 3 (N = an integer from 3 to 10), CF 3 (CF 2 ) n OCF 2 CF 2 H (n = integer of 3 to 10), CH 3 OCF 2 CF 2 H, CF 3 CFHCF 2 OCH 3 , Iso-C 4 F 9 OCH 3 , Iso-C 4 F 9 OCH 2 CF 3 , Iso-C 4 F 9 OCHFCF 3 , Iso-C 4 F 9 OCF 2 CF 2 H, iso-C 4 F 9 OCH 2 CH 3 ,
CH 3 OCH (CF 3 ) 2 , CF 3 (CF 2 ) 2 CH 2 OCH 3 , CF 3 (CF 2 ) 2 OCH 2 CF 2 CHF 2 , CF 3 (CF 2 ) 2 OCH 2 CF 2 CF 3 , Cyclo-C 6 F 11 OCH 3 Hydrofluoroethers such as;
[0019]
CF 3 (CF 2 ) n (CH 2 ) m OH, (CF 3 ) 2 CF 2 (CF 2 ) n (CH 2 ) m OH, HCF 2 (CF 2 ) n (CH 2 ) m OH (n is an integer of 0 or more, m is an integer of 1 or more, provided that the fluorine content is 40 wt% or more),
(CF 3 ) 2 CHOH, (CF 3 ) 3 Fluorine-containing alcohols such as COH;
Polyfluoro ketones such as perfluoro (diisopropyl ketone) can be mentioned, but are not limited thereto.
[0020]
The fluorine-containing solvent in the present invention is preferably a polyfluoroalkane compound containing no fluorine other than fluorine, hydrofluoroethers, perfluoroalkylbenzene, etc. having a fluorine content of 40 wt% or more, and particularly those having a fluorine content of 60 wt% or more. Fluorine-containing compounds are preferred.
[0021]
The thermoplastic fluorine-containing elastomer in the present invention will be described.
The fluorine-containing elastomer of the present invention is preferably a fluorine-containing elastomer that can be dissolved or dispersed in a fluorine-containing solvent having a fluorine content of 40 wt% or more. The chemical structure is not particularly limited, but a thermoplastic elastomer can be preferably used in the present invention. Thermoplastic elastomers are preferred because they generate less harmful low molecular compounds due to side reactions that can occur during chemical crosslinking. Examples of such a fluorine-containing elastomer include a linear or comb-shaped block copolymer. Furthermore, star-shaped or radial block copolymers can also be used in the present invention.
[0022]
A block copolymer has a block component having a glass transition temperature higher than the operating temperature range (hereinafter simply referred to as “component having a higher glass transition temperature”) and a block component having a glass transition temperature lower than the operating temperature range (hereinafter simply referred to as “ A component having a low glass transition temperature). The linear block copolymer is a copolymer having a structure in which one or more of both block components are alternately arranged. A comb block copolymer is a copolymer having a structure in which one block component is a main chain, the other block component is a side chain, and a number of side chains are bonded to the main chain.
[0023]
Examples of the block component having a high glass transition temperature include the following.
A-1. Polymer with aromatic ring in main chain skeleton
Specifically, for example, aromatic polyester, aromatic polyether such as poly-2,6-dimethylphenylene oxide, polyphenylene ether ketone, polyphenylene ether ether ketone, polyphenylene ether sulfone, polyphenylene sulfide, polyimide, polyether imide, Examples thereof include polyamide and polybenzimidazole.
Among them, a part or all of hydrogen in an aromatic ring as a structural unit is substituted with a fluorine and / or a polyfluoroalkyl group, or a group connected with a polyfluoroalkylene group, specifically, for example, The fluorine-containing aromatic polymer which has a fluorine-containing aromatic ring as a structural unit as shown in above is preferable at the solubility to a fluorine-containing solvent.
[0024]
[Chemical 1]
Figure 2004039317
[0025]
In the above chemical formula, Rf represents a fluoroalkyl group which may partially contain oxygen and / or hydrogen having 1 to 12 carbon atoms, and 50% or more, particularly 70% or more of the hydrogen atoms are substituted with fluorine atoms. The remainder may have a chlorine atom or hydrogen atom other than a fluorine atom and may have an etheric oxygen atom. In particular, a perfluoroalkyl group which may have 70% or more of hydrogen substituted with fluorine and optionally have an etheric oxygen atom is preferable. When an etheric oxygen atom is present, 1 to carbon atom per 4 carbon atoms Those having a ratio of 1 to 2 are preferred. Among them, especially those in which all hydrogen is replaced with fluorine, or only the molecular terminal or side chain is CF. 2 A group having 1 to 12 carbon atoms to which a fluorine group is bonded and all other groups are preferable.
[0026]
Specific examples of preferred Rf groups include CF 3 (CF 2 ) n ,
HCF 2 (CF 2 ) n CF 3 O, CF 3 (CF 2 ) 2 (OCF (CF 3 )) n OCF (CF 3 , (Where n is an integer from 0 to 11).
