JP2011233516A - 有機電界素子用組成物の製造方法、有機電界素子用組成物、有機電界発光素子の製造方法、有機電界発光素子、有機el表示装置および有機el照明 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】有機電界発光素子用組成物の製造方法であって、有機電界発光素子材料及び溶剤を含有する液を濾過する濾過工程を有し、該組成物は、該濾過工程後の液を8時間以上経過させる経過工程を経た後に得られ、有機電界発光素子の有機層の湿式成膜に用いられることを特徴とする、有機電界発光素子用組成物の製造方法。
【選択図】図1
Description
更に、鋭意検討を重ねた結果、この液を濾過後、一定期間経過してから湿式成膜に用いて素子を作製することで、上記課題を解決することを見出して、本発明に到達した。
本発明の方法により製造された有機電界発光素子は、電流効率が高く、また駆動寿命が長いため、フラットパネル・ディスプレイ(例えばOAコンピュータ用や壁掛けテレビ)や面発光体としての特徴を生かした光源(例えば、複写機の光源、液晶ディスプレイや計器類のバックライト光源)、表示板、標識灯への応用が考えられ、その技術的価値は高いものである。
本発明の有機電界発光素子用組成物の製造方法(以下、「本発明の組成物の製造方法」と記載することがある。)は、有機電界発光素子材料及び溶剤を含有する液を濾過する濾過工程を有する。また、該組成物は、該濾過工程後の液を8時間以上経過させる経過工程を経た後に得られるものであり、有機電界発光素子の有機層の湿式成膜に用いられる。
本発明における効果が奏される作用機構の詳細は、次の通り推測される。
有機電界発光素子材料及び溶剤を含有する液を、例えばフィルターなどを用いて濾過すると、濾過により液が不安定な状態となる。
より具体的には、組成物中の有機電界発光素子材料などが、フィルターなどに接触することにより、検出することが難しいサイズの非常に微細なクラスターなどが形成される。この状態の液を湿式成膜工程に供すると、成膜された膜内に微細なクラスターなどが存在することになり、これにより電気特性が損なわれ、駆動寿命の低下や輝度効率の低下などが起こると推測される。一方、本発明では、濾過工程後に所定期間の経過工程を設けることで、濾過工程時に発生した微細なクラスターなどが分解されると考えられる。この組成物を用いて湿式成膜することにより、得られる膜中に含まれる該クラスターなどの割合が減る。これにより、得られる素子の駆動寿命が長い、輝度効率が高いなどの効果が奏されるものと考えられる。
本発明における有機電界発光素子用組成物は、有機電界発光素子材料と溶剤とを含有する。ここで、有機電界発光素子材料は、溶剤に溶解していても良いし、溶剤に分散していても良い。
有機電界発光素子材料とは、有機電界発光素子の陽極と陰極の間の層に含有される材料である。有機電界発光素子材料としては、例えば、正孔輸送能や電子輸送能を有する電荷輸送材料、発光材料、電子受容性化合物などが挙げられる。有機電界発光素子材料には、特に制限はなく、形成する有機層によって、適宜材料を選択することが可能であり、公知の材料も用いることができる。
以下、特に、有機電界発光素子材料が、発光層材料である場合、つまり、本発明に係る有機電界発光素子用組成物が発光層形成用組成物である場合を例示して詳述する。発光層形成用組成物以外の態様については、例えば、後述の[4]有機電界発光素子の項に記載の材料および溶剤が挙げられる。
発光層材料としては、少なくとも発光材料を含み、好ましくは更に電荷輸送材料を含有する。また、発光層材料は、成膜性の向上を目的として、レベリング剤や消泡剤等の各種添加剤を含有してもよい。
発光材料としては、通常、有機電界発光素子の発光材料として使用されているものであれば限定されない。発光材料は、例えば、蛍光発光材料であってもよく、燐光発光材料であってもよく、また、発光材料は、例えば、青色は蛍光発光材料、緑色および赤色は燐光発光材料を用いるなどのように、蛍光発光材料と燐光発光材料を組み合わせて用いてもよい。
以下、発光材料のうち蛍光発光材料の例を挙げる。しかし、蛍光発光材料は以下の例示物に限定されるものではない。
燐光発光材料としては、例えば、長周期型周期表(以下、特に断り書きの無い限り「周期表」という場合には、長周期型周期表を指すものとする。)第7〜11族から選ばれる金属を中心金属として含むウェルナー型錯体または有機金属錯体などが挙げられる。
(式(III)中、Mは金属を表し、qは上記金属の価数を表す。また、LおよびL′は二座配位子を表す。jは0、1または2の数を表す。)
該芳香族炭化水素基の具体例としては、1個の遊離原子価を有する、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、フェナントレン環、ペリレン環、テトラセン環、ピレン環、ベンズピレン環、クリセン環、トリフェニレン環、アセナフテン環、フルオランテン環、フルオレン環などが挙げられる。
