JP2008258198A - Light-emitting element, light-emitting device and electronic apparatus - Google Patents
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- Electroluminescent Light Sources (AREA)
Abstract
Description
本発明は、発光素子、発光装置および電子機器に関するものである。 The present invention relates to a light emitting element, a light emitting device, and an electronic apparatus.
発光性有機層(有機エレクトロルミネッセンス層)が、陰極と陽極との間に設けられた有機エレクトロルミネッセンス(EL)素子は、無機EL素子に比べて印加電圧を大幅に低下させることができ、多彩な発光色の素子が作製可能である。
現在、より高性能な有機EL素子を得るため、陰極と発光性有機層(発光層)との間や、陽極と発光層との間に、種々の層を設けるデバイス構造が提案されており、活発な研究が行われている。
The organic electroluminescence (EL) element in which the light emitting organic layer (organic electroluminescence layer) is provided between the cathode and the anode can greatly reduce the applied voltage compared to the inorganic EL element, and has a wide variety. A light emitting element can be manufactured.
Currently, in order to obtain a higher performance organic EL element, a device structure in which various layers are provided between a cathode and a light emitting organic layer (light emitting layer) or between an anode and a light emitting layer has been proposed. There is active research.
このような層として、陰極と発光層との間に設けられる電子輸送層や、さらに電子輸送層と陰極との間に設けられる電子注入層がある。このうち、電子注入層の構成材料としては、アルカリ金属化合物やアルカリ土類金属化合物等が多く用いられる。このうちアルカリ金属化合物は、仕事関数が非常に小さく、これによって電子注入層を構成することにより、有機EL素子は、高い輝度が得られることが知られている(例えば、特許文献1参照)。 Examples of such a layer include an electron transport layer provided between the cathode and the light-emitting layer, and an electron injection layer provided between the electron transport layer and the cathode. Of these, alkali metal compounds and alkaline earth metal compounds are often used as the constituent material of the electron injection layer. Among these, alkali metal compounds have a very small work function, and it is known that an organic EL element can obtain high luminance by constituting an electron injection layer (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、電子注入層をアルカリ金属化合物によって構成すると、電子注入層からアルカリ金属イオンが遊離し、電子輸送層を介して発光層に拡散する。これにより、発光特性が低下することが問題となっている。
また、例えば、電子輸送層等のように有機化合物を含有する機能層には、その有機化合物(電子輸送材料)を合成する際に用いる触媒や溶媒に起因して、アルカリ金属イオンが混入してしまう。この材料に混入したアルカリ金属イオンが発光層に拡散する。
さらに、例えば、陰極をAg等の金属を含有する導電性材料により構成すると、この陰極に含まれる金属がイオン化することにより金属イオンが生じ、この金属イオンが電子注入層および電子輸送層を介して、発光層に拡散する。
これらの場合も、有機EL素子の発光特性を低下させる原因となっている。
However, when the electron injection layer is composed of an alkali metal compound, alkali metal ions are released from the electron injection layer and diffused to the light emitting layer through the electron transport layer. As a result, there is a problem that the light emission characteristics deteriorate.
In addition, for example, in a functional layer containing an organic compound such as an electron transport layer, alkali metal ions are mixed due to a catalyst or a solvent used when the organic compound (electron transport material) is synthesized. End up. Alkali metal ions mixed in this material diffuse into the light emitting layer.
Furthermore, for example, when the cathode is made of a conductive material containing a metal such as Ag, metal ions are generated by ionization of the metal contained in the cathode, and the metal ions pass through the electron injection layer and the electron transport layer. Diffuses into the light emitting layer.
In these cases as well, it is a cause of deteriorating the light emission characteristics of the organic EL element.
このようなアルカリ金属イオンや陰極からの金属イオンの拡散を防止することを目的に、例えば、陰極と発光層との間に、アルカリ金属イオンや陰極からの金属イオンを捕捉し得るクラウンエーテル誘導体を含有する金属イオントラップ層を設けることが提案されている(例えば、特許文献2参照。)。
しかしながら、このような金属イオントラップ層を設けた場合でも、アルカリ金属イオンや陰極からの金属イオンの発光層への拡散を十分に防止するには至っていない。
For the purpose of preventing such diffusion of alkali metal ions or metal ions from the cathode, for example, a crown ether derivative capable of capturing alkali metal ions or metal ions from the cathode is provided between the cathode and the light emitting layer. Providing a metal ion trap layer to be contained has been proposed (for example, see Patent Document 2).
However, even when such a metal ion trap layer is provided, diffusion of alkali metal ions or metal ions from the cathode to the light emitting layer has not been sufficiently prevented.
本発明の目的は、例えば、電子注入層のような他の機能層からの発光層への金属イオンの拡散が防止され、発光特性に優れる発光素子、かかる発光素子を備えた信頼性の高い発光装置および電子機器を提供することにある。 An object of the present invention is to prevent a metal ion from diffusing into a light-emitting layer from another functional layer such as an electron injection layer, and to have a light-emitting element having excellent light-emitting characteristics, and a reliable light-emitting device including the light-emitting element It is to provide an apparatus and an electronic device.
このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明に係る発光素子は、陽極と、
陰極と、
前記陽極と前記陰極との間に設けられた有機発光層と、
前記陰極と前記有機発光層との間に設けられた中間層とを有し、
該中間層は、金属イオンを捕捉し得るイオン捕捉物質と、電子を輸送する機能を有する非共有電子対の数が1以下の有機化合物とを含むことを特徴とする。
これにより、有機化合物とイオン捕捉物質との間で金属イオンの受け渡しが行われるようになるのを確実に防止できることから、中間層中において、イオン捕捉物質により金属イオンを確実に捕捉できる。その結果、中間層から発光層への金属イオンの拡散が防止され、発光特性に優れる発光素子を得ることができる。
Such an object is achieved by the present invention described below.
A light emitting device according to the present invention comprises an anode,
A cathode,
An organic light emitting layer provided between the anode and the cathode;
An intermediate layer provided between the cathode and the organic light emitting layer;
The intermediate layer includes an ion trapping substance capable of trapping metal ions and an organic compound having a number of unshared electron pairs having a function of transporting electrons of 1 or less.
This reliably prevents metal ions from being transferred between the organic compound and the ion trapping substance, so that the metal ions can be reliably trapped by the ion trapping substance in the intermediate layer. As a result, diffusion of metal ions from the intermediate layer to the light emitting layer is prevented, and a light emitting element having excellent light emission characteristics can be obtained.
本発明の発光素子では、前記中間層は、前記有機化合物中に、前記イオン捕捉物質が分散してなるものであることが好ましい。
これにより、金属イオンを捕捉し得るとともに、隣接するイオン捕捉部同士の間に有機化合物が介在するため、これらイオン捕捉物質同士の間での金属イオンの受け渡しを防止することができる。
In the light emitting device of the present invention, the intermediate layer is preferably formed by dispersing the ion trapping substance in the organic compound.
Thereby, while being able to capture | recover a metal ion, since an organic compound intervenes between adjacent ion capture | acquisition parts, delivery of the metal ion between these ion capture | acquisition substances can be prevented.
本発明の発光素子では、前記中間層中の前記イオン捕捉物質の含有量は、1〜40wt%であることが好ましい。
かかる範囲内に設定することにより、中間層に電子を輸送する電子輸送層としての機能を発揮させつつ、隣接するイオン捕捉物質同士間で金属イオンの受け渡しが行われるようになるのを確実に防止できることから、イオン捕捉物質により金属イオンをより確実に捕捉することができる。その結果、中間層からの発光層への金属イオンの拡散をより確実に防止することができる。
本発明の発光素子では、前記中間層の平均厚さは、20〜100nmであることが好ましい。
これにより、他の機能層から発光層への金属イオンの拡散を、確実に防止することができるとともに、中間層の電子輸送層としての機能を確実に発揮させることができる。
In the light emitting device of the present invention, the content of the ion trapping substance in the intermediate layer is preferably 1 to 40 wt%.
By setting it within this range, the function as an electron transport layer for transporting electrons to the intermediate layer is exhibited, and the transfer of metal ions between adjacent ion trapping substances is reliably prevented. As a result, metal ions can be more reliably trapped by the ion trapping substance. As a result, diffusion of metal ions from the intermediate layer to the light emitting layer can be more reliably prevented.
In the light emitting device of the present invention, the average thickness of the intermediate layer is preferably 20 to 100 nm.
Accordingly, diffusion of metal ions from other functional layers to the light emitting layer can be reliably prevented, and the function of the intermediate layer as the electron transport layer can be reliably exhibited.
本発明に係る発光素子は、陽極と、
陰極と、
前記陽極と前記陰極との間に設けられた有機発光層と、
前記陰極と前記有機発光層との間に設けられた中間層とを有し、
該中間層は、金属イオンを捕捉し得るイオン捕捉物質と、絶縁性ポリマーとを含み、
前記絶縁性ポリマーは、非共有電子対が1以下のモノマー成分を含む、ことを特徴とする。
これにより、絶縁性ポリマーとイオン捕捉物質との間で金属イオンの受け渡しが行われるようになるのを確実に防止できることから、中間層中において、イオン捕捉物質により金属イオンを確実に捕捉できる。その結果、中間層から発光層への金属イオンの拡散が防止され、発光特性に優れる発光素子を得ることができる。
A light emitting device according to the present invention comprises an anode,
A cathode,
An organic light emitting layer provided between the anode and the cathode;
An intermediate layer provided between the cathode and the organic light emitting layer;
The intermediate layer includes an ion trapping material capable of trapping metal ions and an insulating polymer,
The insulating polymer includes a monomer component having an unshared electron pair of 1 or less.
This reliably prevents metal ions from being transferred between the insulating polymer and the ion trapping substance, so that the metal ions can be reliably trapped by the ion trapping substance in the intermediate layer. As a result, diffusion of metal ions from the intermediate layer to the light emitting layer is prevented, and a light emitting element having excellent light emission characteristics can be obtained.
本発明の発光素子では、前記中間層は、前記絶縁性ポリマー中に、前記イオン捕捉物質が分散してなるものであることが好ましい。
これにより、金属イオンを捕捉し得るとともに、隣接するイオン捕捉部同士の間に絶縁性ポリマーが介在するため、これらイオン捕捉物質同士の間での金属イオンの受け渡しを防止することができる。
In the light emitting device of the present invention, it is preferable that the intermediate layer is formed by dispersing the ion trapping substance in the insulating polymer.
Thereby, while being able to capture | recover a metal ion, since an insulating polymer intervenes between adjacent ion trapping parts, delivery of the metal ion between these ion trapping substances can be prevented.
本発明の発光素子では、前記中間層中の前記イオン捕捉物質の含有量は、1〜40wt%であることが好ましい。
かかる範囲内に設定することにより、隣接するイオン捕捉物質同士間で金属イオンの受け渡しが行われるようになるのを確実に防止できることから、イオン捕捉物質により金属イオンをより確実に捕捉することができる。その結果、中間層からの発光層への金属イオンの拡散を確実に防止することができる。
In the light emitting device of the present invention, the content of the ion trapping substance in the intermediate layer is preferably 1 to 40 wt%.
By setting within such a range, it is possible to reliably prevent the transfer of metal ions between adjacent ion trapping substances, so that the metal ions can be trapped more reliably by the ion trapping substance. . As a result, diffusion of metal ions from the intermediate layer to the light emitting layer can be reliably prevented.
本発明の発光素子では、前記中間層の平均厚さは、5〜10nmであることが好ましい。
かかる範囲内に設定することにより、陰極側から輸送された電子がトンネル効果によって中間層を通り抜けて発光層に供給されるとともに、中間層に十分なイオン捕捉能を付与することができる。
In the light emitting device of the present invention, the average thickness of the intermediate layer is preferably 5 to 10 nm.
By setting within this range, electrons transported from the cathode side can be supplied to the light emitting layer through the intermediate layer by the tunnel effect, and sufficient ion trapping ability can be imparted to the intermediate layer.
本発明の発光素子では、前記イオン捕捉物質は、前記中間層に含まれるアルカリ金属イオンを捕捉し得るものであることが好ましい。
これにより、中間層に不純物として混入するアルカリ金属イオンを、イオン捕捉物質により確実に捕捉することができ、このアルカリ金属イオンの発光層への拡散を確実に防止することができる。
In the light emitting device of the present invention, it is preferable that the ion trapping substance is capable of trapping alkali metal ions contained in the intermediate layer.
As a result, alkali metal ions mixed as impurities in the intermediate layer can be reliably trapped by the ion trapping substance, and diffusion of the alkali metal ions to the light emitting layer can be reliably prevented.
本発明の発光素子では、前記陰極は、金属元素を含有し、
前記イオン捕捉物質は、前記金属元素に由来する金属イオンを捕捉し得るものであることが好ましい。
これにより、中間層に拡散した陰極由来の金属イオンを、イオン捕捉物質により確実に捕捉することができ、この金属イオンの発光層への拡散を確実に防止することができる。
In the light emitting device of the present invention, the cathode contains a metal element,
It is preferable that the ion trapping substance is capable of trapping metal ions derived from the metal element.
Thereby, the metal ion derived from the cathode diffused in the intermediate layer can be reliably captured by the ion trapping substance, and the diffusion of the metal ion to the light emitting layer can be surely prevented.
本発明の発光素子では、前記陰極と前記中間層との間に、アルカリ金属化合物を含有する電子注入層が設けられ、
前記イオン捕捉物質は、前記アルカリ金属化合物に由来するアルカリ金属イオンを捕捉し得るものであることが好ましい。
これにより、中間層に拡散した電子注入層由来のアルカリ金属イオンを、イオン捕捉物質により確実に捕捉することができ、このアルカリ金属イオンの発光層への拡散を確実に防止することができる。
In the light emitting device of the present invention, an electron injection layer containing an alkali metal compound is provided between the cathode and the intermediate layer,
It is preferable that the ion trapping substance is capable of trapping alkali metal ions derived from the alkali metal compound.
Thereby, the alkali metal ion derived from the electron injection layer diffused in the intermediate layer can be reliably trapped by the ion trapping substance, and the diffusion of the alkali metal ion to the light emitting layer can be surely prevented.
本発明の発光素子では、前記イオン捕捉物質は、環状構造を有し、前記金属イオンの種類および/またはイオン径の違いに応じて、当該環状構造の種類および大きさを選択することが好ましい。
このように金属イオンの種類および/またはイオン径に応じて、環の種類および環の大きさを選択する構成とすることにより、捕捉すべき金属イオンを確実に捕捉することができる。
In the light emitting device of the present invention, it is preferable that the ion trapping substance has a ring structure, and the type and size of the ring structure are selected according to the type of metal ion and / or the difference in ion diameter.