Polymers in which the above aromatic units are 80% or more, particularly preferably 100% of the total aromatics are preferred. As the polymer, a polymer in which aromatic units are directly linked or a polymer in which an ether bond or a carbonyl bond is bonded is particularly preferable because of its stability and ease of synthesis.
[0027]
These preferred polymers can be synthesized by a known method, and the following documents can be exemplified as a method for synthesizing a polymer having a particularly high fluorine content.
1. J. et al. Polym. Sci. Part A: Polym. Chem. Vol30 (1992) p1675
2. JP-A-10-158391 and JP-A-10-158382
[0028]
A block in which a fluorinated aromatic ring is linked with a perfluoroalkylene group, a solvent-soluble fluorinated polyimide, or a fluorinated polybenzimidazole block can also be used as a block having a high glass transition temperature.
[0029]
A-2. Polymer having addition polymerization structure of fluorine-substituted ethylenically unsaturated compound in main chain skeleton
Tetrafluoroethylene, hexafluoropropylene, trifluoroethylene, chlorotrifluoroethylene, perfluorocyclopentene, perfluoro (3-butenyl vinyl ether), perfluoro (allyl vinyl ether), perfluoro (2,2-dimethyl-1,3-dioxole), Perfluoro (1,3-dioxole), perfluoro (2-methylene-4-methyl-1,3-dioxolane), perfluoro (3,5-dioxa-1,6-heptadiene), vinylidene fluoride, vinyl fluoride, 1 , 2 Difluoroethylene, dichlorodifluoroethylene, etc., and / or copolymers.
Among these, amorphous polymers are particularly preferable from the viewpoint of solubility in fluorine-containing solvents. In particular, perfluoro (3-butenyl vinyl ether), perfluoro (allyl vinyl ether), perfluoro (2,2-dimethyl-1,3-dioxole), perfluoro (1,3-dioxole) in that the glass transition temperature can be increased. , At least one selected from cyclic monomers such as perfluoro (2-methylene-4-methyl-1,3-dioxolane) and perfluoro (3,5-dioxa-1,6-heptadiene) and / or cyclopolymerization monomers A homopolymer and / or copolymer having a monomer as an essential component is preferred. Particularly preferred are perfluoro (3-butenyl vinyl ether), homopolymers of perfluoro (2,2-dimethyl-1,3-dioxole) and / or copolymers with tetrafluoroethylene. A functional group may exist at the end of these polymers, and the presence of this functional group is effective in improving the adhesion of the polymer.
[0030]
Examples of the block component having a low glass transition temperature include the following structures. B-1. Reactive sites introduced at the molecular ends of perfluoropolyethers containing as a main component a repeating unit represented by the following general formula
-(CF 2 -CF (CF 3 -O) n
-(CF 2 -CF 2 -O-) n
-(CF 2 -CF 2 -O-) n -(CF 2 O) m
-(CF 2 -CF (CF 3 -O) n -(CF (CF 3 O) m
-(CF 2 -CF 2 -CH 2 -O) n
-(CF 2 -CF 2 -CF 2 -O) n
[0031]
B-2. A reactive site introduced at the molecular terminal of a homopolymer or copolymer of a fluorine-containing monomer represented by the following (formula 1) to (formula 3)
[0032]
[Chemical formula 2]
RfOCF = CF 2 (Formula 1)
RfCH 2 OCF = CF 2 (Formula 2)
RfCF = CH 2 (Formula 3)
[0033]
In the formula, Rf represents a polyfluoroalkyl group which may have an etheric oxygen atom between carbon atoms. This polyfluoroalkyl group has two or more fluorine atoms, and may have a halogen atom or a hydrogen atom other than the fluorine atom. 1-15 are suitable for carbon number of a polyfluoroalkyl group, and 2-12 are preferable. The polyfluoroalkyl group may have a halogen atom other than a fluorine atom or a hydrogen atom. The etheric oxygen atom can exist between carbon atoms of the polyfluoroalkylene group, and the number of oxygen atoms is preferably 1 to 1 to 4 carbon atoms.
[0034]
As the copolymer, a fluorine-containing monomer represented by (Formula 1) to (Formula 3) is an essential component, and tetrafluoroethylene, hexafluoropropylene, trifluoroethylene, chlorotrifluoroethylene, vinylidene fluoride, Vinyl fluoride, 1,2-difluoroethylene, dichlorodifluoroethylene, perfluorocyclopentene, perfluoro (3-butenyl vinyl ether), perfluoro (allyl vinyl ether), perfluoro (2,2-dimethyl-1,3-dioxole), perfluoro ( 1,3-dioxole), perfluoro (2-methylene-4-methyl-1,3-dioxolane), perfluoro (3,5-dioxa-1,6-heptadiene), etc. Examples of polymers obtained by polymerization Kill.
[0035]
In this case, the content of the fluorine-containing monomer represented by the above (formula 1) to (formula 3) is 10 mol% or more, preferably 30 mol% or more, particularly preferably 50 mol% or more, so that the elastomer having a low glass transition temperature is contained. Is preferable. In addition, from the viewpoints of solubility in a fluorine-containing solvent, chemical stability, and the like, it is preferable that all of hydrogen bonded to carbon in Rf is substituted with fluorine.