具体例としては、1個の遊離原子価を有する、フラン環、ベンゾフラン環、チオフェン環、ベンゾチオフェン環、ピロール環、ピラゾール環、イミダゾール環、オキサジアゾール環、インドール環、カルバゾール環、ピロロイミダゾール環、ピロロピラゾール環、ピロロピロール環、チエノピロール環、チエノチオフェン環、フロピロール環、フロフラン環、チエノフラン環、ベンゾイソオキサゾール環、ベンゾイソチアゾール環、ベンゾイミダゾール環、ピリジン環、ピラジン環、ピリダジン環、ピリミジン環、トリアジン環、キノリン環、イソキノリン環、シノリン環、キノキサリン環、フェナントリジン環、ベンゾイミダゾール環、ペリミジン環、キナゾリン環、キナゾリノン環、アズレン環などが挙げられる。
具体例としては、1個の遊離原子価を有する、ピロール環、ピラゾール環、イミダゾール環、オキサジアゾール環、インドール環、カルバゾール環、ピロロイミダゾール環、ピロロピラゾール環、ピロロピロール環、チエノピロール環、フロピロール環、チエノフラン環、ベンゾイソオキサゾール環、ベンゾイソチアゾール環、ベンゾイミダゾール環、ピリジン環、ピラジン環、ピリダジン環、ピリミジン環、トリアジン環、キノリン環、イソキノリン環、キノキサリン環、フェナントリジン環、ベンゾイミダゾール環、ペリミジン環、キナゾリン環、キナゾリノン環などが挙げられる。
なお、これら置換基は互いに連結して環を形成してもよい。具体例としては、環A1が有する置換基と環A2が有する置換基とが結合するか、または、環A1′が有する置換基と環A2′が有する置換基とが結合することにより、一つの縮合環を形成してもよい。このような縮合環としては、7,8−ベンゾキノリン基等が挙げられる。
本発明における発光材料の分子量は、本発明の効果を著しく損なわない限り任意である。本発明における発光材料の分子量は、好ましくは10000以下、より好ましくは5000以下、更に好ましくは4000以下、特に好ましくは3000以下である。また、本発明における発光材料の分子量は、通常100以上、好ましくは200以上、より好ましくは300以上、更に好ましくは400以上である。
本発明における発光層形成用組成物は、電荷輸送材料を含有していることが好ましい。
また、低分子量の電子輸送性化合物として、2,5−ビス(1−ナフチル)−1,3,4−オキサジアゾール(BND)、2,5−ビス(6’−(2’,2”−ビピリジル))−1,1−ジメチル−3,4−ジフェニルシロール(PyPySPyPy)、バソフェナントロリン(BPhen)、2,9−ジメチル−4,7−ジフェニル−1,10−フェナントロリン(BCP、バソクプロイン)、2−(4−ビフェニリル)−5−(p−ターシャルブチルフェニル)−1,3,4−オキサジアゾール(tBu−PBD)、4,4’−ビス(9−カルバゾール)−ビフェニル(CBP)等が挙げられる。
本発明における発光層形成用組成物は、通常さらに溶剤を含有する。
溶剤は、発光材料および電荷輸送材料などの発光層材料が良好に溶解又は分散する溶剤であれば特に限定されない。
溶剤としては、例えば、n−デカン、シクロヘキサン、エチルシクロヘキサン、デカリン、ビシクロヘキサン等のアルカン類;トルエン、キシレン、メチシレン、シクロヘキシルベンゼン、テトラメチルシクロヘキサノン、テトラリン等の芳香族炭化水素類;クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、トリクロロベンゼン等のハロゲン化芳香族炭化水素類;1,2−ジメトキシベンゼン、1,3−ジメトキシベンゼン、アニソール、フェネトール、2−メトキシトルエン、3−メトキシトルエン、4−メトキシトルエン、2,3−ジメチルアニソール、2,4−ジメチルアニソール、ジフェニルエーテル等の芳香族エーテル類;酢酸フェニル、プロピオン酸フェニル、安息香酸メチル、安息香酸エチル、安息香酸エチル、安息香酸プロピル、安息香酸n−ブチル等の芳香族エステル類、シクロヘキサノン、シクロオクタノン、フェンコン等の脂環族ケトン類;シクロヘキサノール、シクロオクタノール等の脂環族アルコール類;メチルエチルケトン、ジブチルケトン等の脂肪族ケトン類;ブタノール、ヘキサノール等の脂肪族アルコール類;エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、プロピレングリコール−1−モノメチルエーテルアセタート(PGMEA)等の脂肪族エーテル類;等が挙げられる。
溶剤は、中でも好ましくは、アルカン類や芳香族炭化水素類である。
本発明に係る発光層形成用組成物における溶剤の含有量は、本発明の効果を著しく損なわない限り任意である。溶剤の含有量は、発光層形成用組成物100重量部に対して、好ましくは10重量部以上、より好ましくは50重量部以上、特に好ましくは80重量部以上であることが良い。また、溶剤の含有量は、好ましくは99.95重量部以下、より好ましくは99.9重量部以下、特に好ましくは99.8重量部以下であることが良い。