Thus, the metal ion to be captured can be reliably captured by adopting a configuration in which the type of ring and the size of the ring are selected according to the type and / or ion diameter of the metal ion.
本発明の発光素子では、前記環状構造は、酸素原子、窒素原子、硫黄原子およびリン原子のうちの少なくとも1種を含むことが好ましい。
かかる環状構造は、イオン捕捉能が極めて高い構造であることから好ましい。また、環(内側空間)の大きさや、環の柔軟性を調整し易く、かかる環状構造の合成を比較的容易に行うことができるという利点もある。
In the light emitting device of the present invention, the cyclic structure preferably contains at least one of an oxygen atom, a nitrogen atom, a sulfur atom and a phosphorus atom.
Such a cyclic structure is preferable because it has a very high ion trapping ability. Further, there is an advantage that the size of the ring (inner space) and the flexibility of the ring can be easily adjusted, and the synthesis of such a cyclic structure can be performed relatively easily.
本発明の発光素子では、前記環状構造は、6つ以上の炭素原子と、2つ以上の少なくとも1種の前記ヘテロ原子とを前記環に有していることが好ましい。
かかる環状構造は、イオン捕捉能が極めて高い構造であることから好ましい。また、環(内側空間)の大きさや、環の柔軟性を調整し易く、かかる環状構造の合成を比較的容易に行うことができるという利点もある。
In the light emitting device of the present invention, it is preferable that the cyclic structure has 6 or more carbon atoms and 2 or more at least one hetero atom in the ring.
Such a cyclic structure is preferable because it has a very high ion trapping ability. Further, there is an advantage that the size of the ring (inner space) and the flexibility of the ring can be easily adjusted, and the synthesis of such a cyclic structure can be performed relatively easily.
本発明に係る発光装置は、本発明の発光素子を備えることを特徴とする。
これにより、信頼性の高い発光装置が得られる。
本発明に係る電子機器は、本発明の発光装置を備えることを特徴とする。
これにより、信頼性の高い電子機器が得られる。
A light emitting device according to the present invention includes the light emitting element of the present invention.
Thereby, a highly reliable light-emitting device can be obtained.
An electronic apparatus according to the present invention includes the light emitting device of the present invention.
As a result, a highly reliable electronic device can be obtained.
以下、本発明の発光素子、発光装置および電子機器を添付図面に示す好適な実施形態について説明する。
<発光素子>
<<第1実施形態>>
まず、本発明の発光素子の第1実施形態について説明する。
図1は、本発明の発光素子の第1実施形態の縦断面を模式的に示す図である。なお、以下では、説明の都合上、図1中の上側を「上」、下側を「下」として説明を行う。
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of a light-emitting element, a light-emitting device, and an electronic device according to the invention will be described with reference to the accompanying drawings.
<Light emitting element>
<< First Embodiment >>
First, a first embodiment of the light emitting device of the present invention will be described.
FIG. 1 is a diagram schematically showing a longitudinal section of a first embodiment of a light emitting device of the present invention. In the following description, for convenience of explanation, the upper side in FIG. 1 will be described as “upper” and the lower side as “lower”.
図1に示す発光素子(有機エレクトロルミネッセンス素子)1は、基板2上に設けられた陽極3と、陰極8と、陽極3と陰極8との間に、陽極3側から順に、正孔輸送層4と、発光層5と、中間層6と、電子注入層7とを積層してなる積層体15とを有し、その全体がシール材10を介して封止部材9で封止され、発光層5で発光した光を封止部材9側から取り出すトップエミッション型の発光素子である。
A light-emitting element (organic electroluminescent element) 1 shown in FIG. 1 includes a positive hole transport layer in order from the
基板2は、発光素子1(以下、単に「発光素子1」と言う。)の支持体となるものである。本実施形態の発光素子1は、封止部材9側から光を取り出す構成(トップエミッション型)であるため、基板2および陽極3は、それぞれ、透光性を要求されない。
このような基板2の構成材料としては、例えば、アルミナのようなセラミックス材料、ポリエチレンテレフタレート、ポリメチルメタクリレートのような樹脂材料や、石英ガラス、ソーダガラスのようなガラス材料等が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。
The
Examples of the constituent material of the
また、基板2の平均厚さは、特に限定されないが、0.1〜30mm程度であるのが好ましく、0.1〜10mm程度であるのがより好ましい。
なお、発光素子1が基板2側から光を取り出す構成(ボトムエミッション型)の場合、基板2には、上述したようなもののうち、実質的に透明(無色透明、着色透明または半透明)なものが選択される。
Moreover, although the average thickness of the board |
In the case where the light emitting element 1 is configured to extract light from the
陽極3は、後述する正孔輸送層4に正孔を注入する電極である。この陽極3の構成材料としては、仕事関数が大きく、導電性に優れる材料を用いるのが好ましい。
陽極3の構成材料としては、例えば、ITO(Indium Tin Oxide)、IZO(Indium Zinc Oxide)、In3O3、Au、Cuまたはこれらを含む合金等が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。
このような陽極3の平均厚さは、特に限定されないが、10〜200nm程度であるのが好ましく、50〜150nm程度であるのがより好ましい。
The
Examples of the constituent material of the
The average thickness of the
一方、陰極8は、後述する電子注入層7に電子を注入する電極である。この陰極8の構成材料としては、仕事関数の小さい材料を用いるのが好ましい。
陰極8の構成材料としては、例えば、Mg、Ca、Sr、La、Ce、Er、Eu、Sc、Y、Yb、Ag、Cu、Alのような金属またはこれらを含む合金等が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を組み合わせて(例えば、複数層の積層体等)用いることができる。
On the other hand, the cathode 8 is an electrode for injecting electrons into an electron injection layer 7 described later. As a constituent material of the cathode 8, a material having a small work function is preferably used.
Examples of the constituent material of the cathode 8 include metals such as Mg, Ca, Sr, La, Ce, Er, Eu, Sc, Y, Yb, Ag, Cu, and Al, or alloys containing them. Among them, one kind or a combination of two or more kinds (for example, a multi-layer laminate) can be used.
特に、陰極8の構成材料として合金を用いる場合には、Ag、Al等の安定な金属元素を含む合金、具体的には、MgAg、MgAl等の合金を用いるのが好ましい。かかる合金を陰極8の構成材料として用いることにより、陰極8の電子注入効率および安定性の向上を図ることができる。
このような陰極8の平均厚さは、特に限定されないが、100〜10000nm程度であるのが好ましく、200〜500nm程度であるのがより好ましい。
なお、本実施形態のように、トップエミッション型の場合、陰極8は、仕事関数の小さい材料、またはこれらを含む合金を5〜20nm程度とし、透過性を持たせ、さらにその上面にITO等の透過性の高い導電材料を100〜500nm程度の厚さで形成する積層体で構成されているのが好ましい。
In particular, when an alloy is used as the constituent material of the cathode 8, it is preferable to use an alloy containing a stable metal element such as Ag or Al, specifically an alloy such as MgAg or MgAl. By using such an alloy as a constituent material of the cathode 8, the electron injection efficiency and stability of the cathode 8 can be improved.
The average thickness of the cathode 8 is not particularly limited, but is preferably about 100 to 10,000 nm, and more preferably about 200 to 500 nm.
As in the present embodiment, in the case of the top emission type, the cathode 8 is made of a material having a small work function or an alloy containing these materials with a thickness of about 5 to 20 nm, and has transparency, and further has an upper surface such as ITO. It is preferable that the conductive material is formed of a laminated body having a thickness of about 100 to 500 nm.
陽極3上には、本実施形態では、正孔輸送層4が設けられている。この正孔輸送層4は、陽極3から注入された正孔を、発光層5まで輸送する機能を有するものである。
正孔輸送層4の構成材料としては、例えば、ポリアリールアミン、フルオレン−アリールアミン共重合体、フルオレン−ビチオフェン共重合体、ポリ(N−ビニルカルバゾール)、ポリビニルピレン、ポリビニルアントラセン、ポリチオフェン、ポリアルキルチオフェン、ポリヘキシルチオフェン、ポリ(p−フェニレンビニレン)、ポリチニレンビニレン、ピレンホルムアルデヒド樹脂、エチルカルバゾールホルムアルデヒド樹脂またはその誘導体等が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。
On the
Examples of the constituent material of the hole transport layer 4 include polyarylamine, fluorene-arylamine copolymer, fluorene-bithiophene copolymer, poly (N-vinylcarbazole), polyvinylpyrene, polyvinylanthracene, polythiophene, and polyalkyl. Examples include thiophene, polyhexylthiophene, poly (p-phenylene vinylene), polytinylene vinylene, pyrene formaldehyde resin, ethyl carbazole formaldehyde resin or derivatives thereof, and use one or a combination of two or more of these. Can do.
また、前記化合物は、他の化合物との混合物として用いることもできる。一例として、ポリチオフェンを含有する混合物としては、ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン/スチレンスルホン酸)(PEDOT/PSS)等が挙げられる。
このような正孔輸送層4の平均厚さは、特に限定されないが、10〜150nm程度であるのが好ましく、50〜100nm程度であるのがより好ましい。
なお、この正孔輸送層4は、陽極3と発光層5とに含まれる構成材料の組み合わせが、陽極3から発光層5への正孔の注入が円滑に行われるものである場合、省略することもできる。
Moreover, the said compound can also be used as a mixture with another compound. As an example, the polythiophene-containing mixture includes poly (3,4-ethylenedioxythiophene / styrene sulfonic acid) (PEDOT / PSS).
The average thickness of the hole transport layer 4 is not particularly limited, but is preferably about 10 to 150 nm, and more preferably about 50 to 100 nm.
This hole transport layer 4 is omitted when the combination of constituent materials contained in the
正孔輸送層4上には、発光層(有機発光層)5が設けられている。この発光層5には、後述する中間層6から電子が、また、前記正孔輸送層4から正孔がそれぞれ供給(注入)される。そして、発光層5内では、正孔と電子とが再結合し、この再結合に際して放出されたエネルギーによりエキシトン(励起子)が生成し、エキシトンが基底状態に戻る際にエネルギー(蛍光やりん光)が放出(発光)される。
A light emitting layer (organic light emitting layer) 5 is provided on the hole transport layer 4. Electrons are supplied (injected) to the
発光層5の構成材料としては、1,3,5−トリス[(3−フェニル−6−トリ−フルオロメチル)キノキサリン−2−イル]ベンゼン(TPQ1)、1,3,5−トリス[{3−(4−t−ブチルフェニル)−6−トリスフルオロメチル}キノキサリン−2−イル]ベンゼン(TPQ2)のようなベンゼン系化合物、フタロシアニン、銅フタロシアニン(CuPc)、鉄フタロシアニンのような金属または無金属のフタロシアニン系化合物、トリス(8−キノリノラト)アルミニウム(Alq3)、ファクトリス(2−フェニルピリジン)イリジウム(Ir(ppy)3)のような低分子系のものや、オキサジアゾール系高分子、トリアゾール系高分子、ポリ(9−ビニルカルバゾール)(PVK)のようなカルバゾール系高分子、ポリフルオレン系高分子、ポリパラフェニレンビニレン系高分子のような高分子系のものが挙げられ、これらの1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。
このような発光層5の平均厚さは、特に限定されないが、10〜150nm程度であるのが好ましく、50〜100nm程度であるのがより好ましい。
As the constituent material of the
Although the average thickness of such a
発光層5上には、中間層6が設けられている。
本発明では、この中間層6の構成(特に、構成材料)に特徴を有している。この点(特徴)ついては、後に詳述する。
中間層6上には、陰極8からの電子注入効率を向上させる機能を有する電子注入層7が設けられている。
An
In this invention, it has the characteristics in the structure (especially constituent material) of this intermediate |
On the
この電子注入層7の構成材料(電子注入材料)としては、例えば、各種の無機絶縁材料、各種の無機半導体材料が挙げられる。かかる構成材料で電子注入層7を構成することにより、電流のリークを有効に防止して、電子注入性を向上させることや、耐久性の向上を図ることができる。
このような無機絶縁材料としては、例えば、アルカリ金属カルコゲナイド(酸化物、硫化物、セレン化物、テルル化物)、アルカリ土類金属カルコゲナイド、アルカリ金属のハロゲン化物およびアルカリ土類金属のハロゲン化物等が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。これらを主材料として電子注入層を構成することにより、電子注入性をより向上させることができる。特にアルカリ金属化合物(アルカリ金属カルコゲナイド、アルカリ金属のハロゲン化物等)は仕事関数が非常に小さく、これを用いて電子注入層7を構成することにより、発光素子1は、高い輝度が得られるものとなる。
Examples of the constituent material (electron injection material) of the electron injection layer 7 include various inorganic insulating materials and various inorganic semiconductor materials. By configuring the electron injection layer 7 with such a constituent material, current leakage can be effectively prevented, and the electron injection property can be improved and the durability can be improved.
Examples of such inorganic insulating materials include alkali metal chalcogenides (oxides, sulfides, selenides, tellurides), alkaline earth metal chalcogenides, alkali metal halides, and alkaline earth metal halides. Of these, one or two or more of these can be used in combination. By forming the electron injection layer using these as main materials, the electron injection property can be further improved. In particular, an alkali metal compound (alkali metal chalcogenide, alkali metal halide, etc.) has a very small work function, and the light-emitting element 1 can be obtained with high luminance by forming the electron injection layer 7 using the work function. Become.
アルカリ金属カルコゲナイドとしては、例えば、Li2O、LiO、Na2S、Na2Se、NaO等が挙げられる。
アルカリ土類金属カルコゲナイドとしては、例えば、CaO、BaO、SrO、BeO、BaS、MgO、CaSe等が挙げられる。
Examples of the alkali metal chalcogenide include Li 2 O, LiO, Na 2 S, Na 2 Se, and NaO.
Examples of the alkaline earth metal chalcogenide include CaO, BaO, SrO, BeO, BaS, MgO, and CaSe.
アルカリ金属のハロゲン化物としては、例えば、CsF、LiF、NaF、KF、LiCl、KCl、NaCl等が挙げられる。
アルカリ土類金属のハロゲン化物としては、例えば、CaF2、BaF2、SrF2、MgF2、BeF2等が挙げられる。
また、無機半導体材料としては、例えば、Li、Na、Ba、Ca、Sr、Yb、Al、Ga、In、Cd、Mg、Si、Ta、SbおよびZnのうちの少なくとも1つの元素を含む酸化物、窒化物または酸化窒化物等が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。
Examples of the alkali metal halide include CsF, LiF, NaF, KF, LiCl, KCl, and NaCl.