[0036]
B-3. Homopolymer of vinylidene fluoride or copolymer thereof
Vinylidene fluoride as an essential component, tetrafluoroethylene, hexafluoropropylene, trifluoroethylene, chlorotrifluoroethylene, and fluorine-containing monomers represented by (Formula 1) to (Formula 3) listed in B-2 above , Vinyl fluoride, 1,2-difluoroethylene, dichlorodifluoroethylene, perfluorocyclopentene, perfluoro (3-butenyl vinyl ether), perfluoro (allyl vinyl ether), perfluoro (2,2-dimethyl-1,3-dioxole), perfluoro And a fluorine-containing vinyl compound such as (1,3-dioxole), perfluoro (2-methylene-4-methyl-1,3-dioxolane), perfluoro (3,5-dioxa-1,6-heptadiene) Polymer obtained by copolymerization.
In this case, the vinylidene fluoride content is preferably 10 to 90 mol%, preferably 20 to 80 mol%, in order to obtain an elastomer having a low glass transition temperature, and further contains hexafluoropropylene as a copolymerization component. preferable.
[0037]
B-4. A block in which a homopolymer or a copolymer of B-2 and B-3 having a degree of polymerization of 1 to 10 alone is reactive and / or chain-extended with the polymer of A is also included. Can be mentioned.
[0038]
Among these, all of hydrogen bonded to carbon in tetrafluoroethylene and / or chlorotrifluoroethylene in B-1 and B-2 and Rf in (Formula 1) is substituted with fluorine. Copolymers with fluorine monomers, vinylidene fluoride in B-3 and hexafluoropropylene and / or fluorine-containing monomers of the above (formula 1) to (formula 3) copolymerized with tetrafluoroethylene if necessary This is preferable from the viewpoints of solubility in a fluorine-containing solvent and low glass transition temperature.
[0039]
The block copolymer of the polymer having a high glass transition temperature and the polymer having a low glass transition temperature exemplified above can be synthesized by a known method. Specific examples are shown below in (a) to (c).
[0040]
(A) A method in which both block components have a reactive site and a block copolymer is synthesized by the reaction.
Known methods can be used for introduction of reaction sites and reaction methods of reaction sites. Regarding the introduction of the reaction site, for example, in the case of B-1, those synthesized by an oxidation reaction of tetrafluoroethylene or hexafluoropropylene with oxygen can be obtained in which the terminal is a COF group. A method of treating this with a compound having an amino group, a hydroxyl group, a mercapto group, etc., or a method of making a COOH group or a hydroxyl group terminal by utilizing hydrolysis or a reduction reaction, or introducing a reactive site at the terminal or chain extension. A reactive site can be introduced at the terminal while increasing the molecular weight by the reaction.
Specific examples include JP-A-62-120335, JP-B-50-7054, JP-A-60-34924, U.S. Pat. No. 3,845,051, U.S. Pat. No. 3,317,484, JP-A-2-202919, and JP-A-4-85328. JP-A-8-199070 and the like. Specific compounds include perfluoropolyethers such as “Fomblin Zdol” (trade name) and “Fomblin Zdiac” (trade name) manufactured by AUSHIMON Co., Ltd., allyl-terminated perfluoropolyether, triazine chain extended perfluoropolyether, and the like. .
When a polymer is obtained by polymerization of the vinyl compounds A-2, B-2, and B-3, a method of copolymerizing a monomer having a reactive site, an iodine transfer polymerization method (details are described in (b) below) and a reaction A method of treating a molecular terminal by a known method, if necessary, after synthesizing a polymer by a method such as a polymerization initiator having a reactive site and / or a polymer type polymerization initiator (described in detail in (c) below). It can be illustrated as a method for introducing a site.
When utilizing the condensation reaction of the aromatic polymer of A-1, it is possible to introduce a reactive site at the terminal by a known method.
[0041]
A block copolymer synthesis reaction by reaction of each reactive site of two or more polymers can also be performed by a known method. Specific examples are listed below, but are not limited thereto.
(I) A method of synthesizing a block copolymer via an ether bond by condensing a polymer having a site in which an aromatic ring hydrogen bond is substituted with a halogen as a reactive site and a polymer having a hydroxyl group at the terminal.
(Ii) A method of synthesizing a block copolymer by reacting two or more kinds of polymers having a hydroxyl group terminal simultaneously or sequentially with a compound having two or more isocyanates, epoxy groups, alkyl halides, etc. in the molecule. . Alternatively, a method of converting a polymer having a hydroxyl terminal to a block copolymer via an ether bond by a tosylation reaction or a condensation reaction using sulfuric acid.
(Iii) A method in which a polymer having a carbonyl halide and / or a carboxyl group is made into a block copolymer using a compound having two or more amino groups in the molecule is exemplified.