発光層形成用組成物中の溶剤の含有量が多いと、粘性が低く、成膜の作業性に優れる点で好ましい。一方、溶剤の含有量が少ないと、成膜後に溶剤を除去して得られる膜の厚みを稼ぎやすく、成膜が容易である点で好ましい。なお、発光層形成用組成物として2種以上の溶剤を混合して用いる場合には、これらの溶剤の合計がこの範囲を満たすようにすることが好ましい。
本発明における発光層形成用組成物は、電荷輸送材料を通常0.1重量%以上、好ましくは0.5重量%以上、さらに好ましくは1重量%以上含有することが良い。また、電荷輸送材料を通常20重量%以下、好ましくは10重量%以下、さらに好ましくは5重量%以下含有することが良い。
また、発光層形成用組成物における、発光材料と電荷輸送材料との含有量の重量比(発光材料/電荷輸送材料)は、通常0.01以上、好ましくは0.03以上であることが良い。また、発光層形成用組成物における、発光材料と電荷輸送材料との含有量の重量比(発光材料/電荷輸送材料)は、通常0.5以下、好ましくは0.2以下であることが良い。
本発明における有機電界発光素子用組成物の製造方法は、有機電界発光素子材料と溶剤とを含有する液を濾過する工程を有する。
但し、フィルター付ノズルのように、有機電界発光素子の有機層を湿式成膜する装置に濾過用フィルターが搭載されている場合は、装置に供給された液とフィルターとの接触から成膜までの時間が非常に短く、当該液中に微細なクラスターが素子特性に影響を及ぼすほど多量に形成される前に成膜されることになるため、本発明に係る濾過工程には含まれない。ここで、装置に供給された液とフィルターとの接触から成膜までの時間が非常に短いとは、通常5分以内、好ましくは3分以内、特に好ましくは1分以内を言う。
本発明の有機電界発光素子用組成物は、上記濾過工程後の液を8時間以上経過させる経過工程を経た後に得られる組成物であり、有機電界発光素子の有機層の湿式成膜に用いられる。
なお、有機電界発光素子用材料及び溶剤を含有する液を複数回濾過した場合は、最後の濾過を行ってから、湿式成膜法により有機層を形成するまでの期間を指す。
経過期間が長いと、前記濾過工程で生じたクラスターなどが分解しやすい点で好ましい。また、経過期間が短いと、酸素混入による有機電界発光素子用材料の劣化、凝集および析出等が起こり難い点から好ましい。
また、経過工程における温度は、本発明の優れた効果を大幅に損わない限り、特に制限はない。経過工程における温度は、通常−40℃以上、好ましくは−20℃以上、更に好ましくは0℃以上である。また、経過工程における温度は、通常60℃以下、好ましくは40℃以下である。経過工程における温度が上記範囲内であると、有機電界発光素子材料の劣化、凝集および析出などが起こり難い点から好ましい。
また、経過工程における湿度は、本発明の効果を損わない限り特に制限はない。経過工程における湿度は、相対湿度で、通常90%以下、好ましくは80%以下、更に好ましくは70%以下である。また、経過工程における湿度は、相対湿度で、通常0%以上、好ましくは20%以上である。湿度が上記範囲内であると、有機電界発光素子材料の劣化、凝集および析出などが起こり難い点から好ましい。
本発明の製造方法により得られた有機電界発光素子用組成物は、上記濾過工程後の液を8時間以上経過させる経過工程を経た後に有機電界発光素子の有機層の湿式成膜に用いられる。
本発明の有機電界発光素子用組成物は、上述の本発明の有機電界発光素子用組成物の製造方法により形成された組成物である。
本発明の有機電界発光素子の製造方法は、有機電界発光素子の陽極と陰極との間の有機層を、上述のように、有機電界発光素子材料及び溶剤を含有する液を濾過後に所定時間経過させて得られる組成物を湿式成膜することにより形成する方法である。
本発明の有機電界発光素子は、上述の本発明の有機電界発光素子の製造方法に従って、有機電界発光素子の陽極と陰極との間の有機層、好ましくは発光層が湿式成膜法により形成されたものである。
以下に、本発明の方法で製造される有機電界発光素子の層構成およびその一般的形成方法等について、図1を参照して説明する。
基板1は、有機電界発光素子の支持体となるものである。基板1としては、石英やガラスの板、金属板や金属箔、プラスチックフィルムやシート等が用いられる。特にガラス板;ポリエステル、ポリメタクリレート、ポリカーボネート、ポリスルホン等の透明な合成樹脂の板が好ましい。合成樹脂基板を使用する場合には、ガスバリア性に留意するのが好ましい。基板のガスバリア性は、基板を通過した外気による有機電界発光素子
の劣化が起こり難いので、大きいことが好ましい。このため、合成樹脂基板の少なくとも片面に緻密なシリコン酸化膜等を設けてガスバリア性を確保する方法も好ましい方法の一つである。
陽極2は、発光層5側の層への正孔注入の役割を果たすものである。
正孔注入層3は、陽極2から発光層5へ正孔を輸送する層である。正孔注入層3は、本発明の有機電界発光素子に必須の層ではないが、正孔注入層3を設ける場合は、正孔注入層3は、通常、陽極2上に形成される。
正孔注入層3の膜厚は、通常5nm以上、好ましくは10nm以上、また、通常1000nm以下、好ましくは500nm以下の範囲である。