Examples of the alkaline earth metal halide include CaF 2 , BaF 2 , SrF 2 , MgF 2 , and BeF 2 .
In addition, as the inorganic semiconductor material, for example, an oxide including at least one element of Li, Na, Ba, Ca, Sr, Yb, Al, Ga, In, Cd, Mg, Si, Ta, Sb, and Zn , Nitrides, oxynitrides, and the like, and one or more of these can be used in combination.
電子注入層7の平均厚さは、特に限定されないが、0.1〜1000nm程度であるのが好ましく、0.5〜100nm程度であるのがより好ましく、1〜50nm程度であるのがさらに好ましい。これにより、電子注入層7の機械的強度が低下することや、成膜時間が不要に長くなるのを防止しつつ、電子注入層7の低抵抗化を図り、発光素子1(表示装置100)の高速応答を実現することができる。 The average thickness of the electron injection layer 7 is not particularly limited, but is preferably about 0.1 to 1000 nm, more preferably about 0.5 to 100 nm, and further preferably about 1 to 50 nm. . Thereby, the resistance of the electron injection layer 7 is reduced while preventing the mechanical strength of the electron injection layer 7 from being lowered and the film formation time from becoming unnecessarily long, and the light emitting element 1 (display device 100). High-speed response can be realized.
封止部材9は、発光素子1(陽極3、正孔輸送層4、発光層5、中間層6、電子注入層7および陰極8)を覆うように、シール材10を介して設けられ、これらを気密的に封止し、酸素や水分を遮断する機能を有する。
このような封止部材9を設けることにより、発光素子1の信頼性の向上や、変質・劣化の防止(耐久性向上)等の効果が得られる。
The sealing
By providing such a sealing
封止部材9の構成材料としては、例えば、Al、Cr、Nbまたはこれらを含む合金、酸化シリコン、各種樹脂材料等を挙げることができる。
なお、封止部材9の構成材料として導電性を有する材料を用いる場合には、短絡を防止するために、シール材10としては、絶縁性に優れるものを用いるのが好ましい。
このようなシール材10としては、例えば、エポキシ樹脂のような熱硬化性樹脂等で構成されるものを好適に用いることができる。
Examples of the constituent material of the sealing
In addition, when using the material which has electroconductivity as a constituent material of the sealing
As such a sealing
次に、発光層5と電子注入層7との間に設けられた中間層6の構成について説明する。
本実施形態では、中間層6は、イオン捕捉物質61と、電子輸送性を有する有機化合物(電子輸送材料)62とを主材料として構成され、さらに、電子輸送材料62は、非共有電子対の数が1以下の電子輸送性を有する有機化合物で構成されている。
このように中間層6を、電子輸送材料を含有する構成とすることにより、中間層6は、陰極8から電子注入層7を介して注入された電子を、発光層5まで輸送する機能(電子輸送性)を発揮する。
Next, the configuration of the
In the present embodiment, the
Thus, by making the
また、前述したように、電子注入層7および陰極8を、それぞれ、アルカリ金属および銀のような金属元素を含むような構成とすると、これらアルカリ金属や銀のような金属元素がイオン化することにより発生したアルカリ金属イオンや金属イオンが中間層6に拡散してくる。
さらに、中間層6を、有機化合物62を含有する構成とすることにより、この有機化合物62を合成する際に用いられる触媒や溶媒に含まれるアルカリ金属イオンが、中間層6中に混入している。
そのため、中間層6には、電子注入層7や陰極8のような各種機能層から拡散してきたアルカリ金属イオンおよび金属イオン、また有機化合物62を合成する際に混入したアルカリ金属イオン等が存在している。
Further, as described above, when the electron injection layer 7 and the cathode 8 are configured to include a metal element such as alkali metal and silver, respectively, the metal element such as alkali metal and silver is ionized. The generated alkali metal ions and metal ions diffuse into the
Furthermore, by making the
Therefore, the
そこで、中間層6を、イオンを捕捉する機能を有する物質であるイオン捕捉物質61を含有する構成とすることにより、中間層6中に含まれるアルカリ金属イオンや金属イオンをイオン捕捉物質61により捕捉することができる。その結果、金属イオンが、さらに中間層6内を移動して発光層5に拡散するのが防止され、発光層5に金属イオンが拡散することによる発光特性の低下を防止することができる。
Therefore, the
また、有機化合物62中にイオン捕捉物質61が分散する構成とすることにより、イオン捕捉物質61によりアルカリ金属イオンや銀イオンのような金属イオン(以下、単に「金属イオン」と言うこともある。)を捕捉し得るとともに、隣接するイオン捕捉部61同士の間に有機化合物62が介在するため、これらイオン捕捉物質61同士の間での金属イオンの受け渡しを確実に防止することができる。
なお、金属イオンを捕捉したイオン捕捉物質61は、中間層6においてドーパントとして機能し、中間層6の電子輸送性を向上させるという効果も得られる。
Further, by adopting a configuration in which the
The ion-trapping
イオン捕捉物質61としては、内側空間に前記イオンを捕捉する環状構造(イオノフォア)、前記イオンと電気的に結合するSO3 −基、CO2 −基、PO4H−基、NH3 +基のようなイオン性基等を有するものが挙げられるが、特に、イオノフォアを有するものが好ましい。イオン捕捉物質61として環状構造を有するものを用いることにより、金属イオンを捕捉する際に、例えば水素イオン等の他のイオンを放出することなく、金属イオンをより確実に捕捉し保持することができる。
Examples of the
また、この環状構造(イオノフォア)としては、例えば、酸素原子、窒素原子、硫黄原子およびリン原子等のヘテロ原子(異原子)のうちの少なくとも1種を含むもの(すなわち、メチレン基同士を、酸素原子、窒素原子、硫黄原子およびリン原子等のヘテロ原子で結合したもの)やその誘導体、メチレン基のみで構成されたもの(炭化水素環)等が挙げられるが、特に、メチレン基同士を、酸素原子、窒素原子、硫黄原子およびリン原子で結合したものやその誘導体が好ましい。このような環状構造は、イオン捕捉能が極めて高い構造であることから好ましい。また、環(内側空間)の大きさや、環の柔軟性を調整し易く、かかる環状構造の合成を比較的容易に行うことができるという利点もある。
なお、本明細書中で異原子とは、環状構造(複素環式化合物)の環を構成している原子のうち炭素原子を除くものを言い、例えば、上述したような、酸素原子、窒素原子、硫黄原子およびリン原子等が挙げられる。
Moreover, as this cyclic structure (ionophore), for example, a structure containing at least one hetero atom (heteroatom) such as an oxygen atom, a nitrogen atom, a sulfur atom and a phosphorus atom (that is, a methylene group is bonded to an oxygen atom) Atoms, nitrogen atoms, sulfur atoms, phosphorus atoms and other heteroatoms), derivatives thereof, those composed only of methylene groups (hydrocarbon rings), and the like. Those bonded by an atom, nitrogen atom, sulfur atom and phosphorus atom and derivatives thereof are preferred. Such a cyclic structure is preferable because it has a very high ion trapping ability. Further, there is an advantage that the size of the ring (inner space) and the flexibility of the ring can be easily adjusted, and the synthesis of such a cyclic structure can be performed relatively easily.
In the present specification, a hetero atom refers to an atom constituting a ring of a cyclic structure (heterocyclic compound) excluding a carbon atom. For example, as described above, an oxygen atom, a nitrogen atom , Sulfur atom and phosphorus atom.
このようなヘテロ原子を含む環状構造(イオノフォア)としては、例えば、6つ以上の炭素原子と、2つ以上の少なくとも1種のへテロ原子とを、環状構造を構成している環に有しているものが挙げられる。
具体的には、下記化1で表されるクラウンエーテル系、下記化2で表されるプロピレングリコール系、下記化3で表されるアザクラウン系、下記化4で表されるチオエーテル系のものや、下記化5で表される天然由来のもの、下記化6で表されるような複数のクラウン環が連結したもの等が挙げられる。
As such a cyclic structure (ionophore) containing a heteroatom, for example, it has 6 or more carbon atoms and 2 or more heteroatoms in the ring constituting the cyclic structure. Are listed.
Specifically, a crown ether type represented by the following chemical formula 1, a propylene glycol type represented by the following
なお、上記化6で表される複数のクラウン環が連結したものは、複数のクラウン環が直接連結したものと、複数のクラウン環が連結構造を介して連結したものとが含まれる。
ここで、例えば、各一般式中のnやmの数が増えれば、環状構造(内側空間のサイズ)が大きくなり、捕捉し得る金属イオンの径も増大する傾向を示す。また、環状構造内にアリール基や不飽和結合等が含まれると、環状構造の柔軟性が低下する傾向を示す。
In addition, what connected the some crown ring represented by said
Here, for example, if the number of n and m in each general formula increases, the annular structure (size of the inner space) increases, and the diameter of metal ions that can be captured tends to increase. Moreover, when an aryl group or an unsaturated bond is included in the cyclic structure, the flexibility of the cyclic structure tends to decrease.
したがって、イオン捕捉物質61としては、これら環状構造を有するものを用いる場合、中間層6中に存在すると予想される金属イオン、すなわち、陰極8から拡散してくると予想される銀イオンのような金属イオン、電子注入層7から拡散してくると予想されるアルカリ金属イオン、および、中間層6に不純物として混入すると予想されるアルカリ金属イオンの種類および/またはイオン径に応じて、環の種類および環の大きさ(前記nやmの数)を選択するのが好ましい。このように金属イオンの種類および/またはイオン径に応じて、環の種類および環の大きさ(前記nやmの数)を選択する構成とすることにより、捕捉すべき金属イオンを確実に捕捉することができる。
Therefore, when using those having these cyclic structures as the
具体的には、次のような点を考慮して環状構造を備えるイオン捕捉物質を選択するのが好ましい。
I:中間層6にアルカリ金属イオンが不純物として混入すると予測される場合、および/または、電子注入層7からアルカリ金属イオンが拡散してくると予測される場合には、アルカリ金属イオンを捕捉し得る環状構造を備えるイオン捕捉物質61を選択する。
Specifically, it is preferable to select an ion trapping substance having a cyclic structure in consideration of the following points.
I: When alkali metal ions are predicted to be mixed as impurities in the
具体的には、Li+、Na+、K+、Cs+のようなアルカリ金属イオンのイオン径は、Li+<Na+<K+<(Cs)の順で大きく、それぞれ、12員環、15員環、18員環、21員環のクラウンエーテル環に選択的に捕捉される。したがって、中間層6にLi+、Na+、K+、Cs+が拡散(混入)してくると予想される場合には、イオン捕捉物質61として、それぞれ、nが2、3、4、5の上記化1(a)で表されるものを用いるようにする。
Specifically, the ion diameters of alkali metal ions such as Li + , Na + , K + , and Cs + are large in the order of Li + <Na + <K + <(Cs), It is selectively captured by a 15-membered ring, an 18-membered ring or a 21-membered crown ether ring. Therefore, when Li + , Na + , K + , and Cs + are expected to diffuse (mix) into the
また、上記化1(b)で表されるイオン捕捉物質、上記化1(c)で表されるイオン捕捉物質、上記化2で表されるイオン捕捉物質、上記化3で表されるイオン捕捉物質および上記化6で表されるイオン捕捉物質は、それぞれ、クラウンエーテル環またはクラウンエーテル環と類似の環状構造を有しており、全者ともに、アルカリ金属イオンを捕捉し得る。これらのうち、上記化6(b)で表されるイオン捕捉物質は、クラウン環が二重となった構造(2つのクラウン環が直接連結した構造)を有していることにより、アルカリ金属イオンを二重のクラウン環により閉じ込めることができ、アルカリ金属イオンを強固に捕捉することができる。
Further, the ion trapping substance represented by the chemical formula 1 (b), the ion trapping substance represented by the chemical formula 1 (c), the ion trapping substance represented by the
また、上記化5で表されるイオン捕捉物質(天然由来のエンニアチン−B(上記化5(a))およびノナクチン(上記化5(b)))は、細胞膜においてNa+、K+との錯体形成に関連しており、これらアルカリ金属イオンを効率よく捕捉する。
したがって、これら環状構造を備えるイオン捕捉物質は、中間層6にアルカリ金属イオンが存在すると予想される場合に、イオン捕捉物質61として好適に用いることができる。
以上のような環状構造を備えるイオン捕捉物質61を用いることにより、中間層6に存在するアルカリ金属イオンを、イオン捕捉物質61により確実に捕捉することができ、このアルカリ金属イオンの発光層5への拡散を確実に防止することができる。
Further, the ion-trapping substances represented by the chemical formula 5 (naturally-occurring enniatin-B (the chemical formula 5 (a)) and nonactin (the chemical formula 5 (b))) are complexed with Na + and K + in the cell membrane. It is related to formation and traps these alkali metal ions efficiently.
Therefore, the ion trapping substance having these cyclic structures can be suitably used as the
By using the
II:陰極8が銀のような金属元素を含有する導電性材料によって構成され、この金属イオンが、中間層6に拡散すると予想される場合には、この陰極8由来の金属イオンを捕捉し得る環状構造を備えるイオン捕捉物質61を選択する。
陰極8に含まれる銀イオンのような金属イオンは、アルカリ金属イオンに比べてイオン径が大きいことから、アルカリ金属イオンを捕捉し得る環状構造を備えるイオン捕捉物質よりも径の大きいイオンをターゲットとする環状構造を有するイオン捕捉物質に捕捉され易い。
II: When the cathode 8 is made of a conductive material containing a metal element such as silver and the metal ions are expected to diffuse into the
Since metal ions such as silver ions contained in the cathode 8 have a larger ion diameter than alkali metal ions, ions having a diameter larger than that of an ion trapping substance having a cyclic structure capable of trapping alkali metal ions are targeted. It is easy to be trapped by an ion trapping material having a cyclic structure.