[0042]
(B) A method of sequentially synthesizing a block copolymer using iodine transfer polymerization using a fluorine-containing monomer.
In this case, for example, a method of polymerizing the monomer exemplified in (A-2) after polymerizing the monomer exemplified in (B-2) or (B-3) in the presence of a perfluoroalkylpolyiodine compound, (B-1) It can also be obtained by iodination at the end of the skeleton to form an iodine transfer polymerization initiator and polymerize a vinyl compound having a high glass transition temperature in the presence of this compound. Specific examples thereof include, for example, Polymer Papers Vol. 49, no. 10 (1992) P765.
[0043]
(C) Polymer type peroxide (for example, Japanese Patent Publication No. 55-33446), a method using a vinyl compound having polymerization initiation activity (for example, Japanese Patent Laid-Open No. 5-194625, Japanese Patent Laid-Open No. 8-67717, Japanese Patent Laid-Open No. 8-67720), etc. Is mentioned.
[0044]
In addition, as a method for forming a layer comprising a fluorine-containing elastomer in the present invention, only the fluorine-containing polymer having a reactive site having a low glass transition temperature is included together with a crosslinking agent capable of crosslinking by reacting with the reaction site. It is also possible to form a fluorine-containing elastomer layer having rubber elasticity by dissolving and / or dispersing in a fluorine solvent and crosslinking the fluorine-containing polymer before and / or after coating. The crosslinking agent has two or more functional groups, and known types of functional groups that can react with the reactive site of the fluoropolymer can be used. For example, an isocyanate compound or a polyepoxy compound is used for a fluorine-containing polymer having a hydroxyl group, and a fluorine-containing polymer having an epoxy group is a compound having an amino group, a carboxyl group, a mercapto group, or the like, or light and / or heat. An epoxy curing agent that generates an acid is used. The fluorine-containing polymer having a hydrolyzable silicon group uses a curing catalyst (such as an organic tin compound or an organic acid titanium salt) that can condense and cure the hydrolyzable silicon group, and contains a terminal unsaturated group. For the fluoropolymer, a radical initiator or a silicon hydride compound (and an addition reaction catalyst if necessary) is used, but it is not limited thereto.
[0045]
The fluorine-containing polymer having a reactive site for producing a fluorine-containing elastomer can be obtained by a known method (reprecipitation washing, purification by column chromatography, heat treatment, etc.) during and / or at the end of the polymerization / synthesis process. It is preferable that the component, the polymerization initiator and the like are removed. In particular, heat treatment at a temperature of 200 ° C. or higher, preferably 250 ° C. or higher, more preferably 300 ° C. or higher after polymerization is a preferable processing method because low-molecular unstable components can be decomposed and removed.
[0046]
In addition, fluorination treatment of the fluorine-containing elastomer with fluorine gas means that, for example, perfluoroelastomer finally perfluorinates end groups generated during reaction and / or polymerization, and at the same time, all impurities contained in the elastomer are fluorinated. This is a preferable pretreatment because it can be decomposed and removed by energy. Fluorine-containing elastomers that are not perfluoro have improved fluorine content, improved stability and solubility in fluorine-containing solvents, and can be expected to have the same effects as expected when fluorinating perfluoroelastomers. Therefore, this is a preferred pretreatment method.
[0047]
In addition, the fluorine-containing elastomer solution or dispersion is provided with a known adhesion imparting agent such as a silane coupling agent or an epoxy compound in order to improve adhesion to the substrate, the organic EL structure, the upper resin layer, and the like. A small amount may be added.
[0048]
The method for coating the organic EL structure with a solution of these fluorine-containing elastomers dissolved or dispersed in a fluorine-containing solvent is not particularly limited, but spin coating, die coating, blade coating, screen printing, inkjet, spray coating, curtain coating, etc. These known methods can be used. However, in the case of taking out and mounting the electrode wiring, for example, when further laminating a synthetic resin layer on the fluorine-containing elastomer layer, in the case of securing the adhesion part of the substrate and the synthetic resin layer in order to ensure adhesion, The fluorine-containing elastomer layer is preferably coated only on the upper part of the organic EL structure. In this case, spin coating is used on the entire surface, and after coating, the fluorine-containing elastomer layer is removed mechanically and / or with a laser, etc., excluding a predetermined position, a selective coating method of a specific area by an ink jet method, die coating, etc. A method of processing and coating only a specific area, a method of coating only a specific area using a mask in spray coating, curtain coating and the like are preferable.
[0049]
The thickness of the fluorine-containing elastomer layer is not particularly limited, but if it is too thin, the surface protection effect and / or the stress relaxation effect when a synthetic resin layer or the like is laminated on the upper layer is not preferable. On the other hand, if the thickness is too thick, the total stress of the fluorine-containing elastomer layer itself is increased, which may affect the organic EL structure, or may cause problems such as incomplete drying after coating. Preferably they are 10 nm-2 mm, More preferably, they are 50 nm-500 micrometers, Most preferably, they are 0.1 micrometer-100 micrometers.
