JP2014213558A - Transparent electrode, electronic device, and organic electroluminescence element - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、透明電極、電子デバイス及び有機エレクトロルミネッセンス素子に関する。より詳しくは、導電性と光透過性とを兼ね備え、更に耐久性に優れた透明電極、この透明電極を備えた電子デバイス及び有機エレクトロルミネッセンス素子に関する。 The present invention relates to a transparent electrode, an electronic device, and an organic electroluminescence element. More specifically, the present invention relates to a transparent electrode that has both conductivity and light transmittance, and is excellent in durability, and an electronic device and an organic electroluminescence element including the transparent electrode.
有機材料のエレクトロルミネッセンス(electroluminescence:以下ELと記す。)を利用した有機EL素子(有機電界発光素子ともいう。)は、数V〜数十V程度の低電圧で発光が可能な薄膜型の完全固体素子であり、高輝度、高発光効率、薄型、軽量といった多くの優れた特徴を有する。このため、各種ディスプレイのバックライト、看板や非常灯等の表示板、照明光源等の面発光体として近年注目されている。 An organic EL element (also referred to as an organic electroluminescence element) using organic electroluminescence (hereinafter referred to as EL) is a thin-film type that can emit light at a low voltage of several volts to several tens of volts. It is a solid element and has many excellent features such as high brightness, high luminous efficiency, thinness, and light weight. For this reason, it has been attracting attention in recent years as surface light emitters such as backlights for various displays, display boards such as signboards and emergency lights, and illumination light sources.
このような有機EL素子は、2枚の電極間に有機材料からなる発光層を配置した構成であり、発光層で生じた発光光は電極を透過して外部に取り出される。このため、2枚の電極のうちの少なくとも一方は、透明電極として構成される。 Such an organic EL element has a configuration in which a light emitting layer made of an organic material is disposed between two electrodes, and emitted light generated in the light emitting layer passes through the electrode and is extracted outside. For this reason, at least one of the two electrodes is configured as a transparent electrode.
透明電極としては、酸化インジウムスズ(SnO2−In2O3:Indium Tin Oxide:ITO)等の酸化物半導体系の材料が一般的に用いられているが、ITOと銀とを積層して低抵抗化を狙った検討もなされている(例えば、特許文献1及び2参照。)。しかしながら、ITOはレアメタルのインジウムを使用しているため材料コストが高く、また、抵抗を下げるために成膜後に300℃程度でアニール処理する必要がある。
As the transparent electrode, an oxide semiconductor material such as indium tin oxide (SnO 2 -In 2 O 3 : Indium Tin Oxide: ITO) is generally used. Studies aiming at resistance have also been made (see, for example,
そこで、電気伝導率の高い銀(Ag)とマグネシウム(Mg)との合金を用いて薄膜を構成することで透過率と導電性との両立を図った技術(例えば、特許文献3参照。)や、安価で入手容易な亜鉛(Zn)やスズ(Sn)を原料として薄膜を構成する技術(例えば、特許文献4参照。)、銀とアルミニウムとの合金を用いて薄膜を構成することで短波長領域の光を透過させる技術(例えば、特許文献5参照。)等が提案されている。
しかしながら、特許文献3に開示されている電極の抵抗値はせいぜい100Ω/□前後で、電極の導電性としては不十分であり、加えて、マグネシウムが酸化されやすいため、経時劣化が著しいという問題があった。
特許文献4に開示されている電極では、十分な抵抗値が得られない、Znを含有したZnO系の薄膜は水と反応して性能が変動しやすい、Snを含有したSnO2系の薄膜はエッチングが困難である、等の問題があった。
特許文献5に開示されている電極の抵抗値はせいぜい128Ω/□であり、十分な導電性と光透過性とを兼ね備えた透明電極とはいえない。
Then, the technique (for example, refer patent document 3) which aimed at coexistence of the transmittance | permeability and electroconductivity by comprising a thin film using the alloy of silver (Ag) and magnesium (Mg) with high electrical conductivity. Short wavelength by constructing a thin film using an alloy of silver and aluminum, a technique for constructing a thin film using zinc (Zn) and tin (Sn), which are inexpensive and easily available, as raw materials A technique (for example, see Patent Document 5) that transmits light in a region has been proposed.