具体的には、上記化3で表される(アザクラウン系の)環状構造を備えるイオン捕捉物質は、nの数を選択することにより、比較的大きな金属イオンを捕捉し得るようになるため、ゲート電極50が金属元素を含有する場合に用いる環状構造を備えるイオン捕捉物質として好適に用いられる。
また、nの数が4の上記化4で表される(スルフィド系の)環状構造を備えるイオン捕捉物質は、銀イオンを選択的に捕捉する。したがって、陰極8が銀を含有する場合に、環状構造を備えるイオン捕捉物質61として好適に用いることができる。
Specifically, since the ion trapping substance having a cyclic structure (of the azacrown type) represented by
In addition, an ion trapping substance having a (sulfide-based) cyclic structure represented by the above chemical formula 4 in which the number of n is 4 selectively captures silver ions. Therefore, when the cathode 8 contains silver, it can be suitably used as the
また、上記化6(a)で表される環状構造を備えるイオン捕捉物質は、光を照射するとコの字型に向きが替わり、2つのクラウン環が対向し合う形になる。この状態では、2枚のクラウン環でイオンを挟み込むことができるため、クラウン環の大きさで決まるイオン径よりも、大きめのイオンを捕捉することができる。このため、上記化6(a)で表される環状構造を備えるイオン捕捉物質は、2つのクラウン環同士が対向した状態とすることにより、陰極8が金属元素を含有する場合のイオン捕捉物質61として好適に用いられる。
In addition, the ion trapping substance having a ring structure represented by the chemical formula 6 (a) is changed into a U-shape when irradiated with light, and two crown rings face each other. In this state, since ions can be sandwiched between two crown rings, ions larger than the ion diameter determined by the size of the crown ring can be captured. For this reason, the
以上のような環状構造を備えるイオン捕捉物質61を用いることにより、中間層6に拡散した陰極8由来の金属イオンを、イオン捕捉物質61により確実に捕捉することができ、この金属イオンの発光層5への拡散を確実に防止することができる。
また、イオン捕捉物質61は、環状構造(イオノフォア)を備えるものである場合、さらに、環状構造内に捕捉された金属イオンに配位する配位構造を有するのが好ましい。環状構造内に捕捉された金属イオンに対して、配位構造が配位することにより、金属イオンが蓋をされたような状態となり、環状構造内へ捕捉した金属イオンをより確実に保持することができる。
By using the
Moreover, when the ion-trapping
また、環状構造と配位構造とにより、より大きいサイズの空間を確保することができる。このため、環状構造のサイズを大きくすることなく、イオン捕捉物質61により、さらに大きいサイズの金属イオンが捕捉可能となる。
かかる配位構造を有するイオン捕捉物質61の具体例としては、例えば、下記化7、化8等が挙げられる。なお、これは、一例であり、配位構造部分に含まれる酸素原子を、例えば、窒素原子、リン原子等の他の非共有電子対を有する原子に変更してもよい。
Moreover, a larger-sized space can be ensured by the annular structure and the coordination structure. For this reason, a larger size metal ion can be captured by the
Specific examples of the
また、以上のような環状構造を備えるイオン捕捉物質は、必要に応じて側鎖が導入されていてもよい。これにより、環状構造を備えるイオン捕捉物質に各種特性を付与することができる。例えば、側鎖としてアルキル基を導入した場合には、その炭素数を変化させることにより、環状構造を備えるイオン捕捉物質の溶媒に対する溶解性を制御することができる。このような側鎖は、例えば、上記化1(a)で表される(クラウンエーテル系の)環状構造を備えるイオン捕捉物質の場合には、酸素の少なくとも1つを窒素に変え、この窒素に連結させる、もしくは、酸素同士間の炭素の少なくとも1つに連結させる等によって導入することができる。なお、側鎖は、アルキル基に限るものではなく、ベンゼン環等の芳香環を有していてもよい。
また、環状構造を備えるイオン捕捉物質としては、下記化9で表されるように、上記化1(a)で表される化合物の誘導体(クラウンエーテル誘導体)の重合体、すなわち環状構造を備える重合体等も用いることができる。これにより、次のような効果が得られる。
Moreover, the side chain may be introduce | transduced as needed to the ion trapping substance provided with the above cyclic structures. Thereby, various characteristics can be imparted to the ion-trapping substance having a ring structure. For example, when an alkyl group is introduced as a side chain, the solubility of an ion-trapping substance having a cyclic structure in a solvent can be controlled by changing the number of carbon atoms. For example, in the case of an ion-trapping substance having a (crown ether type) cyclic structure represented by the above chemical formula 1 (a), such a side chain is converted into nitrogen by changing at least one of oxygen to nitrogen. It can introduce | transduce by making it connect with at least 1 of the carbon between oxygen, etc., etc. The side chain is not limited to an alkyl group and may have an aromatic ring such as a benzene ring.
Further, as an ion trapping substance having a cyclic structure, as represented by the following
すなわち、比較的低分子量のイオン捕捉物質は、特に発光層5との界面近傍に存在する場合、金属イオンを捕捉した状態で発光層5に拡散してしまうおそれがある。このイオン捕捉物質に捕捉された状態で発光層5に拡散した金属イオンが、発光層5の発光特性の低下を引き起こすおそれがある。これに対して、環状構造を備える重合体は、高分子量であることから、中間層6中で移動し難く、金属イオンを捕捉した状態で発光層5に拡散するのを確実に防止することができる。なお、このような重合体の場合にも、各モノマーに捕捉されるイオン種は、それに対応する環状構造とほぼ同様である。
That is, when a relatively low molecular weight ion-trapping substance is present in the vicinity of the interface with the light-emitting
また、この重合体では、その環状部(クラウンエーテル環)に金属イオンを捕捉すると、チオフェン基から電子が環状部側に移動することで、このチオフェン基側に電子が取り込まれ易くなる。そして、チオフェン基に電子が取り込まれると、このチオフェン基は重合しており、多数のチオフェン基が鎖状に繋がっていることにより、この鎖の延在方向に電子が流れ易くなる。その結果、中間層の電子輸送能が向上するという効果も得られる。 Moreover, in this polymer, when a metal ion is trapped in the cyclic part (crown ether ring), electrons move from the thiophene group to the cyclic part side, so that the electrons are easily taken into the thiophene group side. When electrons are taken into the thiophene group, the thiophene group is polymerized, and a large number of thiophene groups are connected in a chain, so that the electrons easily flow in the extending direction of the chain. As a result, the effect of improving the electron transport ability of the intermediate layer can also be obtained.
なお、上記化9で表される重合体では、1つのクラウンエーテルに対して1つのチオフェン基を有しているが、1つのクラウンエーテルに対して2つのチオフェン基を有する重合体を用いることもできる。
また、環状構造を備えるイオン捕捉物質としては、上記化1〜化9に示したような環状構造(クラウン環)を備えるものの他、例えば、下記化10で表される環状化合物(カリックスアレーン)を用いることができる。
In addition, although the polymer represented by the
Moreover, as an ion capture | acquisition substance provided with cyclic structure, in addition to what is equipped with the cyclic structure (crown ring) as shown in the said Chemical formula 1-
このうち、特にnが4、R1がtert-ブチル基のものは、アルカリ金属イオンに対して優れた捕捉能を有し、中間層6にアルカリ金属イオンが存在すると予想される場合のイオン捕捉物質として好適に用いられる。
また、環状構造を備えるイオン捕捉物質としては、この他、サイクラム(cyclam:1,4,8,11-tetrazacyclote-tradecane)、シクロデキストリン等を用いることができる。
Among these, those in which n is 4, and R 1 is tert-butyl group have excellent scavenging ability for alkali metal ions, and ion trapping is expected when alkali metal ions are expected to be present in the
In addition, as the ion trapping substance having a cyclic structure, a cyclam (1,4,8,11-tetrazacyclote-tradecane), cyclodextrin, or the like can be used.
なお、イオン捕捉物質61は、1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。例えば、中間層6に不純物としてアルカリ金属イオンが混入すること、陰極8から銀イオンのような金属イオンが拡散してくることの両方が予想される場合には、アルカリ金属イオンを捕捉し得るイオン捕捉物質と、陰極8由来の金属イオンを捕捉し得るイオン捕捉物質とを組み合わせて用いるのが好ましい。これにより、中間層6からの発光層5への金属イオンの拡散をより確実に防止することができ、発光層5の発光特性の低下をより確実に防止または抑制することができる。
この場合、アルカリ金属イオンを捕捉し得るイオン捕捉物質と、陰極8由来の金属イオンを捕捉し得るイオン捕捉物質との比率は、10:1〜1:20程度であるのが好ましく、3:1〜1:5程度であるのがより好ましい。これにより、アルカリ金属イオンおよび陰極8由来の金属イオンの双方を効率よく捕捉することができる。
The
In this case, the ratio of the ion trapping material capable of trapping alkali metal ions and the ion trapping material capable of trapping metal ions derived from the cathode 8 is preferably about 10: 1 to 1:20. More preferably, it is about ˜1: 5. Thereby, both alkali metal ions and metal ions derived from the cathode 8 can be efficiently captured.
以上のようなイオン捕捉物質61は、中間層6において、電子輸送材料中に分散している。このように中間層6を、電子輸送材料を含む構成とすることにより、中間層6に電子注入層7から注入された電子を発光層5まで輸送する電子輸送層としての機能を発揮させることができる。
本実施形態では、この電子輸送材料が、電子を輸送する機能を有する非共有電子対の数が1以下の有機化合物62を主材料として構成されている点に特徴を有する。
The
In the present embodiment, this electron transport material is characterized in that the main material is an
ここで、電子輸送材料が、非共有電子対を2以上有する有機化合物であるとすると、この有機化合物が、金属イオンに結合し得る。すなわち、中間層6中に存在する金属イオンを、非共有電子対を2以上有する有機化合物により捕捉することができる。そのため、たとえ上述したようなイオン捕捉物質61により金属イオンが捕捉されたとしても、このイオン捕捉物質61に隣接する、非共有電子対を2以上有する有機化合物との間で金属イオンの受け渡しが行われることとなる。その結果、金属イオンは、中間層6中を、非共有電子対を2以上有する有機化合物とイオン捕捉物質61とを介して拡散し、最終的には、中間層6から発光層5に拡散する。そのため、発光層5の発光特性が低下することとなる。
Here, when the electron transport material is an organic compound having two or more unshared electron pairs, the organic compound can be bonded to a metal ion. That is, metal ions present in the
これに対して、電子輸送材料を、電子を輸送する機能を有する非共有電子対の数が1以下の有機化合物62を主材料として構成すると、非共有電子対の数が1以下の有機化合物62は、金属イオンを捕捉し難い。そのため、中間層6をこのような有機化合物62中にイオン捕捉物質61が分散する構成とすれば、一旦、イオン捕捉物質61により捕捉された金属イオンが、有機化合物62を介して受け渡しされるようになるのを確実に防止して、イオン捕捉物質61により金属イオンを保持した状態を確実に維持することができる。その結果、中間層6からの発光層5への金属イオンの拡散を確実に防止することができる。
このような有機化合物62は、非共有電子対の数が1以下であれば良いが、非共有電子対を有さないものであるのが好ましい。これにより、有機化合物62を介した金属イオンの受け渡しをより確実に防止し得ることから、前述したような効果をより確実に得ることができる。
On the other hand, when the electron transport material is composed mainly of the
Such an
電子を輸送する機能を有する非共有電子対の数が1以下の有機化合物62としては、例えば、フラーレンおよびトリス(8−キノリノラト)アルミニウム(Alq3)等が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。このようなフラーレンおよびトリス(8−キノリノラト)アルミニウムは、電子輸送性に優れるとともに、金属イオンを極めて捕捉し難い。このため、これら有機化合物を電子輸送材料として用いることにより、中間層6中の金属イオンをイオン捕捉物質61により確実に捕捉し、保持することができる。また、中間層6は、電子輸送能に優れるものとなる。
Examples of the
また、中間層6中のイオン捕捉物質61の含有量(含有率)は、1〜40wt%程度であるのが好ましく、20〜30wt%程度であるのがより好ましい。イオン捕捉物質61の含有量を前記範囲とすることにより、中間層6に電子を輸送する電子輸送層としての機能を発揮させつつ、隣接するイオン捕捉物質61同士間で金属イオンの受け渡しが行われるようになるのを確実に防止できることから、イオン捕捉物質61により金属イオンをより確実に捕捉することができる。その結果、中間層6からの発光層5への金属イオンの拡散を確実に防止することができる。
Further, the content (content ratio) of the
このような中間層6の平均厚さは、20〜100nm程度であるのが好ましく、30〜60nm程度であるのがより好ましい。これにより、他の機能層から発光層5への金属イオンの拡散を、確実に防止することができるとともに、中間層6の電子輸送層としての機能を確実に発揮させることができる。
なお、このような発光素子1は、封止部材9側から光を取り出すトップエミッション型のものであるが、本発明の発光素子は、基板2側から光を取り出すボトムエミッション型の発光素子にも適用することができる。
The average thickness of the
Such a light emitting element 1 is a top emission type that extracts light from the sealing
以上のような発光素子1は、例えば、次のようにして製造することができる。
[1A] まず、基板2を用意し、この基板2上に陽極3を形成する。
陽極3は、例えば、プラズマCVD、熱CVDのような化学蒸着法(CVD)、真空蒸着等の乾式メッキ法、電解メッキ等の湿式メッキ法、溶射法、ゾル・ゲル法、MOD法、金属箔の接合等を用いて形成することができる。
The above light emitting element 1 can be manufactured as follows, for example.
[1A] First, a
The
[2A] 次に、陽極3上に正孔輸送層4を形成する。
正孔輸送層4は、例えば、正孔輸送材料を溶媒に溶解または分散媒に分散してなる正孔輸送層形成用材料を、陽極3上に供給した後、乾燥(脱溶媒または脱分散媒)することにより形成することができる。
正孔輸送層形成用材料の供給方法としては、例えば、スピンコート法、ロールコート法、インクジェット印刷法等の各種塗布法を用いることができる。かかる塗布法を用いることにより、正孔輸送層4を比較的容易に形成することができる。
[2A] Next, the hole transport layer 4 is formed on the
The hole transport layer 4 is formed, for example, by supplying a hole transport layer forming material obtained by dissolving a hole transport material in a solvent or dispersing in a dispersion medium onto the
As a method for supplying the hole transport layer forming material, for example, various coating methods such as a spin coating method, a roll coating method, and an ink jet printing method can be used. By using such a coating method, the hole transport layer 4 can be formed relatively easily.