湿式成膜法により正孔注入層3を形成する場合、通常は、正孔注入層3を構成する材料(本発明の組成物を湿式成膜することにより正孔注入層3を形成する場合は、上述の「有機電界発光素子材料」に相当する。)を適切な溶剤(正孔注入層用溶剤:本発明の組成物を湿式成膜することにより正孔注入層3を形成する場合は、上述の有機電界発光素子用組成物の「溶剤」に相当する。)と混合して成膜用の組成物(正孔注入層形成用組成物)を調製し、この正孔注入層3形成用組成物を適切な手法により、正孔注入層の下層に該当する層(通常は、陽極2)上に塗布して成膜し、乾燥することにより正孔注入層3を形成する。
正孔注入層形成用組成物は、通常、正孔注入層3の構成材料として正孔輸送性化合物および溶剤を含有する。
正孔注入層形成用組成物は、正孔注入層3の構成材料として、電子受容性化合物を含有していることが好ましい。
正孔注入層3の材料としては、本発明の効果を著しく損なわない限り、上述の正孔輸送性化合物や電子受容性化合物に加えて、さらに、その他の成分を含有させてもよい。その他の成分の例としては、各種の発光材料、電子輸送性化合物、バインダー樹脂、塗布性改良剤などが挙げられる。なお、その他の成分は、1種のみを用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせおよび比率で併用してもよい。
湿式成膜法に用いる正孔注入層形成用組成物の溶剤のうち少なくとも1種は、上述の正孔注入層3の構成材料を溶解しうる化合物であることが好ましい。また、この溶剤の沸点は、通常110℃以上、好ましくは140℃以上、更に好ましくは200℃以上であるのが良く、通常400℃以下、更に好ましくは300℃以下であることが良い。溶剤の沸点は、乾燥速度が速すぎず、膜質に優れる点では、高いことが好ましい。また、一方、溶剤の沸点は、低温乾燥が可能で、他の層や基板に熱の影響を与え難い点では、低いことが好ましい。
正孔注入層3は、正孔注入層形成用組成物を調製後、この組成物を湿式成膜法により、正孔注入層3の下層に該当する層(通常は、陽極2)上に塗布成膜し、乾燥することにより形成することができる。また、正孔注入層3の形成は、上述の正孔注入層3を構成する材料及び溶剤を含有する液を濾過した後に8時間以上経過させて得られた組成物を湿式成膜に用いることが好ましい。そして、正孔注入層3の形成は、正孔注入層3を構成する低分子の材料及び溶剤を含有する液を濾過した後に8時間以上経過させて得られた組成物を湿式成膜に用いることが特に好ましい。
塗布するときにおける相対湿度は、本発明の効果を著しく損なわない限り限定されないが、通常0.01ppm以上、80%以下である。
真空蒸着により正孔注入層3を形成する場合には、例えば、以下のようにして正孔輸送層3を形成することができる。正孔注入層3の構成材料(前述の正孔輸送性化合物、電子受容性化合物等)の1種又は2種以上を真空容器内に設置されたるつぼに入れ(2種以上の材料を用いる場合は各々のるつぼに入れ)、真空容器内を適当な真空ポンプで10−4Pa程度まで排気する。この後、るつぼを加熱して(2種以上の材料を用いる場合は各々のるつぼを加熱して)、蒸発量を制御して蒸発させ(2種以上の材料を用いる場合は各々独立に蒸発量を制御して蒸発させ)、るつぼと向き合って置かれた基板1の陽極2上に正孔注入層3を形成させる。なお、2種以上の材料を用いる場合は、それらの混合物をるつぼに入れ、加熱、蒸発させて正孔注入層3を形成することもできる。
正孔輸送層4は、陽極2から発光層5へ輸送する層である。正孔輸送層4は、本発明の有機電界発光素子に必須の層ではないが、正孔輸送層4を設ける場合は、正孔輸送層4は、正孔注入層3がある場合には正孔注入層3の上に、正孔注入層3が無い場合には陽極2の上に形成することができる。
中でも、正孔輸送層4の材料としては、ポリアリールアミン誘導体やポリアリーレン誘導体が好ましい。
中でも、1価の遊離原子価を有する、ベンゼン環(フェニル基)、ベンゼン環が2環連結してなる基(ビフェニル基)およびフルオレン環(フルオレニル基)が好ましい。
また、正孔輸送層形成用組成物には、レベリング剤、消泡剤等の塗布性改良剤;電子受容性化合物;バインダー樹脂などを含有していてもよい。
成膜後の加熱の手法は、特に限定されない。加熱温度条件としては、通常120℃以上、好ましくは400℃以下である。
発光層5は、電界を与えられた電極間において、陽極2から注入された正孔と、陰極9から注入された電子との再結合により励起されて、主たる発光源となる層である。発光層5は、通常、正孔輸送層4がある場合には正孔輸送層4の上に、正孔輸送層4が無く、正孔注入層3がある場合には正孔注入層3の上に、正孔輸送層4も正孔注入層3も無い場合は、陽極2の上に形成することができる。
本発明の組成物を湿式成膜することにより発光層5を形成する場合、発光層形成用組成物は、発光材料等の発光層材料(上述の「有機電界発光素子材料」に相当する。)と溶剤(上述の有機電界発光素子用組成物の「溶剤」に相当する。)を含有する。