[0050]
Further, as the sealing layer in the present invention, the outer surface of the fluorine-containing elastomer layer is further coated with other organic compounds, metals, metal oxides and / or nitrides, inorganic oxides and / or nitridized for the purpose of moisture resistance and device protection. An outer layer made of a product, a synthetic resin layer, or the like can be provided. A glass plate, a plastic film or the like may be further installed outside the sealing layer. Even in such a case, by inserting the fluorine-containing elastomer layer, the linear expansion difference and stress between the outer layer of the sealing layer such as the synthetic resin layer and the glass plate and the lower organic EL structure layer are relieved, and the element Can emit light stably. Specifically, a method of bonding a glass plate, a plastic plate or the like through a sealing layer outer layer made of a synthetic resin is preferable from the viewpoint of mechanical protection and moisture resistance. In addition, a structure in which a synthetic resin layer and an inorganic and / or metal layer are sequentially laminated on a fluorine-containing elastomer layer can be said to be a preferable method from the viewpoint of thinning of the element and moisture resistance.
[0051]
Examples of the synthetic resin layer that is a material of the outer layer of the sealing layer include general photo-curing resins, thermoplastic resins, and thermosetting resins. Among these, in the case of a curable resin, a thermal or photocationic curing epoxy resin and / or an oxetane resin is preferable from the viewpoint of outgassing. A thermoplastic resin is also preferable because it has few problems such as by-products due to the curing reaction. In this case, it is preferable to coat a thermoplastic resin that is soluble in a solvent with a coating because it can be uniformly coated at a low temperature. Moreover, it can be said that a thermoplastic resin soluble in a hydrocarbon solvent or a fluorine-containing solvent having a fluorine content of 40 wt% or more is preferable as a solvent in this case from the viewpoint of the influence of the solvent on the organic EL structure.
[0052]
As the organic EL layer sandwiched between the two electrode layers, a known one can be used. A specific structure is exemplified by an organic EL layer sandwiched between a transparent electrode layer and a back electrode layer. A TFT array is formed on one of the electrodes, a color filter or blue light emission is formed on the transparent electrode. In the case of this element, a blue conversion filter may be installed. These structures are formed on a metal substrate or metal film such as a glass substrate, a plastic substrate, a plastic film, or silicon.
[0053]
One of the two electrodes is a negative electrode (electron injection electrode), the other is a positive electrode (hole injection electrode), and at least one is a transparent electrode.
As a material for the transparent electrode layer usually used as a positive electrode, an indium tin oxide (ITO) thin film, tin oxide doped with antimony or fluorine, zinc oxide doped with a group 3B element, or the like can be used. In addition, metals such as gold having a large work function, inorganic compound conductive materials such as copper iodide, conductive organic compounds such as poly (3-methylthiophene), poly (3,4-ethylenedioxythiophene), polypyrrole, and polyaniline It may be composed of a volatile substance, those doped with polystyrene sulfonic acid, paratoluene sulfonic acid, Lewis acidic metal, or the like.
This electrode is generally prepared by a vacuum deposition method, a sputtering method, etc. In the case of an organic compound conductive material, a solution with an appropriate binder is applied on a substrate, or electropolymerization is performed. By doing so, a thin film can be produced directly on the substrate. The thickness of the anode depends on the required transparency, but is selected so that the visible light transmittance is 60% or more, preferably 80% or more. Usually, this film thickness is about 5 to 1000 nm, preferably 10 to 500 nm.
[0054]
An organic EL layer is laminated on the positive electrode layer, and a second electrode layer is laminated on the organic EL layer. The second electrode layer is usually a negative electrode, and low work function metals such as Li, Na, Cs, Ca, Mg and / or their oxides, hydroxides, fluorides, chlorides, etc. are used as Al, Ag, etc. It consists of materials such as those laminated or alloyed with low resistance metals. The negative electrode is formed in a predetermined shape, orthogonal stripes, or the like so as to face the positive electrode. The above positive electrode, negative electrode, and organic EL layer sandwiched between them form a basic organic EL structure.
[0055]
When using a negative electrode as a transparent electrode, it is common to use the low work function metal. In this case, the negative electrode layer is made thin to the extent that light transmittance can be secured, and an auxiliary electrode or the like is used in combination if necessary. Is preferred.
A hole injection layer or a hole transport layer may be provided between the organic EL layer and the positive electrode layer, and an electron transport layer or an electron injection layer may be provided between the organic EL layer and the negative electrode layer. . In these layers, unnecessary ones may be omitted from the required characteristics of the organic EL layer, and the order of the layer configuration may be changed.