正孔輸送層形成用材料の調製に用いる溶媒または分散媒としては、例えば、水、二硫化炭素等の無機溶媒や、メチルエチルケトン(MEK)、アセトン、ジエチルケトン等のケトン系溶媒、メタノール、エタノール等のアルコール系溶媒、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル等のエーテル系溶媒、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ等のセロソルブ系溶媒、ヘキサン、ペンタン等の脂肪族炭化水素系溶媒、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素系溶媒、ピリジン、ピラジン等の芳香族複素環化合物系溶媒、N,N−ジメチルホルムアミド(DMF)、N,N−ジメチルアセトアミド(DMA)等のアミド系溶媒、クロロベンゼン、ジクロロメタン等のハロゲン化合物系溶媒、酢酸エチル、酢酸メチル等のエステル系溶媒、ジメチルスルホキシド(DMSO)、スルホラン等の硫黄化合物系溶媒、アセトニトリル、プロピオニトリル等のニトリル系溶媒、ギ酸、酢酸等の有機酸系溶媒のような各種有機溶媒、または、これらを含む混合溶媒等が挙げられる。 Examples of the solvent or dispersion medium used for preparing the hole transport layer forming material include inorganic solvents such as water and carbon disulfide, ketone solvents such as methyl ethyl ketone (MEK), acetone, and diethyl ketone, methanol, ethanol, and the like. Alcohol solvents, ether solvents such as diethyl ether and diisopropyl ether, cellosolv solvents such as methyl cellosolve and ethyl cellosolve, aliphatic hydrocarbon solvents such as hexane and pentane, and aromatic hydrocarbon solvents such as toluene and xylene , Aromatic heterocyclic compound solvents such as pyridine and pyrazine, amide solvents such as N, N-dimethylformamide (DMF) and N, N-dimethylacetamide (DMA), halogen compound solvents such as chlorobenzene and dichloromethane, acetic acid Ester solvents such as ethyl and methyl acetate, dimethyl Examples include sulfur compound solvents such as sulfoxide (DMSO) and sulfolane, nitrile solvents such as acetonitrile and propionitrile, various organic solvents such as organic acid solvents such as formic acid and acetic acid, and mixed solvents containing these. It is done.
なお、乾燥は、例えば、大気圧または減圧雰囲気中での放置、加熱処理、不活性ガスの吹付け等により行うことができる。
また、正孔輸送層4は、例えば、CVD法や、真空蒸着、スパッタリング等の乾式メッキ法等を用いた気相プロセスによっても形成することができる。
また、本工程に先立って、陽極3の上面には、酸素プラズマ処理を施すようにしてもよい。これにより、陽極3の上面を親液性を付与すること、陽極3の上面に付着する有機物を除去(洗浄)すること、陽極3の上面付近の仕事関数を調整すること等を行うことができる。
ここで、酸素プラズマ処理の条件としては、例えば、プラズマパワー100〜800W程度、酸素ガス流量50〜100mL/min程度、被処理部材(陽極3)の搬送速度0.5〜10mm/sec程度、基板2の温度70〜90℃程度とするのが好ましい。
The drying can be performed, for example, by standing in an atmospheric pressure or a reduced pressure atmosphere, heat treatment, or blowing an inert gas.
The hole transport layer 4 can also be formed by a vapor phase process using, for example, a CVD method, a dry plating method such as vacuum deposition or sputtering.
Prior to this step, the upper surface of the
Here, the oxygen plasma treatment conditions include, for example, a plasma power of about 100 to 800 W, an oxygen gas flow rate of about 50 to 100 mL / min, a conveyance speed of the member to be treated (anode 3) of about 0.5 to 10 mm / sec, and a substrate. The temperature of 2 is preferably about 70 to 90 ° C.
[3A] 次に、正孔輸送層4上(陽極3の一方の面側)に、発光層5を形成する。
発光層5は、例えば、発光材料を溶媒に溶解または分散媒に分散してなる発光層形成用材料を、正孔輸送層4上に供給した後、乾燥(脱溶媒または脱分散媒)することにより形成することができる。
発光層形成用材料の供給方法および乾燥の方法は、前記正孔輸送層4の形成工程[2A]で説明したのと同様である。
[3A] Next, the
For example, the
The method for supplying the light emitting layer forming material and the method for drying are the same as those described in the formation step [2A] of the hole transport layer 4.
なお、前述したような発光材料を用いる場合、発光層形成用材料の調製に用いる溶媒または分散媒としては、非極性溶媒が好適であり、例えば、キシレン、トルエン、シクロヘキシルベンゼン、ジハイドロベンゾフラン、トリメチルベンゼン、テトラメチルベンゼン等の芳香族炭化水素系溶媒、ピリジン、ピラジン、フラン、ピロール、チオフェン、メチルピロリドン等の芳香族複素環化合物系溶媒、ヘキサン、ペンタン、ヘプタン、シクロヘキサン等の脂肪族炭化水素系溶媒等が挙げられ、これらを単独またはこれらを含む混合溶媒して用いることができる。 When the light emitting material as described above is used, a nonpolar solvent is suitable as the solvent or dispersion medium used for preparing the light emitting layer forming material, for example, xylene, toluene, cyclohexylbenzene, dihydrobenzofuran, trimethyl. Aromatic hydrocarbon solvents such as benzene and tetramethylbenzene, aromatic heterocyclic solvents such as pyridine, pyrazine, furan, pyrrole, thiophene and methylpyrrolidone, and aliphatic hydrocarbons such as hexane, pentane, heptane and cyclohexane A solvent etc. are mentioned, These can be used individually or as a mixed solvent containing these.
[4A] 次に、発光層5上に、中間層6を形成する。
中間層6は、例えば、前述したようなイオン捕捉物質61と、電子を輸送する機能を有する非共有電子対の数が1以下の有機化合物62とを溶媒に溶解または分散媒に分散してなる中間層形成用材料を、発光層上に供給した後、乾燥(脱溶媒または脱分散媒)することにより形成することができる。
中間層形成用材料の供給方法、中間層形成用材料の調製に用いる溶媒または分散媒、乾燥方法は、前記正孔輸送層4の形成工程[2A]で説明したのと同様である。
[4A] Next, the
The
The method for supplying the intermediate layer forming material, the solvent or dispersion medium used for preparing the intermediate layer forming material, and the drying method are the same as those described in the formation step [2A] of the hole transport layer 4.
[5A] 次に、中間層6上(発光層と反対側)に、電子注入層7を形成する。
電子注入層7の構成材料として無機材料を用いる場合、電子注入層7は、例えば、CVD法や、真空蒸着、スパッタリング等の乾式メッキ法等を用いた気相プロセス、無機微粒子インクの塗布および焼成等を用いて形成することができる。
[6A] 次に、電子注入層7上に、陰極8を形成する。
陰極8は、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、金属箔の接合、金属微粒子インクの塗布および焼成等を用いて形成することができる。
以上のような工程を経て、発光素子1が得られる。
最後に、得られた発光素子1を覆うように、シール材10を介在させた状態で封止部材9を被せ、シール材10を硬化することにより基板2に接合する。
[5A] Next, the electron injection layer 7 is formed on the intermediate layer 6 (on the side opposite to the light emitting layer).
When an inorganic material is used as the constituent material of the electron injection layer 7, the electron injection layer 7 is formed by, for example, a vapor phase process using a CVD method, a dry plating method such as vacuum vapor deposition or sputtering, and application and baking of inorganic fine particle ink. Etc. can be used.
[6A] Next, the cathode 8 is formed on the electron injection layer 7.
The cathode 8 can be formed by using, for example, a vacuum deposition method, a sputtering method, joining of metal foils, application and firing of metal fine particle ink, or the like.
The light emitting element 1 is obtained through the steps as described above.
Finally, the sealing
<<第2実施形態>>
次に、本発明の発光素子の第2実施形態について説明する。
図2は、本発明の発光素子の第2実施形態の縦断面図を模式的に示す図である。なお、以下では、説明の都合上、図2中の上側を「上」、下側を「下」として説明を行う。
以下、第2実施形態について、前記第1実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
図2に示す発光素子1は、中間層6’が前記第1実施形態で説明した中間層6と構成が異なり、電子注入層7と中間層6’との間に電子輸送層11が設けられている以外は、前記第1実施形態の発光素子と同様である。
<< Second Embodiment >>
Next, a second embodiment of the light emitting device of the present invention will be described.
FIG. 2 is a view schematically showing a longitudinal sectional view of a second embodiment of the light emitting device of the present invention. In the following description, for convenience of explanation, the upper side in FIG. 2 will be described as “upper” and the lower side as “lower”.
Hereinafter, the second embodiment will be described with a focus on differences from the first embodiment, and description of similar matters will be omitted.
The light-emitting element 1 shown in FIG. 2 has a structure in which an
以下、電子輸送層11および中間層6’の構成について説明する。
電子輸送層11は、電子注入層7から注入された電子を、中間層6’まで輸送する機能を有するものである。
電子輸送層11の構成材料(電子輸送材料)としては、特に限定されず、例えば、1,3,5−トリス[(3−フェニル−6−トリ−フルオロメチル)キノキサリン−2−イル]ベンゼン(TPQ1)のようなベンゼン系化合物、ナフタレン系化合物、フェナントレン系化合物、クリセン系化合物、ペリレン系化合物、ベンゾオキサゾールやベンゾチアゾールを配位子とする錯体のような各種金属錯体等が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を組み合わせてもちいることができる。
このような電子輸送層11にも、電子輸送材料を合成する際に用いられる触媒や溶媒に含まれるアルカリ金属イオンが混入している。
このような電子輸送層11の平均厚さは、特に限定されないが、1〜100nm程度であるのが好ましく、10〜50nm程度であるのがより好ましい。
Hereinafter, the configurations of the electron transport layer 11 and the
The electron transport layer 11 has a function of transporting electrons injected from the electron injection layer 7 to the
The constituent material (electron transport material) of the electron transport layer 11 is not particularly limited. For example, 1,3,5-tris [(3-phenyl-6-tri-fluoromethyl) quinoxalin-2-yl] benzene ( Benzene compounds such as TPQ1), naphthalene compounds, phenanthrene compounds, chrysene compounds, perylene compounds, various metal complexes such as complexes having benzoxazole or benzothiazole as a ligand, etc. One or two or more of them can be used in combination.
Such an electron transport layer 11 is also mixed with alkali metal ions contained in a catalyst and a solvent used when synthesizing an electron transport material.
Although the average thickness of such an electron carrying layer 11 is not specifically limited, It is preferable that it is about 1-100 nm, and it is more preferable that it is about 10-50 nm.
本実施形態では、中間層6’は、前記第1実施形態のように、イオン捕捉物質61と、電子を輸送する機能を有する有機化合物62とを主材料として構成されているのに代えて、イオン捕捉物質61と絶縁性ポリマー63とを主材料として構成され、さらに、絶縁性ポリマー63は、この絶縁性ポリマーを構成するモノマー成分が、主として非共有電子対の数が1以下のもので構成されている。
In the present embodiment, the
イオン捕捉物質61は、イオンを捕捉する機能を有する物質である。そのため、このイオン捕捉物質61を含有する中間層6’を、電子輸送層11と発光層5との間に設けることにより、陰極8や、電子注入層7および電子輸送層11から中間層6’に拡散してきた金属イオン、さらには中間層6’に含まれる絶縁性ポリマー63に由来する金属イオンを、このイオン捕捉物質61により捕捉することができる。すなわち、この中間層6’は、金属イオントラップ層として機能する。このため、金属イオンが、さらに発光層5に拡散するのが防止され、発光層5に金属イオンが拡散することによる発光特性の低下を防止することができる。
The
イオン捕捉物質61としては、前記第1実施形態と同様のものを挙げることができる。
このようなイオン捕捉物質61が絶縁性ポリマー63中に分散する構成とすることにより、中間層6’中に確実にイオン捕捉物質61を担持することができる。これにより、イオン捕捉物質61が、金属イオンを捕捉した状態で発光層5に移行するのを確実に防止することができる。
As the ion-trapping
By adopting a configuration in which such an
また、イオン捕捉物質61としては、前記第1実施形態と同様のものの他、上記化9で表される重合体と、絶縁性ポリマー63との共重合体であってもよい。この場合にも、共重合体は、上記化9で表される重合体と同様に高分子であることから、中間層6’内を移動し難く、金属イオンを捕捉した状態で発光層5に移行し、その発光特性を低下させるようになるのをより確実に防止することができる。
さらに、本実施形態の中間層6’では、イオン捕捉物質61が電子輸送材料中に分散するのに代えて、絶縁性ポリマー63で構成されたマトリクス中に分散しており、この絶縁性ポリマー63を構成するモノマー成分が、非共有電子対の数が1以下のものを主材料として構成されている点に特徴を有する。
Further, the
Further, in the
ここで、絶縁性ポリマー63が、このものを構成するモノマー成分が非共有電子対を2以上有するものを主材料として構成されているとすると、この非共有電子対を2以上有するモノマー成分が、金属イオンに結合し得る。すなわち、中間層6中に存在する金属イオンを、非共有電子対を2以上有するモノマー成分により捕捉することができる。そのため、たとえ上述したようなイオン捕捉物質61により金属イオンが捕捉されたとしても、このイオン捕捉物質61に隣接する、非共有電子対を2以上有するモノマー成分との間で金属イオンの受け渡しが行われることとなる。その結果、金属イオンは、中間層6’中を、非共有電子対を2以上有するモノマー成分とイオン捕捉物質61とを介して拡散し、最終的には、中間層6’から発光層5に拡散する。そのため、発光層5の発光特性が低下することとなる。
Here, if the insulating
これに対して、絶縁性ポリマー63を構成するモノマー成分を、非共有電子対の数が1以下のものを主材料として構成すると、非共有電子対の数が1以下のモノマー成分は、金属イオンを捕捉し難い。そのため、中間層6をこのようなモノマー成分を主材料として構成される絶縁性ポリマー63中にイオン捕捉物質61が分散する構成とすれば、一旦、イオン捕捉物質61により捕捉された金属イオンが、絶縁性ポリマー63を介して受け渡しされるようになるのを確実に防止して、イオン捕捉物質61により金属イオンを保持した状態を確実に維持することができる。その結果、中間層6からの発光層5への金属イオンの拡散を確実に防止することができる。
このような絶縁性ポリマー63を構成するモノマー成分は、非共有電子対の数が1以下であれば良いが、非共有電子対を有さないものであるのが好ましい。これにより、絶縁性ポリマー63を介した金属イオンの受け渡しをより確実に防止し得ることから、前述したような効果をより確実に得ることができる。
On the other hand, when the monomer component constituting the insulating
The monomer component constituting such an insulating
非共有電子対の数が1以下のモノマー成分で構成される絶縁性ポリマー63、すなわち非共有電子対が1以下のモノマー成分を含む絶縁性ポリマー63としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリイソブチレン、ポリブテンのような鎖状の脂肪族炭化水素で構成されるポリオレフィン、ポリスチレン等が挙げられる他、環状の脂肪族炭化水素を有するポリオレフィン(以下、「脂環式炭化水素含有ポリマー」と略す。)が挙げられる。
Examples of the insulating
これらの中でも、脂環式炭化水素含有ポリマーは、高耐圧性、低吸湿性、高耐熱性、高密度性、溶媒選択性等の特性に優れ、主鎖が剛直でガラス転移温度が高い高分子であることから、脂環式炭化水素含有ポリマーで構成されるマトリクス自体に金属イオンの拡散を防止する機能を付与することができる。そのため、脂環式炭化水素含有ポリマーを用いた場合、マトリクスにより金属イオンの拡散を確実に防止できるとともに、たとえマトリクス中を金属イオンが拡散したとしても、イオン捕捉物質61により拡散した金属イオンを確実に捕捉することができる。その結果、中間層6’からの発光層5への金属イオンの拡散をより確実に防止または抑制することができる。
Among these, alicyclic hydrocarbon-containing polymers are polymers with high pressure resistance, low moisture absorption, high heat resistance, high density, solvent selectivity, etc., a rigid main chain and a high glass transition temperature. Therefore, the function of preventing diffusion of metal ions can be imparted to the matrix itself composed of the alicyclic hydrocarbon-containing polymer. Therefore, when an alicyclic hydrocarbon-containing polymer is used, diffusion of metal ions can be reliably prevented by the matrix, and even if metal ions diffuse in the matrix, the metal ions diffused by the
このような脂環式炭化水素含有ポリマーに含まれる環状の脂肪族炭化水素は、好ましくは炭素数3〜20のもの、より好ましくは炭素数4〜15のものが選択される。具体的には、例えば、シクロペンタン、シクロヘキサン、シクロヘプタン、シクロデカン、ノルボルネン、ジシクロペンタジエン、テトラシクロドデセンなどが挙げられ、これらのうちの、1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。中でも、ノルボルネンを含むものが好ましい。ノルボルネンは、分子構造がかさ高いので、立体障害により、ポリオレフィンを容易にアモルファス構造にすることができる。その結果、均質な中間層6’を得ることができる。 The cyclic aliphatic hydrocarbon contained in such an alicyclic hydrocarbon-containing polymer is preferably one having 3 to 20 carbon atoms, more preferably one having 4 to 15 carbon atoms. Specifically, for example, cyclopentane, cyclohexane, cycloheptane, cyclodecane, norbornene, dicyclopentadiene, tetracyclododecene, and the like can be used, and one or more of these can be used in combination. . Among these, those containing norbornene are preferable. Since norbornene has a bulky molecular structure, polyolefin can be easily converted into an amorphous structure due to steric hindrance. As a result, a homogeneous intermediate layer 6 'can be obtained.