However, the resistance value of the electrode disclosed in
In the electrode disclosed in Patent Document 4, a ZnO-based thin film containing Zn, which does not provide a sufficient resistance value, reacts with water and its performance is likely to fluctuate. An SnO 2- based thin film containing Sn is There were problems such as difficulty in etching.
The resistance value of the electrode disclosed in Patent Document 5 is at most 128 Ω / □, and it cannot be said that the electrode is a transparent electrode having sufficient conductivity and light transmittance.
一方、陰極として銀を膜厚15nmで蒸着した有機EL素子について開示されている(例えば、特許文献6参照。)。
しかしながら、特許文献6に開示されている銀膜においては、薄膜化すると、銀がマイグレーションしやすいため電極特性を維持することが困難であり、新たな技術の開発が望まれている。
On the other hand, an organic EL element in which silver is deposited as a cathode with a film thickness of 15 nm is disclosed (for example, see Patent Document 6).
However, in the silver film disclosed in Patent Document 6, when the film is thinned, it is difficult to maintain electrode characteristics because silver easily migrates, and development of a new technique is desired.
本発明は上記問題・状況に鑑みてなされたものであり、その解決課題は、十分な導電性と光透過性とを兼ね備え、更に耐久性に優れた透明電極、当該透明電極を備えた電子デバイス及び有機エレクトロルミネッセンス素子を提供することである。 The present invention has been made in view of the above-described problems and circumstances, and a solution to the problem is a transparent electrode having both sufficient conductivity and light transmission, and excellent durability, and an electronic device including the transparent electrode And providing an organic electroluminescent device.
本発明者は、上記課題を解決すべく、上記問題の原因等について検討した結果、導電性層と、導電性層に隣接して設けられる少なくとも1層の中間層と、を備え、導電性層が、銀を主成分として構成され、中間層には、1配位、2配位、3配位及び4配位のいずれかである金属錯体が含有されることで、優れた導電性と光透過率とを両立し、更に耐久性に優れた透明電極を実現できることを見出し、本発明に至った。 As a result of studying the cause of the above problem and the like in order to solve the above problems, the present inventor has a conductive layer and at least one intermediate layer provided adjacent to the conductive layer. However, it is composed of silver as a main component, and the intermediate layer contains one-coordinate, two-coordinate, three-coordinate or four-coordinate metal complex, so that it has excellent conductivity and light. The present inventors have found that a transparent electrode having both good transmittance and excellent durability can be realized, and the present invention has been achieved.
すなわち、本発明に係る上記課題は、以下の手段により解決される。 That is, the said subject which concerns on this invention is solved by the following means.
1.導電性層と、前記導電性層に隣接して設けられる少なくとも1層の中間層と、を備える透明電極において、
前記導電性層が、銀を主成分として構成され、
前記中間層には、1配位、2配位、3配位及び4配位のいずれかである金属錯体が含有されていることを特徴とする透明電極。
1. In a transparent electrode comprising a conductive layer and at least one intermediate layer provided adjacent to the conductive layer,
The conductive layer is composed mainly of silver,
The said intermediate | middle layer contains the metal complex which is either 1 coordination, 2 coordination, 3 coordination, and 4 coordination, The transparent electrode characterized by the above-mentioned.
2.前記金属錯体が、有機化合物の配位子を有する化合物であることを特徴とする第1項に記載の透明電極。
2. 2. The transparent electrode according to
3.前記金属錯体の分子全体における電荷が、中性であることを特徴とする第1項又は第2項に記載の透明電極。
3.
4.前記金属錯体が、遷移金属原子を有し、かつ前記金属錯体の配位子中の配位原子が、酸素原子、窒素原子、硫黄原子、リン原子及びカルベン炭素原子のいずれかであることを特徴とする第1項から第3項までのいずれか一項に記載の透明電極。
4). The metal complex has a transition metal atom, and the coordination atom in the ligand of the metal complex is any one of an oxygen atom, a nitrogen atom, a sulfur atom, a phosphorus atom, and a carbene carbon atom. The transparent electrode according to any one of
5.前記金属錯体が、下記一般式(1)〜(5)のいずれかで表される構造を有する化合物であることを特徴とする第4項に記載の透明電極。 5. 5. The transparent electrode according to item 4, wherein the metal complex is a compound having a structure represented by any one of the following general formulas (1) to (5).