[0056]
As a specific material for the hole transport layer, a material having a low hole injection barrier from the electrode and a high hole mobility can be used. A known hole transport material can be used as such a material. For example, N, N′-diphenyl-N, N′-bis (3-methylphenyl) -1,1′-biphenyl-4,4′-diamine or 1,1′-bis (4-di-p-tolyl) Aromatic diamine compounds such as aminophenyl) cyclohexane, and hydrazone compounds disclosed in JP-A-2-315991 can be used. In addition, polymer materials such as poly-N-vinylcarbazole and polysilane can be preferably used (Appl. Phys. Lett., 59, 2760 (1991)). In addition, organic compound conductive materials such as poly (3-methylthiophene), poly (3,4 ethylenedioxythiophene), polypyrrole, and polyaniline shown in the positive electrode material, polystyrenesulfonic acid and paratoluenesulfonic acid, A material doped with a Lewis acid metal or the like can also be used. Furthermore, the material used for the positive hole injection layer mentioned later can also be used.
[0057]
As a material for the hole transport layer, not only the above organic substances but also inorganic substances such as metal chalcogenides, metal halides, metal carbides, nickel oxides, lead oxides, copper iodides, p-type compound semiconductors, p Type hydrogenated amorphous silicon, p type hydrogenated amorphous silicon carbide, and the like can also be used. In addition, a layer can be formed by mixing these hole transport materials.
[0058]
In order to improve the heat resistance and thin film uniformity of the hole transport layer, a binder resin that is unlikely to trap holes can be mixed and used. Examples of such a binder resin include polyethersulfone, polycarbonate, and polyester. The content of the binder resin is preferably 10 to 50% by weight which does not decrease the hole mobility. In the case of using either an organic substance or an inorganic substance, the thickness of the hole transport layer is usually 10 to 200 nm, preferably 20 to 80 nm.
[0059]
A hole injection layer may be provided between the positive electrode and the hole transport layer in order to prevent leakage current, reduce a hole injection barrier, improve adhesion, and the like. As such a material, 4,4 ′, 4 ″ -tris {N- (3-methylphenyl) -N-phenylamino} triphenyl which is a derivative of triphenylamine as seen in JP-A-4-308688 Amine (hereinafter abbreviated as “MTDATA”), 4,4 ′, 4 ″ -tris {N, N-diphenylamino} triphenylamine (hereinafter abbreviated as “TDATA”), tris (4-bromophenyl) amine salt A polymer having a triphenylamine-4,4′-diyl unit, copper phthalocyanine, or the like can be preferably used. The film thickness when this layer is provided is preferably 5 to 100 nm.
As a material for the electron transport layer, a substance having a high electron affinity and a high electron mobility is preferable. Examples of such a material include tris (8-quinolinolato) aluminum (Alq 3 ) And other quinoline derivatives such as organometallic complexes having quinolinol or its derivatives as ligands, oxadiazole derivatives, perylene derivatives, pyridine derivatives, pyrimidine derivatives, quinoxaline derivatives, diphenylquinone derivatives, nitro-substituted fluorene derivatives, Distyryl biphenyl derivatives (DPVBi), oxadiazole derivatives, bistyl anthracene derivatives, benzoxazole thiophene derivatives, thiazoles, and the like can be used. The electron transport layer may also serve as an organic EL layer described later. In such a case, it is preferable to use tris (8-quinolinolato) aluminum or the like.
[0060]
The material of the organic EL layer may contain a light emitting substance that itself emits light and may be formed of the light emitting substance alone. In addition, a material having an electron transporting property and / or a hole transporting property, which may or may not emit light, may be used as a host material, and the light emitting material may be used as a dopant. Examples of such luminescent materials include laser dyes such as tetraphenylbutadiene, styryl dyes, stilbene dyes, oxazole dyes, cyanine dyes, xanthene dyes, oxazine dyes, coumarin dyes, acridine dyes, and anthracene dyes. Aromatic hydrocarbon materials such as derivatives, naphthacene derivatives, pentacene derivatives, pyrene derivatives, perylene derivatives, 4-dicyanomethylene-2-methyl-6-p-dimethylaminostyryl-4H-pyran derivatives, europium complexes, etc. . The concentration of such a doped organic material is preferably 0.01 to 20 mol% in the organic EL layer. Examples of the polymer type material include π and / or σ conjugated polymers such as polyphenylene derivatives, polyfluorene derivatives, polythiophene derivatives, polysilane derivatives, polyarylene vinylene derivatives and the like, and block and / or random copolymers thereof. Can be mentioned. Further, a predetermined amount of the light emitting substance may be added to these polymer type materials. Moreover, when the said hole transport layer and / or electron transport layer itself have luminescent property, these layers can be considered as an organic EL layer from fulfill | performing the function as an organic EL layer.
[0061]
When the electron transport layer and the negative electrode layer are in contact, an electron injection layer may be further inserted at this interface. By providing the electron injecting layer, it is possible to reduce the driving voltage, improve the light emission efficiency, and extend the life. This interface layer has the effect of facilitating electron injection from the negative electrode and the effect of increasing the adhesion to the negative electrode.
Such materials include alkali metal fluorides, alkaline earth metal fluorides represented by lithium fluoride (Appl. Phys. Lett., 70, 152 (1997)), magnesium oxide, strontium oxide, oxidation There are oxides such as aluminum and barium oxide. When such an interface layer material is an insulator, the film thickness to be used is a thin film of 5 nm or less, and it is considered that tunnel injection of electrons from the negative electrode is possible by setting it to 2 nm or less. In the case of a non-insulator, it may be within a range that does not impair the effect at 100 nm or less.