発光層5は、その構成材料として、少なくとも、発光の性質を有する材料(発光材料)を含有するとともに、好ましくは、正孔輸送の性質を有する化合物(正孔輸送性化合物)、あるいは、電子輸送の性質を有する化合物(電子輸送性化合物)を含有する。発光材料をドーパント材料として使用し、正孔輸送性化合物や電子輸送性化合物などをホスト材料として使用してもよい。発光材料については特に限定はなく、所望の発光波長で発光し、発光効率が良好である物質を用いればよい。更に、発光層5は、本発明の効果を著しく損なわない範囲で、その他の成分を含有していてもよい。なお、湿式成膜法で発光層5を形成する場合は、何れも低分子量の材料を使用することが好ましい。
発光材料としては、任意の公知の材料を適用可能である。発光材料は、蛍光発光材料であってもよく、燐光発光材料であってもよい。発光材料は、内部量子効率の観点から、燐光発光材料が好ましい。また、発光材料は、青色は蛍光発光材料を用い、緑色や赤色は燐光発光材料を用いるなど、組み合わせて用いてもよい。
発光層5には、その構成材料として、正孔輸送性化合物を含有させてもよい。ここで、正孔輸送性化合物のうち、低分子量の正孔輸送性化合物の例としては、例えば、[1]有機電界発光素子用組成物の製造方法において挙げた正孔輸送性化合物などが挙げられる。
発光層5には、その構成材料として、電子輸送性化合物を含有させてもよい。ここで、電子輸送性化合物のうち、低分子量の電子輸送性化合物の例としては、例えば、[1]有機電界発光素子用組成物の製造方法において挙げた低分子量の電子輸送性化合物などが挙げられる。
本発明に係る湿式成膜法により発光層5を形成する場合は、通常、上記材料を適切な溶剤に溶解させて発光層形成用組成物を調製する。また、発光層5の形成は、上述の発光層材料及び溶剤を含有する液を濾過した後に8時間以上経過させて得られた組成物を、湿式成膜に用いることが特に好ましい。
発光層5と後述の電子注入層8との間に、正孔阻止層6を設けてもよい。正孔阻止層6は、発光層5の上に、発光層5の陰極9側の界面に接するように積層される層である。
なお、正孔阻止層6の材料は、1種のみを用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせおよび比率で併用してもよい。
発光層5と後述の陰極9の間に、電子輸送層7を設けてもよい。電子輸送層7は、電子輸送層7及び後述の電子注入層8を設ける場合は、通常、発光層5とこの電子注入層8との間に、電子注入層8を設けない場合は、発光層5との陰極9との間に設ける。
電子輸送層7に用いられる電子輸送性化合物としては、通常、陰極9又は電子注入層8からの電子注入効率が高く、かつ、高い電子移動度を有し注入された電子を効率よく輸送することができる化合物を用いる。このような条件を満たす化合物としては、例えば、8−ヒドロキシキノリンのアルミニウム錯体などの金属錯体(特開昭59−194393号公報)、10−ヒドロキシベンゾ[h]キノリンの金属錯体、オキサジアゾール誘導体、ジスチリルビフェニル誘導体、シロール誘導体、3−ヒドロキシフラボン金属錯体、5−ヒドロキシフラボン金属錯体、ベンズオキサゾール金属錯体、ベンゾチアゾール金属錯体、トリスベンズイミダゾリルベンゼン(米国特許第5645948号明細書)、キノキサリン化合物(特開平6−207169号公報)、フェナントロリン誘導体(特開平5−331459号公報)、2−t−ブチル−9,10−N,N’−ジシアノアントラキノンジイミン、n型水素化非晶質炭化シリコン、n型硫化亜鉛、n型セレン化亜鉛などが挙げられる。
発光層5と後述の陰極9の間に、電子注入層8を設けてもよい。電子注入層8を設ける場合は、電子注入層8は、通常、陰極9の下に設ける。
陰極9は、発光層5側の層(電子注入層8又は発光層5など)に電子を注入する役割を果たすものである。
本発明に係る有機電界発光素子は、その趣旨を逸脱しない範囲において、別の構成を有していてもよい。具体的には、例えば、その性能を損なわない限り、陽極2と陰極9との間に、上記説明にある層の他に任意の層を有していてもよく、また、上記説明にある層が省略されていてもよい。
電子阻止層を設ける場合、電子阻止層は、通常、正孔注入層3又は正孔輸送層4と発光層5との間に設けられる。電子阻止層は、発光層5から移動してくる電子が正孔注入層3に到達するのを阻止することで、発光層5内で正孔と電子との再結合確率を増やし、生成した励起子を発光層5内に閉じこめる役割と、正孔注入層3から注入された正孔を効率よく発光層5の方向に輸送する役割とがある。特に、発光材料として燐光材料を用いたり、青色発光材料を用いたりする場合は、電子阻止層を設けることが効果的である。
本発明の有機EL表示装置は、上述の本発明の有機電界発光素子を有する。本発明の有機EL表示装置の型式や構造については、特に制限はなく、本発明の有機電界発光素子を用いて常法に従って組み立てることができる。
例えば、「有機ELディスプレイ」(オーム社、平成16年8月20日発行、時任静士、安達千波矢、村田英幸著)に記載されているような方法で、本発明の有機EL表示装置を形成することができる。