脂環式炭化水素含有ポリマーの分子量は、ゲルパーミネーションクロマトグラフィー(GPC)で測定したときに、ポリイソプレン換算の重量平均分子量(Mw)が、1×104〜5×106であることが好ましく、5×104〜1×106であることがより好ましい。分子量をかかる範囲内に設定することにより、高密度な中間層6’を形成することができるため、中間層6’からの金属イオンの拡散を防止することができる。
このような脂環式炭化水素含有ポリマーとしては、例えば、下記化11で表される化合物が挙げられる。
When the molecular weight of the alicyclic hydrocarbon-containing polymer is measured by gel permeation chromatography (GPC), the weight average molecular weight (Mw) in terms of polyisoprene is 1 × 10 4 to 5 × 10 6. Preferably, it is 5 × 10 4 to 1 × 10 6 . By setting the molecular weight within such a range, a high-density
Examples of such alicyclic hydrocarbon-containing polymers include compounds represented by the following chemical formula 11.
中間層6’中のイオン捕捉物質61の含有量(含有率)は、1〜40wt%程度であるのが好ましく、20〜30wt%程度であるのがより好ましい。イオン捕捉物質61の含有量を前記範囲とすることにより、隣接するイオン捕捉物質61同士間で金属イオンの受け渡しが行われるようになるのを確実に防止できることから、イオン捕捉物質61により金属イオンをより確実に捕捉することができる。その結果、中間層6からの発光層5への金属イオンの拡散を確実に防止することができる。
このような中間層6’を有する有機EL素子では、電子輸送層11によって輸送された電子は、トンネル効果によって中間層6’を通り抜け、発光層5に供給(注入)される。
The content (content ratio) of the
In the organic EL element having such an
このため、中間層6’は、トンネル効果によって電子が通り抜けられるだけの薄さとされる。具体的には、中間層6’の平均厚さは、5〜10nm程度であるのが好ましい。中間層6’の厚さを前記範囲より薄く設定すると、中間層6’を均一に形成するのが困難になり、形成される中間層6’において、十分なイオン捕捉能が得られないおそれがある。また、中間層6’が厚すぎると、電子輸送層11からの電子が中間層6’を通り抜け難くなり、発光層5への電子の注入効率が不十分となるおそれがある。
このような発光素子1は、例えば、前記工程[4A]を省略することにより中間層6に代えて、下記工程[4B−1]および下記工程[4B−2]を行うことにより中間層6’および電子輸送層11を形成する以外は、前記第1実施形態の発光素子と同様にして製造することができる。
For this reason, the
In such a light emitting device 1, for example, by omitting the step [4A], the
[4B−1] 前記工程[3A]で形成された発光層5上に、中間層6’を形成する。
中間層6’は、例えば、前述したようなイオン捕捉物質61と、絶縁性ポリマー63またはその前駆体を、溶媒に溶解または分散媒に分散してなる中間層形成用材料を、発光層5上に供給した後、必要に応じて、この塗膜に対して後処理(例えば加熱、赤外線の照射、超音波の付与等)を施すことにより形成することができる。
中間層形成用材料の供給方法、中間層形成用材料の調製に用いる溶媒または分散媒、乾燥方法は、前記正孔輸送層4の形成工程[2A]で説明したのと同様である。
[4B-1] An
For example, the
The method for supplying the intermediate layer forming material, the solvent or dispersion medium used for preparing the intermediate layer forming material, and the drying method are the same as those described in the formation step [2A] of the hole transport layer 4.
[4B−2] 次に、中間層6’上に、電子輸送層11を形成する。
電子輸送層11は、例えば、電子輸送材料を溶媒に溶解または分散媒に分散してなる電子輸送層形成用材料を、中間層6’上に供給した後、乾燥(脱溶媒または脱分散媒)することにより形成することができる。
電子輸送層形成用材料の供給方法、電子輸送層形成用材料の調製に用いる溶媒または分散媒、乾燥方法は、前記正孔輸送層4の形成工程[2A]で説明したのと同様である。
[4B-2] Next, the electron transport layer 11 is formed on the intermediate layer 6 '.
The electron transport layer 11 is dried (desolvent or dedispersion medium) after supplying an electron transport layer forming material obtained by, for example, dissolving an electron transport material in a solvent or dispersing in a dispersion medium onto the
The method for supplying the electron transport layer forming material, the solvent or dispersion medium used for the preparation of the electron transport layer forming material, and the drying method are the same as those described in the formation step [2A] of the hole transport layer 4.
また、電子輸送層11は、例えば、CVD法や、真空蒸着、スパッタリング等の乾式メッキ法等を用いた気相プロセスによっても形成することができる。
このような第2実施形態の発光素子によっても、前記第1実施形態の発光素子1と同様の作用・効果が得られる。
また、第1実施形態では、中間層6に金属イオントラップ層および電子輸送層の双方の機能を兼ねさせているのに対して、第2実施形態では、電子輸送層11と独立して、イオン捕捉物質を含有する中間層6’を設ける。このため、電子輸送層11に用いる電子輸送材料については、非共有電子対の数が1以下のものに限らず、各種電子輸送材料を用いることができる。すなわち、電子輸送材料の選択の幅を拡大することができる。
The electron transport layer 11 can also be formed by a vapor phase process using, for example, a CVD method, a dry plating method such as vacuum deposition or sputtering.
Also by the light emitting device of the second embodiment, the same operation and effect as the light emitting device 1 of the first embodiment can be obtained.
In the first embodiment, the
このような発光素子1は、例えば光源等として使用することができる。また、複数の発光素子1をマトリックス状に配置することにより、ディスプレイ装置(本発明の発光装置)を構成することができる。
なお、ディスプレイ装置の駆動方式としては、特に限定されず、アクティブマトリックス方式、パッシブマトリックス方式のいずれであってもよい。
Such a light emitting element 1 can be used as, for example, a light source. Further, a display device (the light emitting device of the present invention) can be configured by arranging a plurality of light emitting elements 1 in a matrix.
The driving method of the display device is not particularly limited, and may be either an active matrix method or a passive matrix method.
次に、本発明の発光装置を適用したディスプレイ装置の一例について説明する。
図3は、本発明の発光装置を適用したディスプレイ装置の実施形態を示す縦断面図である。
図3に示すディスプレイ装置100は、基体20と、この基体20上に設けられた複数の発光素子1とで構成されている。
Next, an example of a display device to which the light emitting device of the present invention is applied will be described.
FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing an embodiment of a display device to which the light emitting device of the present invention is applied.
The
基体20は、基板21と、この基板21上に形成された回路部22とを有している。
回路部22は、基板21上に形成された、例えば酸化シリコン層からなる保護層23と、保護層23上に形成された駆動用TFT(スイッチング素子)24と、第1層間絶縁層25と、第2層間絶縁層26とを有している。
駆動用TFT24は、シリコンからなる半導体層241と、半導体層241上に形成されたゲート絶縁層242と、ゲート絶縁層242上に形成されたゲート電極243と、ソース電極244と、ドレイン電極245とを有している。
このような回路部22上に、各駆動用TFT24に対応して、それぞれ、発光素子1が設けられている。また、隣接する発光素子1同士は、第1隔壁部31および第2隔壁部32により区画されている。
The
The
The driving TFT 24 includes a
On such a
本実施形態では、各発光素子1の陽極3は、画素電極を構成し、各駆動用TFT24のドレイン電極245に配線27により電気的に接続されている。また、各発光素子1の陰極8は、共通電極とされている。
そして、各発光素子1を覆うように封止部材(図示せず)が基体20に接合され、各発光素子1が封止されている。
ディスプレイ装置100は、単色表示であってもよく、各発光素子1に用いる発光材料を選択することにより、カラー表示も可能である。
このようなディスプレイ装置100(本発明の発光装置)は、各種の電子機器に組み込むことができる。
In the present embodiment, the
Then, a sealing member (not shown) is bonded to the base 20 so as to cover each light emitting element 1, and each light emitting element 1 is sealed.
The
Such a display device 100 (the light emitting device of the present invention) can be incorporated into various electronic devices.
図4は、本発明の電子機器を適用したモバイル型(またはノート型)のパーソナルコンピュータの構成を示す斜視図である。
この図において、パーソナルコンピュータ1100は、キーボード1102を備えた本体部1104と、表示部を備える表示ユニット1106とにより構成され、表示ユニット1106は、本体部1104に対しヒンジ構造部を介して回動可能に支持されている。
このパーソナルコンピュータ1100において、表示ユニット1106が備える表示部が前述のディスプレイ装置100で構成されている。
FIG. 4 is a perspective view showing a configuration of a mobile (or notebook) personal computer to which the electronic apparatus of the present invention is applied.
In this figure, a
In the
図5は、本発明の電子機器を適用した携帯電話機(PHSも含む)の構成を示す斜視図である。
この図において、携帯電話機1200は、複数の操作ボタン1202、受話口1204および送話口1206とともに、表示部を備えている。
携帯電話機1200において、この表示部が前述のディスプレイ装置100で構成されている。
FIG. 5 is a perspective view showing a configuration of a mobile phone (including PHS) to which the electronic apparatus of the present invention is applied.
In this figure, a
In the
図6は、本発明の電子機器を適用したディジタルスチルカメラの構成を示す斜視図である。なお、この図には、外部機器との接続についても簡易的に示されている。
ここで、通常のカメラは、被写体の光像により銀塩写真フィルムを感光するのに対し、ディジタルスチルカメラ1300は、被写体の光像をCCD(Charge Coupled Device)などの撮像素子により光電変換して撮像信号(画像信号)を生成する。
FIG. 6 is a perspective view showing the configuration of a digital still camera to which the electronic apparatus of the present invention is applied. In this figure, connection with an external device is also simply shown.
Here, an ordinary camera sensitizes a silver halide photographic film with a light image of a subject, whereas a
ディジタルスチルカメラ1300におけるケース(ボディー)1302の背面には、表示部が設けられ、CCDによる撮像信号に基づいて表示を行う構成になっており、被写体を電子画像として表示するファインダとして機能する。
ディジタルスチルカメラ1300において、この表示部が前述のディスプレイ装置100で構成されている。
A display unit is provided on the back of a case (body) 1302 in the
In the
ケースの内部には、回路基板1308が設置されている。この回路基板1308は、撮像信号を格納(記憶)し得るメモリが設置されている。
また、ケース1302の正面側(図示の構成では裏面側)には、光学レンズ(撮像光学系)やCCDなどを含む受光ユニット1304が設けられている。
A
A
撮影者が表示部に表示された被写体像を確認し、シャッタボタン1306を押下すると、その時点におけるCCDの撮像信号が、回路基板1308のメモリに転送・格納される。
また、このディジタルスチルカメラ1300においては、ケース1302の側面に、ビデオ信号出力端子1312と、データ通信用の入出力端子1314とが設けられている。そして、図示のように、ビデオ信号出力端子1312にはテレビモニタ1430が、デ−タ通信用の入出力端子1314にはパーソナルコンピュータ1440が、それぞれ必要に応じて接続される。さらに、所定の操作により、回路基板1308のメモリに格納された撮像信号が、テレビモニタ1430や、パーソナルコンピュータ1440に出力される構成になっている。
When the photographer confirms the subject image displayed on the display unit and presses the
In the
なお、本発明の電子機器は、図4のパーソナルコンピュータ(モバイル型パーソナルコンピュータ)、図5の携帯電話機、図6のディジタルスチルカメラの他にも、例えば、テレビや、ビデオカメラ、ビューファインダ型、モニタ直視型のビデオテープレコーダ、ラップトップ型パーソナルコンピュータ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳(通信機能付も含む)、電子辞書、電卓、電子ゲーム機器、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、防犯用テレビモニタ、電子双眼鏡、POS端末、タッチパネルを備えた機器(例えば金融機関のキャッシュディスペンサー、自動券売機)、医療機器(例えば電子体温計、血圧計、血糖計、心電表示装置、超音波診断装置、内視鏡用表示装置)、魚群探知機、各種測定機器、計器類(例えば、車両、航空機、船舶の計器類)、フライトシュミレータ、その他各種モニタ類、プロジェクター等の投射型表示装置等に適用することができる。
以上、本発明の発光素子、発光装置および電子機器を、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれらに限定されるものでない。
例えば、本発明の発光素子には、各層同士の間の少なくとも1つに、任意の目的の層を1層以上設けることもできる。
In addition to the personal computer (mobile personal computer) in FIG. 4, the mobile phone in FIG. 5, and the digital still camera in FIG. 6, the electronic apparatus of the present invention includes, for example, a television, a video camera, a viewfinder type, Monitor direct-view video tape recorder, laptop personal computer, car navigation system, pager, electronic notebook (including communication function), electronic dictionary, calculator, electronic game device, word processor, workstation, video phone, security TV Monitors, electronic binoculars, POS terminals, devices equipped with touch panels (for example, cash dispensers and automatic ticket vending machines for financial institutions), medical devices (for example, electronic thermometers, blood pressure monitors, blood glucose meters, electrocardiographs, ultrasound diagnostic devices, internal Endoscope display device), fish finder, various measuring instruments, Vessels such (e.g., gages for vehicles, aircraft, and ships), a flight simulator, various monitors, and a projection display such as a projector.