Each of the above-described layers may be formed of a plurality of layers as long as it functions as an organic EL element, or another layer may be sandwiched between them. As a manufacturing method of each of these layers, various known methods such as a vacuum deposition method, a dip method, a spin coating method, an ink jet method, a curtain coating method, a gravure printing method, a die coating method, an LB method, and a CVD method can be applied.
[0062]
【Example】
Examples of the present invention are shown below, but the present invention is not limited to the following.
[0063]
Synthesis example 1
Decafluorobiphenyl 5 mol and 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) hexafluoropropane 4 mol were condensed to obtain an oligomer having a terminal decafluorobiphenyl.
[0064]
Synthesis example 2
Polymer 1
The oligomer obtained in Synthesis Example 1 and the terminal trimethylsilyl etherification product of “FomlinZdol-4000” (perfluoropolyether) manufactured by AUSHIMONT and hexafluorobenzene at a molar ratio of 1: 2: 1 using cesium fluoride in a DMF solvent as a catalyst. An elastomer was obtained by heating reaction.
The obtained elastomer was washed with 1,3- (bistrifluoromethyl) benzene-water system and heated at 250 ° C. for 2 hours in air to purify the elastomer.
This elastomer maintained rubber elasticity in the range of -60 ° C to 140 ° C. This elastomer was dissolved in a 1: 9 mixed solvent of 1,3- (bistrifluoromethyl) benzene and perfluorotributylamine to obtain a solution.
[0065]
Polymer 2
While feeding tetrafluoroethylene and perfluoro (2,2-dimethyl-1,3-dioxole) at a molar ratio of 35:65 in the presence of iodinated terminal of perfluoropolyether (molecular weight about 4,000). Polymerization was performed to synthesize an ABA type block copolymer having a molecular weight of about 15,000. The obtained elastomer exhibited rubber elasticity at -60 ° C to 160 ° C. The obtained polymer was heated at 320 ° C. for 2 hours in air and then dissolved in perfluorooctane, washed with water, dried and purified, and again dissolved in perfluorooctane to obtain an elastomer solution.
[0066]
Polymer 3
In the presence of 1,4-diiodooctafluorobutane, tetrafluoroethylene and perfluoro (vinyl ether) are polymerized to a random copolymer (molecular weight of about 15,000) in a 3: 7 mol ratio, and then perfluoro (3-butyl Tenenyl vinyl ether) and CF 2 = CFO (CF 2 ) 3 COOCH 3 The ABA block polymer was synthesized by polymerizing a mixture with a molar ratio of 99: 1 to a molecular weight of about 20,000. The obtained elastomer exhibited rubber elasticity at -20 ° C to 110 ° C. The obtained polymer was heated at 320 ° C. for 2 hours, dissolved in 1H, 1H, 2H-perfluoro-1-decene, washed with water and dried to be purified to 1H, 1H, 2H-perfluoro-1-decene. A dissolved solution was obtained.
[0067]
Polymer 4
Polymerization was performed while feeding vinylidene fluoride and hexafluoropropylene at a molar ratio of 78:22 in the presence of 1,4-diiodooctafluorobutane to obtain a polymer having a molecular weight of 150,000. Next, tetrafluoroethylene and perfluoro (2,2-dimethyl-1,3-dioxole) are continuously fed at a molar ratio of 40:60 in the presence of this polymer to synthesize a block copolymer having a molecular weight of about 20,000. did. The obtained elastomer exhibited rubber elasticity at -20 ° C to 150 ° C. The obtained polymer was heated at 300 ° C. for 2 hours and then dispersed in 1-methoxyperfluorooctane, washed with water and dried over magnesium sulfate to obtain a dispersion of 1-methoxyperfluorooctane.
[0068]
Polymer 5
Photo-curable epoxy resin (XNR5516 manufactured by Nagase ChemteX Corporation)
[0069]
Organic EL structure creation example 1
ITO was vapor-deposited on a glass substrate so as to have a film thickness of 200 nm to form a positive electrode layer (sheet resistance 7Ω / □). On this anode, copper phthalocyanine was deposited to a thickness of 20 nm as a hole injection layer by a vacuum deposition method, and then α-NPD shown below was deposited to a thickness of 40 nm to form a hole transport layer. Alq was co-attached to a film thickness of 60 nm using a different boat to form an organic EL layer. Finally, Mg and Ag were co-evaporated to form a MgAg (10: 1) negative electrode alloy layer having a thickness of 200 nm to produce an organic EL structure.