本発明の有機EL照明は、上述の本発明の有機電界発光素子を有する。本発明の有機EL照明の型式や構造については、特に制限はなく、本発明の有機電界発光素子を用いて常法に従って組み立てることができる。
{実施例1}
図1に示す有機電界発光素子を作製した。
まず、ガラス基板上に、ITO透明導電膜を150nmの厚さに堆積し,2mm幅のストライプにパターンイングしてITO層の陽極2を形成した基板(三容真空社製、スパッタ成膜品)1に対して、界面活性剤水溶液による超音波洗浄、超純粋による水洗、超純粋による超音波洗浄、超純粋による水洗の順で洗浄後、圧縮空気で乾燥させ、最後に紫外線オゾン洗浄を行った。
スピナ回転数 1500rpm
スピナ回転時間 30秒
スピンコート雰囲気 大気雰囲気下
ベーク条件 大気雰囲気下,230℃,1時間
スピナ回転数 1500rpm
スピナ回転時間 120秒
スピンコート雰囲気 窒素雰囲気下
ベーク条件 窒素雰囲気下,230℃,1時間
溶剤 シクロヘキシルベンゼン
成分濃度 C1:1.25重量%
C2:3.75重量%
C6:0.25重量%
C7:0.35重量%
スピナ回転数 2000rpm
スピナ回転時間 120秒
スピンコート雰囲気 窒素雰囲気下
ベーク条件 窒素雰囲気下,130℃,10分
次に、真空度を2.0×10−4Paに保った状態で、同様にして、アルミニウムをモリブデンボートにより加熱して、蒸着速度0.6〜10.0Å/秒の範囲で制御して、膜厚80nmの膜厚で成膜し、陰極9を形成させた。ここで、この2層型陰極の蒸着時の基板温度は、室温に保持した。
窒素グローブボックス中で、23mm×23mmサイズのガラス板の外周部に、光硬化性樹脂30Y−437(スリーボンド社製)を1mmの幅で塗布した。ガラス板の中央部に、水分ゲッターシート(ダイニック社製)を設置した。この上に、陰極の形成まで終了した上述の基板を搬入し、蒸着面が乾燥剤シートと対向するように貼り合わせた。その後、光硬化性樹脂が塗布された領域のみに紫外光を照射し、樹脂を硬化させた。
実施例1において、発光層5を形成するにあたり、前記発光材料(C6)と、以下に示す電荷輸送材料(C3)および(C4)を用いて下記に示す組成で調製した発光層形成用組成物を用いた他は、実施例1と同様にして、素子を作製した。
溶剤 シクロヘキシルベンゼン
成分濃度 C3:1.275重量%
C4:3.825重量%
C6:0.51重量%
実施例1において、発光層5を形成するにあたり、以下に示す発光材料(C8)と、以下に示す電荷輸送材料(C5)を用いて下記に示す組成で調製した発光層形成用組成物を用い、湿式成膜時のベーク時間を20分として、膜厚を50nmの発光層を得た他は、実施例1と同様にして、素子を作製した。
溶剤 シクロヘキシルベンゼン
成分濃度 C5:3.3重量%
C8:0.33重量%
実施例1において、発光層形成用組成物の濾過後の経過時間を24時間に変更した他は、実施例1と同様にして素子を作製した。
実施例2において、発光層形成用組成物の濾過後の経過時間を24時間に変更した他は、実施例2と同様にして素子を作製した。
実施例3において、発光層形成用組成物の濾過後の経過時間を24時間に変更した他は、実施例3と同様にして素子を作製した。
実施例1において、発光層形成用組成物の濾過後の経過時間を36時間に変更した他は、実施例1と同様にして素子を作製した。
実施例2において、発光層形成用組成物の濾過後の経過時間を36時間に変更した他は、実施例2と同様にして素子を作製した。
実施例3において、発光層形成用組成物の濾過後の経過時間を36時間に変更した他は、実施例3と同様にして素子を作製した。
実施例1において、発光層形成用組成物の濾過後の経過時間を48時間に変更した他は、実施例1と同様にして素子を作製した。
実施例2において、発光層形成用組成物の濾過後の経過時間を48時間に変更した他は、実施例2と同様にして素子を作製した。
実施例3において、発光層形成用組成物の濾過後の経過時間を48時間に変更した他は、実施例3と同様にして素子を作製した。
実施例1において、発光層形成用組成物の濾過後の経過時間を31日間に変更した他は、実施例1と同様にして素子を作製した。
実施例2において、発光層形成用組成物の濾過後の経過時間を31日間に変更した他は、実施例2と同様にして素子を作製した。
実施例3において、発光層形成用組成物の濾過後の経過時間を31日間に変更した他は、実施例3と同様にして素子を作製した。
実施例1において、発光層形成用組成物を濾過した後経過期間を設けずに(10〜20分後に)湿式成膜を行った他は、実施例1と同様にして素子を作製した。
実施例2において、発光層形成用組成物を濾過した後経過期間を設けずに(10〜20分後に)湿式成膜を行った他は、実施例2と同様にして素子を作製した。
実施例3において、発光層形成用組成物を濾過した後経過期間を設けずに(10〜20分後に)湿式成膜を行った他は、実施例3と同様にして素子を作製した。
実施例1において、発光層形成用組成物の濾過後の経過時間を34日間に変更し、更に湿式成膜直前に再度濾過(濾過後10〜20分後に湿式成膜)を行った他は、実施例1と同様にして素子を作製した。