一般式(1)〜(5)中、Mは遷移金属原子を表し、多座配位子と共有結合及び配位結合を形成している。多座配位子は、互いに結合して三座配位子又は四座配位子となってもよい。Lは、補助配位子を表し、Mと共有結合又は配位結合を形成している。nは、0〜2の整数を表す。nが1のとき、Lは単座配位子又は多座配位子のいずれであってもよく、nが2のとき、Lは同一であっても異なっていてもよいが、分子全体における電荷は中性である。 In the general formulas (1) to (5), M represents a transition metal atom, and forms a covalent bond and a coordinate bond with the polydentate ligand. Multidentate ligands may combine with each other to form tridentate or tetradentate ligands. L represents an auxiliary ligand and forms a covalent bond or a coordinate bond with M. n represents an integer of 0 to 2. When n is 1, L may be a monodentate ligand or a polydentate ligand, and when n is 2, L may be the same or different, but the charge in the whole molecule Is neutral.
6.前記一般式(1)で表される金属錯体が、下記一般式(1−1)で表される構造を有する化合物であることを特徴とする第5項に記載の透明電極。 6). 6. The transparent electrode according to item 5, wherein the metal complex represented by the general formula (1) is a compound having a structure represented by the following general formula (1-1).
一般式(1−1)中、Mは遷移金属原子を表す。R1及びR2は、それぞれ独立に、置換基を表す。L1及びL2は、Mと共有結合又は配位結合を形成している配位子を表し、互いに結合して二座配位子を形成してもよい。 In general formula (1-1), M represents a transition metal atom. R 1 and R 2 each independently represents a substituent. L 1 and L 2 represent a ligand that forms a covalent bond or a coordinate bond with M, and may bond to each other to form a bidentate ligand.
7.前記一般式(2)で表される金属錯体が、下記一般式(2−1)で表される構造を有する化合物であることを特徴とする第5項に記載の透明電極。 7). 6. The transparent electrode according to item 5, wherein the metal complex represented by the general formula (2) is a compound having a structure represented by the following general formula (2-1).
一般式(2−1)中、Mは遷移金属原子を表す。R3及びR4は、それぞれ独立に、置換基を表す。R5〜R12は、それぞれ独立に、置換基を表し、互いに結合して環を形成してもよい。 In general formula (2-1), M represents a transition metal atom. R 3 and R 4 each independently represents a substituent. R 5 to R 12 each independently represent a substituent and may be bonded to each other to form a ring.
8.前記一般式(3)で表される金属錯体が、下記一般式(3−1)で表される構造を有する化合物であることを特徴とする第5項に記載の透明電極。 8). 6. The transparent electrode according to item 5, wherein the metal complex represented by the general formula (3) is a compound having a structure represented by the following general formula (3-1).
一般式(3−1)中、Mは遷移金属原子を表す。X1〜X4は、それぞれ独立に、−CR21又は窒素原子を表し、R21は、水素原子又は置換基を表す。R13〜R20は、それぞれ独立に、置換基を表し、互いに結合して環を形成してもよい。 In general formula (3-1), M represents a transition metal atom. X 1 to X 4 each independently represent —CR 21 or a nitrogen atom, and R 21 represents a hydrogen atom or a substituent. R 13 to R 20 each independently represent a substituent and may be bonded to each other to form a ring.
9.前記一般式(4)で表される金属錯体が、下記一般式(4−1)で表される構造を有する化合物であることを特徴とする第5項に記載の透明電極。 9. 6. The transparent electrode according to item 5, wherein the metal complex represented by the general formula (4) is a compound having a structure represented by the following general formula (4-1).