[0070]
[Chemical Formula 3]
Figure 2004039317
[0071]
Organic EL structure creation example 2
ITO was vapor-deposited with a film thickness of 200 nm on a glass substrate to form a positive electrode layer (sheet resistance 7Ω / □). On the positive electrode layer, the hole transport layer 5 was formed by vapor-depositing the copper phthalocyanine to a thickness of 20 nm and then depositing 9 PPD to a thickness of 40 nm by vacuum deposition. Subsequently, the above-mentioned Alq and rubrene were co-evaporated to a film thickness of 60 nm using different boats to form the organic EL layer 4. Next, LiF was deposited to a thickness of 0.5 nm, and finally, Al was deposited to a thickness of 200 nm to form a negative electrode to produce an organic EL structure.
[0072]
Example 1
On the negative electrode layer of the organic EL structure obtained in Organic EL structure preparation example 1, a solution of polymer 1 was spin-coated and then dried under reduced pressure at 100 ° C. for 1 hr to form a film having a thickness of 5 μm. Then, a glass plate coated with polymer 5 to a thickness of 50 μm was bonded to the surface of polymer 5 and irradiated with UV to cure and seal polymer 5. The light emitting surface of the organic EL device was observed after storing the obtained device under nitrogen at 60 ° C. for 500 hr. The area of the non-light emitting portion was about 5%.
[0073]
Comparative Example 1
In Example 1, the glass substrate coated with the polymer 5 to a thickness of 50 μm was bonded to the organic EL structure without using the polymer 1, and the polymer 5 was cured by sealing with UV irradiation. When the light emitting surface of the device was observed after storing the obtained device under nitrogen at 60 ° C. for 500 hours, the area of the non-light emitting portion increased to 30%.
[0074]
Examples 2, 3, 4
A solution of polymers 2, 3, and 4 was spin coated on the organic EL structure negative electrode layer obtained in Organic EL structure preparation example 2, and then dried at 120 ° C. for 1 hr under reduced pressure to form a film having a thickness of 10 μm. did. Next, a glass plate coated with a polymer 5 to a thickness of 50 μm was bonded to each polymer-coated surface and irradiated with UV to cure and seal the polymer 5. When the obtained device was stored at 100 ° C. under nitrogen for 1 day and the light emitting surface of the device was observed, the area of the non-light emitting portion was about 1%.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a conceptual diagram showing a cross section of an organic EL device of the present invention.
FIG. 2 is a conceptual diagram showing a cross section of another example of the organic EL element of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Negative electrode layer (back electrode layer)
2 Positive electrode layer (transparent electrode layer)
3 Electron injection layer
4 Organic EL layers
5 Hole transport layer
6 Hole injection layer
7 Glass protective plate
8 Glass substrate
9 UV curable resin layer (outer layer of sealing layer)
10 Fluorine-containing elastomer layer (sealing layer inner layer)
11 Transparent plastic substrate
12 plastic protective plate

Claims (5)

少なくとも一方が透明な2つの電極層とそれらの電極層で狭持された有機EL層とを有する薄膜状の有機EL構造体、および有機EL構造体の外表面の片面または両面を覆う封止層とを有する有機EL素子において、封止層の材料が含フッ素エラストマーからなることを特徴とする有機EL素子。A thin-film organic EL structure having two electrode layers transparent at least one and an organic EL layer sandwiched between the electrode layers, and a sealing layer covering one or both surfaces of the outer surface of the organic EL structure An organic EL element having a sealing layer made of a fluorine-containing elastomer. 有機EL素子が、基板と、基板上に設けられた有機EL構造体と、有機EL構造体の基板に接していない表面を覆う封止層とを有する有機EL素子である、請求項1に記載の有機EL素子。The organic EL element is an organic EL element having a substrate, an organic EL structure provided on the substrate, and a sealing layer that covers a surface of the organic EL structure that is not in contact with the substrate. Organic EL element. 封止層が、有機EL構造体側の内層と外層からなり、内層の材料が含フッ素エラストマーからなり、外層の材料が含フッ素エラストマー以外の合成樹脂からなる、請求項1または2に記載の有機EL素子。The organic EL according to claim 1, wherein the sealing layer comprises an inner layer and an outer layer on the organic EL structure side, the inner layer material comprises a fluorine-containing elastomer, and the outer layer material comprises a synthetic resin other than the fluorine-containing elastomer. element. 請求項1、2または3に記載の有機EL素子を製造する方法において、含フッ素エラストマーの溶液または分散液を有機EL構造体表面にコーティングし乾燥して有機EL構造体表面に含フッ素エラストマーからなる封止層を形成することを特徴とする有機EL素子の製造方法。4. The method for producing an organic EL device according to claim 1, wherein a solution or dispersion of a fluorine-containing elastomer is coated on the surface of the organic EL structure and dried to comprise the fluorine-containing elastomer on the surface of the organic EL structure. A method for producing an organic EL element, comprising forming a sealing layer. 含フッ素エラストマーの溶液または分散液における溶媒がフッ素含有量40質量%以上の含フッ素化合物からなる、請求項4に記載の製造方法。The production method according to claim 4, wherein the solvent in the solution or dispersion of the fluorine-containing elastomer comprises a fluorine-containing compound having a fluorine content of 40% by mass or more.
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