実施例2において、発光層形成用組成物の濾過後の経過時間を34日間に変更し、更に湿式成膜直前に再度濾過(濾過後10〜20分後に湿式成膜)を行った他は、実施例2と同様にして素子を作製した。
実施例3において、発光層形成用組成物の濾過後の経過時間を31日間に変更し、更に湿式成膜直前に再度濾過(濾過後10〜20分後に湿式成膜)を行った他は、実施例3と同様にして素子を作製した。
実施例1〜15並びに比較例1〜6において作製した有機電界発光素子について、それぞれ直流駆動試験を行い、初期輝度を調べた。また、1000cd/m2における輝度電流効率(cd/A)を調べ、それぞれ比較例1〜3における輝度電流効率に対する差(以下「輝度電流効率差」と称す。)を求めた。輝度が、初期輝度から70%低下するまでの駆動寿命を測定し、それぞれ比較例1〜3の駆動寿命を100とした場合の相対値(以下「相対駆動寿命」と称す。)を求めた。結果を表1〜3に示す。
実施例1と同様にして素子を作製した。
実施例2と同様にして素子を作製した。
実施例3において、発光層の膜厚を40nmにした他は、実施例3と同様にして素子を作製した。
実施例16において、発光層形成用組成物の濾過後の経過時間を24時間に変更した他は、実施例16と同様にして素子を作製した。
実施例17において、発光層形成用組成物の濾過後の経過時間を24時間に変更した他は、実施例17と同様にして素子を作製した。
実施例18において、発光層形成用組成物の濾過後の経過時間を24時間に変更した他は、実施例18と同様にして素子を作製した。
実施例16において、発光層形成用組成物の濾過後の経過時間を48時間に変更した他は、実施例16と同様にして素子を作製した。
実施例17において、発光層形成用組成物の濾過後の経過時間を48時間に変更した他は、実施例17と同様にして素子を作製した。
実施例18において、発光層形成用組成物の濾過後の経過時間を48時間に変更した他は、実施例18と同様にして素子を作製した。
実施例16において、発光層形成用組成物の濾過後の経過時間を7日間に変更した他は、実施例16と同様にして素子を作製した。
実施例17において、発光層形成用組成物の濾過後の経過時間を7日間に変更した他は、実施例17と同様にして素子を作製した。
実施例18において、発光層形成用組成物の濾過後の経過時間を7日間に変更した他は、実施例18と同様にして素子を作製した。
実施例16において、マイクロピペットを用いて抜き取った12時間経過させた発光層形成用組成物を、孔径0.2μmのメンブランフィルター(ミリポア社製)が付いたシリンジに入れ、このシリンジから直接、正孔輸送層4上に滴下してスピンコート法にて、発光層5を形成した他は、実施例16と同様にして素子を作製した。
実施例28において、発光層5を形成するにあたり、前記発光材料(C6)と、前記電荷輸送材料(C3)および(C4)を用いて上記実施例2に示した組成で調製した発光層形成用組成物を用いた他は、実施例28と同様にして、素子を作製した。
実施例28において、発光層5を形成するにあたり、以下に示す発光材料(C8)と、以下に示す電荷輸送材料(C5)を用いて上記実施例3に示した組成で調製した発光層形成用組成物を用い、湿式成膜時のベーク時間を20分として、膜厚を40nmの発光層を得た他は、実施例28と同様にして、素子を作製した。
実施例28において、発光層形成用組成物の濾過後の経過時間を24時間に変更した他は、実施例28と同様にして素子を作製した。
実施例29において、発光層形成用組成物の濾過後の経過時間を24時間に変更した他は、実施例29と同様にして素子を作製した。
実施例30において、発光層形成用組成物の濾過後の経過時間を24時間に変更した他は、実施例30と同様にして素子を作製した。
実施例28において、発光層形成用組成物の濾過後の経過時間を48時間に変更した他は、実施例28と同様にして素子を作製した。
実施例29において、発光層形成用組成物の濾過後の経過時間を48時間に変更した他は、実施例29と同様にして素子を作製した。
実施例30において、発光層形成用組成物の濾過後の経過時間を48時間に変更した他は、実施例30と同様にして素子を作製した。
実施例28において、発光層形成用組成物の濾過後の経過時間を7日間に変更した他は、実施例28と同様にして素子を作製した。
実施例29において、発光層形成用組成物の濾過後の経過時間を7日間に変更した他は、実施例29と同様にして素子を作製した。
実施例30において、発光層形成用組成物の濾過後の経過時間を7日間に変更した他は、実施例30と同様にして素子を作製した。
実施例16において、発光層形成用組成物を濾過した後経過期間を設けずに(10〜20分後に)湿式成膜を行った他は、実施例16と同様にして素子を作製した。
実施例17において、発光層形成用組成物を濾過した後経過期間を設けずに(10〜20分後に)湿式成膜を行った他は、実施例17と同様にして素子を作製した。