一般式(4−1)中、Mは遷移金属原子を表す。R22〜R25は、それぞれ独立に、置換基を表す。環Aは、窒素原子及び炭素原子とともに形成される五員又は六員の芳香族複素環を表し、更に置換基を有していてもよく、それらの置換基が互いに結合して環を形成してもよい。L3及びL4は、Mと共有結合又は配位結合を形成している配位子を表し、互いに結合して二座配位子を形成してもよい。 In general formula (4-1), M represents a transition metal atom. R 22 to R 25 each independently represent a substituent. Ring A represents a 5-membered or 6-membered aromatic heterocyclic ring formed together with a nitrogen atom and a carbon atom, and may further have a substituent, and these substituents are bonded to each other to form a ring. May be. L 3 and L 4 represent a ligand that forms a covalent bond or a coordinate bond with M, and may bond to each other to form a bidentate ligand.
10.前記一般式(5)で表される金属錯体が、下記一般式(5−1)で表される構造を有する化合物であることを特徴とする第5項に記載の透明電極。 10. 6. The transparent electrode according to item 5, wherein the metal complex represented by the general formula (5) is a compound having a structure represented by the following general formula (5-1).
一般式(5−1)中、Mは遷移金属原子を表す。R26〜R29は、それぞれ独立に、置換基を表し、互いに結合して環を形成してもよい。X5及びX6は、それぞれ独立に、−CR30又は窒素原子を表し、R30は水素原子又は置換基を表す。R31は、水素原子又は置換基を表す。L5及びL6は、Mと共有結合又は配位結合を形成している配位子を表し、互いに結合して二座配位子を形成してもよい。 In general formula (5-1), M represents a transition metal atom. R 26 to R 29 each independently represent a substituent, and may be bonded to each other to form a ring. X 5 and X 6 each independently represent —CR 30 or a nitrogen atom, and R 30 represents a hydrogen atom or a substituent. R 31 represents a hydrogen atom or a substituent. L 5 and L 6 each represent a ligand that forms a covalent bond or a coordinate bond with M, and may bond to each other to form a bidentate ligand.
11.前記遷移金属原子が、Co(II)、Ni(II)、Cu(II)、Pd(II)、Pt(II)及びAu(III)の中から選ばれるいずれか一種であることを特徴とする第4項から第10項までのいずれか一項に記載の透明電極。 11. The transition metal atom is any one selected from Co (II), Ni (II), Cu (II), Pd (II), Pt (II) and Au (III). The transparent electrode according to any one of Items 4 to 10.
12.前記遷移金属原子が、Cu(II)、Pd(II)、Pt(II)及びAu(III)の中から選ばれるいずれか一種であることを特徴とする第11項に記載の透明電極。
12 The transparent electrode according to
13.前記遷移金属原子が、Pd(II)、Pt(II)及びAu(III)の中から選ばれるいずれか一種であることを特徴とする第12項に記載の透明電極。 13. 13. The transparent electrode according to item 12, wherein the transition metal atom is any one selected from Pd (II), Pt (II) and Au (III).
14.前記遷移金属原子が、Au(III)であることを特徴とする第13項に記載の透明電極。
14 14. The transparent electrode according to
15.前記中間層が、前記導電性層側から順に、第1中間層及び第2中間層の2層から構成され、
前記第1中間層が、前記金属錯体を含有する層であり、
前記第2中間層が、芳香族性に関与しない非共有電子対を持つ窒素原子を有する芳香族複素環化合物を含有する層であり、
前記第1中間層の層厚が、0.5〜10nmの範囲内であることを特徴とする第1項から第14項までのいずかれ一項に記載の透明電極。
15. The intermediate layer is composed of two layers of a first intermediate layer and a second intermediate layer in order from the conductive layer side,
The first intermediate layer is a layer containing the metal complex;
The second intermediate layer is a layer containing an aromatic heterocyclic compound having a nitrogen atom having an unshared electron pair not involved in aromaticity;
15. The transparent electrode according to any one of
16.前記導電性層が、銀を主成分とし、かつ有機溶媒を含有する導電性インクを用いて、湿式法により形成されたことを特徴とする第1項から第15項までのいずれか一項に記載の透明電極。
16. The conductive layer is formed by a wet method using a conductive ink containing silver as a main component and containing an organic solvent, according to any one of
17.第1項から第16項までのいずれか一項に記載の透明電極が備えられたことを特徴とする電子デバイス。
17. An electronic device comprising the transparent electrode according to any one of
18.第1項から第16項までのいずれか一項に記載の透明電極が備えられたを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
18. An organic electroluminescence device comprising the transparent electrode according to any one of
本発明の上記手段により、十分な導電性と光透過性とを兼ね備え、更に耐久性に優れた透明電極、当該透明電極を備えた電子デバイス及び有機エレクトロルミネッセンス素子を提供することができる。 By the above-mentioned means of the present invention, it is possible to provide a transparent electrode having sufficient conductivity and light transmittance and having excellent durability, an electronic device having the transparent electrode, and an organic electroluminescence element.