As mentioned above, although the light emitting element of this invention, the light-emitting device, and the electronic device were demonstrated based on embodiment of illustration, this invention is not limited to these.
For example, in the light-emitting element of the present invention, one or more desired layers can be provided in at least one of the layers.
次に、本発明の具体的実施例について説明する。
なお、下記に示した表1には、以下説明する各実施例にて用いた具体的なイオン捕捉物質、有機化合物、絶縁性ポリマーの種類および含有量等を一覧にして表示した。
1.発光素子の製造
以下の各実施例および比較例において、発光素子を5個ずつ製造した。
Next, specific examples of the present invention will be described.
In Table 1 shown below, specific ion trapping materials, organic compounds, types and contents of insulating polymers used in each example described below are listed and displayed.
1. Production of Light-Emitting Element Five light-emitting elements were produced in each of the following Examples and Comparative Examples.
(実施例1A)
<1> まず、平均厚さ0.5mmの透明なガラス基板を用意した。
<2> 次に、この基板上に、スパッタ法により、平均厚さ100nmのITO電極(陽極)を形成した。
そして、基板をアセトン、2−プロパノールの順に浸漬し、超音波洗浄した後、酸素プラズマ処理を施した。
<3> 次に、ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン/スチレンスルホン酸)(PEDOT/PSS)の水分散液を、ITO電極上に、スピンコート法により塗布した後、ホットプレート上で、大気圧下に200℃×10分間で乾燥した。これにより、平均厚さ60nmの正孔輸送層を形成した。
Example 1A
<1> First, a transparent glass substrate having an average thickness of 0.5 mm was prepared.
<2> Next, an ITO electrode (anode) having an average thickness of 100 nm was formed on the substrate by sputtering.
And after immersing a board | substrate in order of acetone and 2-propanol and ultrasonically cleaning, the oxygen plasma process was performed.
<3> Next, after applying an aqueous dispersion of poly (3,4-ethylenedioxythiophene / styrene sulfonic acid) (PEDOT / PSS) on the ITO electrode by a spin coating method, Dried at 200 ° C. for 10 minutes under atmospheric pressure. Thereby, a hole transport layer having an average thickness of 60 nm was formed.
<4> 次に、ポリビニルカルバゾール(PVK)とファクトリス(2−フェニルピリジン)イリジウム(Ir(ppy)3)とを溶解したキシレン溶液を、正孔輸送層上に、スピンコート法により塗布した後、ホットプレート上で、窒素雰囲気下、130℃×10分間で加熱処理した。これにより、平均厚さ70nmの発光層を形成した。なお、PVKとIr(ppy)3との配合比は、重量比で97:3とした。 <4> Next, a xylene solution in which polyvinylcarbazole (PVK) and factory (2-phenylpyridine) iridium (Ir (ppy) 3 ) are dissolved is applied onto the hole transport layer by a spin coating method. Then, heat treatment was performed on a hot plate at 130 ° C. for 10 minutes in a nitrogen atmosphere. Thereby, a light emitting layer having an average thickness of 70 nm was formed. The blending ratio of PVK and Ir (ppy) 3 was 97: 3 by weight.
<5> 次に、イオン捕捉物質として上記化1(a)でnが2のものである12−クラウン−4と、電子輸送材料(電子を輸送する機能を有する有機化合物)としてフラーレンとを含有する酢酸ブチル溶液を用意し、この酢酸ブチル溶液を発光層上に、インクジェット法により供給した後、ホットプレート上において60℃×10分間で乾燥した。なお、フラーレンと12−クラウン−4との配合比は、重量比で5:1とした。
これにより、平均厚さ50nmの中間層を形成した。
<5> Next, 12-crown-4 in which n is 2 in the above chemical formula 1 (a) as an ion trapping substance and fullerene as an electron transport material (an organic compound having a function of transporting electrons) A butyl acetate solution was prepared, and this butyl acetate solution was supplied onto the light emitting layer by an inkjet method, and then dried on a hot plate at 60 ° C. for 10 minutes. The blending ratio of fullerene and 12-crown-4 was 5: 1 by weight.
Thereby, an intermediate layer having an average thickness of 50 nm was formed.
<6> 次に、中間層上に、フッ化リチウム(LiF)を真空蒸着法により成膜し、平均厚さ5nmの電子注入層を形成した。
<7> 次に、MgとAgとを、同時に、真空蒸着法により成膜した。これにより、MgAg合金で構成される平均厚さ200nmの陰極を形成した。
<8> 次に、形成した各層を覆うように、ガラス製の保護カバー(封止部材)を被せ、エポキシ樹脂により固定、封止した。
以上の工程により、発光素子を製造した。
<6> Next, on the intermediate layer, lithium fluoride (LiF) was formed by a vacuum evaporation method to form an electron injection layer having an average thickness of 5 nm.
<7> Next, Mg and Ag were simultaneously formed by a vacuum deposition method. As a result, a cathode having an average thickness of 200 nm made of an MgAg alloy was formed.
<8> Next, a glass protective cover (sealing member) was placed over the formed layers, and fixed and sealed with an epoxy resin.
The light emitting device was manufactured through the above steps.
(実施例2A)
前記工程<5>において、フラーレンと12−クラウン−4との配合比を、重量比で3:1とした以外は、前記実施例1Aと同様にして、発光素子を製造した。
(実施例3A)
前記工程<5>において、イオン捕捉物質として上記化6(b)のものであるクリプタート−211を用いた以外は、前記実施例1Aと同様にして、発光素子を製造した。
(Example 2A)
A light emitting device was produced in the same manner as in Example 1A, except that the blending ratio of fullerene and 12-crown-4 was 3: 1 in the step <5>.
(Example 3A)
A light emitting device was manufactured in the same manner as in Example 1A, except that in the step <5>, cryptate-211 which is the chemical formula 6 (b) was used as the ion trapping substance.
(実施例4A)
前記工程<6>において、電子注入層をフッ化セシウム(CsF)を用いて形成した以外は、前記実施例1Aと同様にして、発光素子を製造した。
(実施例5A)
前記工程<5>において、イオン捕捉物質として上記化1(a)でnが5のものである21−クラウン−7を用い、前記工程<6>において、電子注入層をフッ化セシウム(CsF)を用いて形成した以外は、前記実施例1Aと同様にして、発光素子を製造した。
(Example 4A)
A light emitting device was manufactured in the same manner as in Example 1A, except that in step <6>, the electron injection layer was formed using cesium fluoride (CsF).
(Example 5A)
In the step <5>, 21-crown-7 in which n is 5 in the above chemical formula 1 (a) is used as the ion trapping substance, and in the step <6>, the electron injection layer is made of cesium fluoride (CsF). A light emitting device was manufactured in the same manner as in Example 1A, except that it was formed using the above.
(実施例6A)
前記工程<5>において、イオン捕捉物質としてクリプタート−211を用い、前記工程<6>において、電子注入層をフッ化セシウム(CsF)を用いて形成した以外は、前記実施例1Aと同様にして、発光素子を製造した。
(実施例7A)
前記工程<5>において、イオン捕捉物質として上記化4でnが4のチアクラウンエーテル(Agイオンを選択的に捕捉するイオン捕捉物質)を用いた以外は、前記実施例1Aと同様にして、発光素子を製造した。
(Example 6A)
In the step <5>, cryptate-211 was used as an ion trapping substance, and in the step <6>, an electron injection layer was formed using cesium fluoride (CsF). A light emitting device was manufactured.
(Example 7A)
In the step <5>, except that the thiacrown ether in which n is 4 in the above chemical formula 4 (an ion trapping substance that selectively traps Ag ions) is used as the ion trapping substance, the same as in Example 1A, A light emitting device was manufactured.
(実施例8A)
前記工程<5>において、イオン捕捉物質としてクリプタート−211と上記化4でnが4のチアクラウンエーテルとを、1:1(重量比)で混合したものを用いた以外は、前記実施例1Aと同様にして、発光素子を製造した。
(実施例9A)
前記工程<5>において、電子輸送材料としてAlq3を用いた以外は、前記実施例1Aと同様にして、発光素子を製造した。
(Example 8A)
Example 1A above, except that, in the step <5>, cryptate-211 as an ion trapping substance and thiacrown ether in which n is 4 in the above chemical formula 4 are mixed in a 1: 1 (weight ratio). A light emitting device was manufactured in the same manner as described above.
(Example 9A)
A light emitting device was manufactured in the same manner as in Example 1A, except that Alq 3 was used as the electron transport material in the step <5>.
(実施例10A)
前記工程<5>において、イオン捕捉物質として21−クラウン−7を、電子輸送材料としてAlq3をそれぞれ用い、前記工程<6>において、電子注入層をフッ化セシウム(CsF)を用いて形成した以外は、前記実施例1Aと同様にして、発光素子を製造した。
(Example 10A)
In step <5>, 21-crown-7 was used as an ion trapping substance, and Alq 3 was used as an electron transport material. In step <6>, an electron injection layer was formed using cesium fluoride (CsF). Except for the above, a light-emitting element was manufactured in the same manner as in Example 1A.
(比較例1A)
前記工程<5>において、12−クラウン−4の添加を省略した以外は、前記実施例1Aと同様にして、発光素子を製造した。
(比較例2A)
前記工程<5>において、電子輸送材料として下記化12で表されるバソクロプロインを用いた以外は、前記実施例1Aと同様にして、発光素子を製造した。
(Comparative Example 1A)
A light emitting device was manufactured in the same manner as in Example 1A, except that the addition of 12-crown-4 was omitted in Step <5>.
(Comparative Example 2A)
A light emitting device was manufactured in the same manner as in Example 1A except that in the step <5>, bathocloproin represented by the following chemical formula 12 was used as the electron transport material.
(比較例3A)
前記工程<5>において、12−クラウン−4の添加を省略し、前記工程<6>において、電子注入層をフッ化セシウム(CsF)を用いて形成した以外は、前記実施例1Aと同様にして、発光素子を製造した。
(比較例4A)
前記工程<5>において、イオン捕捉物質として21−クラウン−7を、電子輸送材料として上記化12で表されるバソクロプロインをそれぞれ用い、前記工程<6>において、電子注入層をフッ化セシウム(CsF)を用いて形成した以外は、前記実施例1Aと同様にして、発光素子を製造した。
(Comparative Example 3A)
In step <5>, the addition of 12-crown-4 was omitted, and in step <6>, the electron injection layer was formed using cesium fluoride (CsF). Thus, a light emitting device was manufactured.
(Comparative Example 4A)
In step <5>, 21-crown-7 is used as an ion trapping substance, and bathocloproin represented by the above formula 12 is used as an electron transport material. In step <6>, the electron injection layer is formed of cesium fluoride (CsF A light emitting device was manufactured in the same manner as in Example 1A except that the light emitting device was formed using the above.
(実施例1B)
前記工程<5>に代えて、下記工程<5−1>および下記工程<5−2>を経ることにより、中間層および電子輸送層を形成した以外は、前記実施例1Aと同様にして、発光素子を製造した。
<5−1> イオン捕捉物質として12−クラウン−4と、絶縁性ポリマーとしてポリスチレンとを含有する酢酸ブチル溶液を用意し、この酢酸ブチル溶液を発光層上に、インクジェット法により供給した後、ホットプレート上において60℃×10分間で乾燥した。なお、フラーレンと12−クラウン−4との配合比は、重量比で5:1とした。
これにより、平均厚さ7nmの中間層を形成した。
<5−2> 次に、1,3,5−トリス[(3−フェニル−6−トリ−フルオロメチル)キノキサリン−2−イル]ベンゼン(TPQ1)を真空蒸着することにより、平均厚さ60nmの電子輸送層を形成した。
(Example 1B)
Instead of the step <5>, the intermediate layer and the electron transport layer were formed by passing through the following step <5-1> and the following step <5-2>. A light emitting device was manufactured.
<5-1> A butyl acetate solution containing 12-crown-4 as an ion trapping substance and polystyrene as an insulating polymer is prepared, and this butyl acetate solution is supplied onto the light emitting layer by an inkjet method, and then hot It dried on the plate at 60 ° C. for 10 minutes. The blending ratio of fullerene and 12-crown-4 was 5: 1 by weight.
Thereby, an intermediate layer having an average thickness of 7 nm was formed.
<5-2> Next, 1,3,5-tris [(3-phenyl-6-tri-fluoromethyl) quinoxalin-2-yl] benzene (TPQ1) was vacuum-deposited to obtain an average thickness of 60 nm. An electron transport layer was formed.
(実施例2B)
前記工程<5−1>において、フラーレンと12−クラウン−4との配合比を、重量比で3:1とした以外は、前記実施例1Bと同様にして、発光素子を製造した。
(実施例3B)
前記工程<5−1>において、イオン捕捉物質として上記化6(b)のものであるクリプタート−211を用いた以外は、前記実施例1Bと同様にして、発光素子を製造した。
(Example 2B)
A light emitting device was manufactured in the same manner as in Example 1B, except that the blending ratio of fullerene and 12-crown-4 was 3: 1 in the step <5-1>.
(Example 3B)
A light emitting device was manufactured in the same manner as in Example 1B, except that in the step <5-1>, cryptate-211 which is the chemical formula 6 (b) was used as the ion trapping substance.
(実施例4B)
前記工程<6>において、電子注入層をフッ化セシウム(CsF)を用いて形成した以外は、前記実施例1Bと同様にして、発光素子を製造した。
(実施例5B)
前記工程<5−1>において、イオン捕捉物質として上記化1(a)でnが5のものである21−クラウン−7を用い、前記工程<6>において、電子注入層をフッ化セシウム(CsF)を用いて形成した以外は、前記実施例1Bと同様にして、発光素子を製造した。
(Example 4B)
A light emitting device was manufactured in the same manner as in Example 1B, except that, in step <6>, the electron injection layer was formed using cesium fluoride (CsF).