実施例18において、発光層形成用組成物を濾過した後経過期間を設けずに(10〜20分後に)湿式成膜を行った他は、実施例18と同様にして素子を作製した。
実施例28において、発光層形成用組成物を濾過した後経過期間を設けずに(10〜20分後に)湿式成膜を行った他は、実施例28と同様にして素子を作製した。
実施例29において、発光層形成用組成物を濾過した後経過期間を設けずに(10〜20分後に)湿式成膜を行った他は、実施例29と同様にして素子を作製した。
実施例30において、発光層形成用組成物を濾過した後経過期間を設けずに(10〜20分後に)湿式成膜を行った他は、実施例30と同様にして素子を作製した。
実施例16において、発光層形成用組成物を濾過してから7日間経過させた後、孔径0.2μmのメンブランフィルター(GEヘルスケア社製)により再濾過を行ってから経過期間を設けずに(10〜20分後に)湿式成膜を行った他は、実施例16と同様にして素子を作製した。
実施例17において、発光層形成用組成物を濾過してから7日間経過させた後、孔径0.2μmのメンブランフィルター(GEヘルスケア社製)により再濾過を行ってから経過期間を設けずに(10〜20分後に)湿式成膜を行った他は、実施例17と同様にして素子を作製した。
実施例18において、発光層形成用組成物を濾過してから7日間経過させた後、孔径0.2μmのメンブランフィルター(GEヘルスケア社製)により再濾過を行ってから経過期間を設けずに(10〜20分後に)湿式成膜を行った他は、実施例18と同様にして素子を作製した。
実施例28において、発光層形成用組成物を濾過してから7日間経過させた後、孔径0.2μmのメンブランフィルター(GEヘルスケア社製)により再濾過を行ってから経過期間を設けずに(10〜20分後に)湿式成膜を行った他は、実施例28と同様にして素子を作製した。
実施例29において、発光層形成用組成物を濾過してから7日間経過させた後、孔径0.2μmのメンブランフィルター(GEヘルスケア社製)により再濾過を行ってから経過期間を設けずに(10〜20分後に)湿式成膜を行った他は、実施例29と同様にして素子を作製した。
実施例30において、発光層形成用組成物を濾過してから7日間経過させた後、孔径0.2μmのメンブランフィルター(GEヘルスケア社製)により再濾過を行ってから経過期間を設けずに(10〜20分後に)湿式成膜を行った他は、実施例30と同様にして素子を作製した。
実施例16〜39並びに比較例7〜18において作製した有機電界発光素子について、それぞれ直流駆動試験を行った。直流駆動試験は、実施例16、19、22、25、28、31、34、37及び比較例7、10、13、16については、初期輝度5000cd/m2で、実施例17、20、23、26、29、32、35、38及び比較例8、11、14、17については、初期輝度8000cd/m2で、実施例18、21、24、27、30、33、36、39及び比較例9、12、15、18については、初期輝度3000cd/m2で行った。48時間後の輝度について、実施例16〜39並びに比較例13〜18の比較例7〜12に対する増減率を算出した。
結果を表4〜6に示す。
2 陽極
3 正孔注入層
4 正孔輸送層
5 発光層
6 正孔阻止層
7 電子輸送層
8 電子注入層
9 陰極
10 有機電界発光素子
Claims (9)
- 有機電界発光素子用組成物の製造方法であって、有機電界発光素子材料及び溶剤を含有する液を濾過する濾過工程を有し、該組成物は、該濾過工程後の液を8時間以上経過させる経過工程を経た後に得られ、有機電界発光素子の有機層の湿式成膜に用いられることを特徴とする、有機電界発光素子用組成物の製造方法。
- 前記有機電界発光素子材料の分子量が、100以上、10000以下であることを特徴とする、請求項1に記載の有機電界発光素子用組成物の製造方法。
- 前記有機電界発光素子材料が、発光層材料であることを特徴とする、請求項1または2に記載の有機電界発光素子用組成物の製造方法。
- 請求項1乃至3の何れか1項に記載の有機電界発光素子用組成物の製造方法により製造されたことを特徴とする、有機電界発光素子用組成物。
- 陽極および陰極の間に有機層を有する有機電界発光素子の製造方法であって、該有機層を、有機電界発光素子材料及び溶剤を含有する液を濾過した後8時間以上経過した後に得られる組成物を、湿式成膜することにより形成することを特徴とする、有機電界発光素子の製造方法。
- 陽極および陰極の間に有機層を有する有機電界発光素子の製造方法であって、該有機層を、請求項4に記載の有機電界発光素子用組成物を湿式成膜することにより形成することを特徴とする、有機電界発光素子の製造方法。
- 請求項5又は6に記載の有機電界発光素子の製造方法により製造されたことを特徴とする、有機電界発光素子。
- 請求項7に記載の有機電界発光素子を有することを特徴とする、有機EL表示装置。
- 請求項7に記載の有機電界発光素子を有することを特徴とする、有機EL照明。
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