(Example 5B)
In the step <5-1>, 21-crown-7 in which n is 5 in the above chemical formula 1 (a) is used as the ion trapping substance, and in the step <6>, the electron injection layer is made of cesium fluoride ( A light emitting device was manufactured in the same manner as in Example 1B except that it was formed using CsF).
(実施例6B)
前記工程<5−1>において、イオン捕捉物質としてクリプタート−211を用い、前記工程<6>において、電子注入層をフッ化セシウム(CsF)を用いて形成した以外は、前記実施例1Bと同様にして、発光素子を製造した。
(実施例7B)
前記工程<5−1>において、イオン捕捉物質として上記化4でnが4のチアクラウンエーテル(Agイオンを選択的に捕捉するイオン捕捉物質)を用いた以外は、前記実施例1Bと同様にして、発光素子を製造した。
(Example 6B)
Similar to Example 1B, except that in the step <5-1>, cryptate-211 was used as the ion trapping substance, and in the step <6>, the electron injection layer was formed using cesium fluoride (CsF). Thus, a light emitting device was manufactured.
(Example 7B)
In the step <5-1>, the same procedure as in Example 1B was performed except that the thiacrown ether (ion trapping material that selectively traps Ag ions) in the above-described chemical formula 4 was used as the ion trapping material. Thus, a light emitting device was manufactured.
(実施例8B)
前記工程<5−1>において、イオン捕捉物質としてクリプタート−211と上記化4でnが4のチアクラウンエーテルとを、1:1(重量比)で混合したものを用いた以外は、前記実施例1Bと同様にして、発光素子を製造した。
(実施例9B)
前記工程<5−1>において、絶縁性ポリマーとしてポリエチレンを用いた以外は、前記実施例1Bと同様にして、発光素子を製造した。
(Example 8B)
In the above-mentioned step <5-1>, the above-mentioned implementation was performed except that a mixture of cryptate-211 and thiacrown ether in which n is 4 in the above chemical formula (1: 1) (weight ratio) was used as an ion trapping substance. A light emitting device was manufactured in the same manner as in Example 1B.
(Example 9B)
A light emitting device was manufactured in the same manner as in Example 1B except that polyethylene was used as the insulating polymer in the step <5-1>.
(実施例10B)
前記工程<5−1>において、イオン捕捉物質として21−クラウン−7を、絶縁性ポリマーとしてポリエチレンをそれぞれ用い、前記工程<6>において、電子注入層をフッ化セシウム(CsF)を用いて形成した以外は、前記実施例1Bと同様にして、発光素子を製造した。
(Example 10B)
In step <5-1>, 21-crown-7 is used as the ion trapping substance, and polyethylene is used as the insulating polymer. In step <6>, the electron injection layer is formed using cesium fluoride (CsF). A light emitting device was manufactured in the same manner as in Example 1B except that.
(実施例11B)
前記工程<5−1>において、絶縁性ポリマーとして上記化11(e)のもの(mが200、nが300、R1およびR2がメチル基であるもの)であるシクロオレフィン含有ポリマーを用いた以外は、前記実施例1Bと同様にして、発光素子を製造した。
(実施例12B)
前記工程<5−1>において、イオン捕捉物質として21−クラウン−7を、絶縁性ポリマーとして上記化11(e)のもの(mが200、nが300、R1およびR2がメチル基であるもの)であるシクロオレフィン含有ポリマーをそれぞれ用い、前記工程<6>において、電子注入層をフッ化セシウム(CsF)を用いて形成した以外は、前記実施例1Bと同様にして、発光素子を製造した。
(Example 11B)
In the step <5-1>, a cycloolefin-containing polymer which is the above-described chemical formula 11 (e) (m is 200, n is 300, R 1 and R 2 are methyl groups) is used as the insulating polymer. A light emitting device was manufactured in the same manner as in Example 1B except that.
(Example 12B)
In the step <5-1>, 21-crown-7 is used as an ion-trapping substance, and the above-described chemical compound 11 (e) is used as an insulating polymer (m is 200, n is 300, R 1 and R 2 are methyl groups) A light-emitting device was prepared in the same manner as in Example 1B, except that each of the cycloolefin-containing polymers was one and the electron injection layer was formed using cesium fluoride (CsF) in the step <6>. Manufactured.
(比較例1B)
前記工程<5−1>において、12−クラウン−4の添加を省略した以外は、前記実施例1Bと同様にして、発光素子を製造した。
(比較例2B)
前記工程<5−1>において、絶縁性ポリマーとしてポリビニルフェノール(PVP)を用いた以外は、前記実施例1Bと同様にして、発光素子を製造した。
(Comparative Example 1B)
A light emitting device was manufactured in the same manner as in Example 1B, except that the addition of 12-crown-4 was omitted in the step <5-1>.
(Comparative Example 2B)
In the step <5-1>, a light emitting device was produced in the same manner as in Example 1B, except that polyvinylphenol (PVP) was used as the insulating polymer.
(比較例3B)
前記工程<5−1>において、12−クラウン−4の添加を省略し、前記工程<6>において、電子注入層をフッ化セシウム(CsF)を用いて形成した以外は、前記実施例1Bと同様にして、発光素子を製造した。
(比較例4B)
前記工程<5−1>において、イオン捕捉物質として21−クラウン−7を、絶縁性ポリマーとしてポリビニルフェノール(PVP)を用い、前記工程<6>において、電子注入層をフッ化セシウム(CsF)を用いて形成した以外は、前記実施例1Bと同様にして、発光素子を製造した。
(Comparative Example 3B)
In Example <1>, except that the addition of 12-crown-4 was omitted in Step <5-1>, and the electron injection layer was formed using cesium fluoride (CsF) in Step <6>. Similarly, a light emitting device was manufactured.
(Comparative Example 4B)
In step <5-1>, 21-crown-7 is used as the ion trapping substance, polyvinylphenol (PVP) is used as the insulating polymer, and in step <6>, the electron injection layer is made of cesium fluoride (CsF). A light emitting device was produced in the same manner as in Example 1B, except that it was used.
2.評価
2−1.発光効率の評価
各実施例および各比較例の発光素子に対して、製造直後に、それぞれ、陽極と陰極との間に直流電源より8Vの電圧を印加し、このときの電流値および輝度を測定した。そして、これらの値から、発光効率[cd/A]を求めた。
2. Evaluation 2-1. Evaluation of luminous efficiency Immediately after production, a voltage of 8 V was applied between the anode and the cathode from the direct current power source, and the current value and luminance were measured. did. From these values, the luminous efficiency [cd / A] was determined.
次に、これらの発光素子を、大気中(25℃)に30日間放置した後、再度、上記と同様にして、電流値および輝度を測定することにより、発光効率[cd/A]を求めた。
なお、発光効率[cd/A]の算出は、各実施例および比較例ともに、5個の発光素子について行った。
そして、比較例1Aで測定された製造直後および30日後の発光効率を基準値として、それぞれ、実施例1A〜10Aおよび比較例2A〜4Aで測定された製造直後および30日後の発光効率を以下の4段階の基準に従って評価した。
◎:比較例1Aの発光効率に対し、3.0倍以上である
○:比較例1Aの発光効率に対し、1.5倍以上、3.0倍未満である
△:比較例1Aの発光効率に対し、1.0倍以上、1.5倍未満である
×:比較例1Aの発光効率に対し、0.8倍以上、1.0倍未満である
Next, after leaving these light-emitting elements in the atmosphere (25 ° C.) for 30 days, the light emission efficiency [cd / A] was obtained by measuring the current value and the luminance again in the same manner as described above. .
In addition, calculation of luminous efficiency [cd / A] was performed about five light emitting elements in each Example and the comparative example.
Then, the luminous efficiencies immediately after the production and 30 days after the production measured in Examples 1A to 10A and Comparative Examples 2A to 4A, respectively, with the luminous efficiency immediately after the production measured in Comparative Example 1A and after 30 days as a reference value, respectively, Evaluation was made according to a four-stage criterion.
A: The luminous efficiency of Comparative Example 1A is 3.0 times or more. O: The luminous efficiency of Comparative Example 1A is 1.5 times or more and less than 3.0 times. Δ: The luminous efficiency of Comparative Example 1A. In contrast, 1.0 times or more and less than 1.5 times x: 0.8 times or more and less than 1.0 times the light emission efficiency of Comparative Example 1A
さらに、比較例1Bで測定された製造直後および30日後の発光効率を基準値として、それぞれ、実施例1B〜12Bおよび比較例2B〜4Bで測定された製造直後および30日後の発光効率を以下の4段階の基準に従って評価した。
◎:比較例1Bの発光効率に対し、3.0倍以上である
○:比較例1Bの発光効率に対し、1.5倍以上、3.0倍未満である
△:比較例1Bの発光効率に対し、1.0倍以上、1.5倍未満である
×:比較例1Bの発光効率に対し、0.8倍以上、1.0倍未満である
これらの評価結果を、それぞれ、以下の表1および表2に示す。
Further, the luminous efficiencies immediately after production and after 30 days measured in Examples 1B to 12B and Comparative Examples 2B to 4B, respectively, were determined using the luminous efficiencies immediately after production and after 30 days measured in Comparative Example 1B as the reference values. Evaluation was made according to a four-stage criterion.
A: The luminous efficiency of Comparative Example 1B is 3.0 times or more. O: The luminous efficiency of Comparative Example 1B is 1.5 times or more and less than 3.0 times. Δ: The luminous efficiency of Comparative Example 1B. In contrast, 1.0 times or more and less than 1.5 times x: 0.8 times or more and less than 1.0 times the light emission efficiency of Comparative Example 1B. It shows in Table 1 and Table 2.
表1および表2に示すように、各実施例の発光素子は、いずれも、比較例1Aまたは1Bの発光素子に対して、製造直後の発光効率ではほぼ等しいか若干優れた結果が得られたが、30日後の発光効率では特に優れた結果が得られた。
これに対して、各比較例で製造した発光素子は、いずれも、比較例1Aまたは1Bの発光素子に対して、製造直後および30日後の発光効率ともに、ほぼ等しいか、それより劣る結果が得られた。
これにより、本発明の発光素子では、中間層から発光層への金属イオンの拡散が好適に防止または抑制されていることが明らかとなった。
As shown in Table 1 and Table 2, the light-emitting elements of each example had almost the same or slightly better results than the light-emitting elements of Comparative Example 1A or 1B in the luminous efficiency immediately after manufacture. However, particularly excellent results were obtained with the luminous efficiency after 30 days.
On the other hand, the light-emitting elements manufactured in the respective comparative examples were almost the same or inferior to the light-emitting efficiency immediately after manufacture and after 30 days with respect to the light-emitting elements of Comparative Example 1A or 1B. It was.
Thereby, in the light emitting element of this invention, it became clear that the diffusion of the metal ion from an intermediate | middle layer to a light emitting layer was prevented or suppressed suitably.
また、上述したような傾向は、実施例1B〜12Bで製造した発光素子よりも、実施例1A〜10Aで製造した発光素子においてより顕著に認められた。これは、イオン捕捉物質に捕捉された金属イオンが中間層(電子輸送層)中において、この層に含まれる電子輸送材料の電子輸送能を向上させるドーパントとして機能していることによると推察される。 Moreover, the tendency as mentioned above was recognized more notably in the light emitting elements manufactured in Examples 1A to 10A than in the light emitting elements manufactured in Examples 1B to 12B. This is presumably because the metal ions trapped by the ion trapping substance function in the intermediate layer (electron transport layer) as a dopant that improves the electron transport ability of the electron transport material contained in this layer. .
1……発光素子 2……基板 3……陽極 4……正孔輸送層 5……発光層 6、6’……中間層 61……イオン捕捉物質 62……有機化合物 63……絶縁性ポリマー 7……電子注入層 8……陰極 9……封止部材 10……シール材 11……電子輸送層 15……積層体 100……ディスプレイ装置 20……基体 21……基板 22……回路部 23……保護層 24……駆動用TFT 241……半導体層 242……ゲート絶縁層 243……ゲート電極 244……ソース電極 245……ドレイン電極 25……第1層間絶縁層 26……第2層間絶縁層 27……配線 31……第1隔壁部 32……第2隔壁部 1100……パーソナルコンピュータ 1102……キーボード 1104……本体部 1106……表示ユニット 1200……携帯電話機 1202……操作ボタン 1204……受話口 1206……送話口 1300‥‥ディジタルスチルカメラ 1302‥‥ケース(ボディー) 1304‥‥受光ユニット 1306‥‥シャッタボタン 1308‥‥回路基板 1312‥‥ビデオ信号出力端子 1314‥‥データ通信用の入出力端子 1430‥‥テレビモニタ 1440‥‥パーソナルコンピュータ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ...
Claims (16)
陰極と、
前記陽極と前記陰極との間に設けられた有機発光層と、
前記陰極と前記有機発光層との間に設けられた中間層とを有し、
該中間層は、金属イオンを捕捉し得るイオン捕捉物質と、電子を輸送する機能を有する非共有電子対の数が1以下の有機化合物とを含むことを特徴とする発光素子。 The anode,
A cathode,
An organic light emitting layer provided between the anode and the cathode;
An intermediate layer provided between the cathode and the organic light emitting layer;
The light-emitting element, wherein the intermediate layer includes an ion-trapping substance capable of capturing metal ions and an organic compound having a number of unshared electron pairs having a function of transporting electrons of 1 or less.
陰極と、
前記陽極と前記陰極との間に設けられた有機発光層と、
前記陰極と前記有機発光層との間に設けられた中間層とを有し、
該中間層は、金属イオンを捕捉し得るイオン捕捉物質と、絶縁性ポリマーとを含み、
前記絶縁性ポリマーは、非共有電子対が1以下のモノマー成分を含む、ことを特徴とする発光素子。 The anode,
A cathode,
An organic light emitting layer provided between the anode and the cathode;
An intermediate layer provided between the cathode and the organic light emitting layer;
The intermediate layer includes an ion trapping material capable of trapping metal ions and an insulating polymer,
The light-emitting element, wherein the insulating polymer includes a monomer component having an unshared electron pair of 1 or less.
前記イオン捕捉物質は、前記金属元素に由来する金属イオンを捕捉し得るものである請求項1ないし9のいずれかに記載の発光素子。 The cathode contains a metal element,
The light-emitting element according to claim 1, wherein the ion trapping substance is capable of trapping metal ions derived from the metal element.
前記イオン捕捉物質は、前記アルカリ金属化合物に由来するアルカリ金属イオンを捕捉し得るものである請求項1ないし10のいずれかに記載の発光素子。 An electron injection layer containing an alkali metal compound is provided between the cathode and the intermediate layer,
The light-emitting element according to claim 1, wherein the ion trapping substance is capable of trapping alkali metal ions derived from the alkali metal compound.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
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2007
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