本発明の効果の発現機構、作用機構については明確にはなっていないが、以下のように推察している。 The expression mechanism and action mechanism of the effect of the present invention are not clear, but are presumed as follows.
本発明の透明電極は、中間層の上部に、銀を主成分として構成されている導電性層が設けられており、かつ中間層には、1配位〜4配位のいずれかである金属錯体が含有されている、という構成である。
1配位〜4配位までの低配位の金属錯体においては、中心金属の周辺が配位子により混み合っておらず、表出していることが多く、一般的な例として、図9(a)に示すような平面性を有する金属錯体が挙げられる。平面金属錯体では、中心金属の垂直軸方向表面が表出しているため、図9(b)に示すとおり、この空間を配位サイトとして、新たな配位子が中心金属と軸配位し、錯体を形成することが知られている。
一方、五配位以上の配位数を有する金属錯体においては、その中心金属周辺が、複数のあるいは嵩高い配位子により混み入っているため、図9(c)に示すように、分子全体が立体的な構造となり、中心金属表面の表出している部分は少ない。
In the transparent electrode of the present invention, a conductive layer composed mainly of silver is provided on the intermediate layer, and the intermediate layer is a metal having any one of 1 to 4 coordinates. It is the structure that the complex is contained.
In a low-coordination metal complex of 1-coordinate to 4-coordinate, the periphery of the central metal is not crowded by the ligand and is often exposed. As a general example, FIG. Examples thereof include metal complexes having planarity as shown in a). In the planar metal complex, since the surface of the central metal in the vertical axis direction is exposed, as shown in FIG. 9B, this space is used as a coordination site, and a new ligand is axially coordinated with the central metal, It is known to form complexes.
On the other hand, in a metal complex having a coordination number of five or more coordinations, the periphery of the central metal is crowded with a plurality of or bulky ligands, so that as shown in FIG. Has a three-dimensional structure, and there are few exposed portions of the central metal surface.
つまり、1配位〜4配位までの低配位の金属錯体においては、その中心金属周辺に、導電性層の主成分である銀と相互作用が生じるための充分な空間を有している。これにより、中間層の上部に導電性層を成膜する際、導電性層を構成する銀原子が中間層に含有されている該金属錯体の中心金属と相互作用し、中間層表面上での銀原子の拡散距離が減少し、特異箇所での銀の凝集を抑制することができたものである。
これに対し、配位数が五配位以上の金属錯体である場合には、銀との相互作用が生じるための空間が少ないため、銀との相互作用が小さくなり、銀の凝集を抑制できず、膜質を低下させてしまうものと考えられる。
That is, a low-coordination metal complex of 1-coordinate to 4-coordinate has sufficient space around the central metal for interaction with silver which is the main component of the conductive layer. . Thereby, when forming a conductive layer on the upper part of the intermediate layer, the silver atoms constituting the conductive layer interact with the central metal of the metal complex contained in the intermediate layer, and on the surface of the intermediate layer. The diffusion distance of silver atoms was reduced, and the aggregation of silver at specific locations could be suppressed.
On the other hand, in the case of a metal complex having a coordination number of five or more, since there is little space for interaction with silver, the interaction with silver is reduced and aggregation of silver can be suppressed. Therefore, it is considered that the film quality is deteriorated.
すなわち、銀原子は、まず銀原子と親和性のある原子を有する銀親和性化合物を含有する中間層表面上で2次元的な核を形成し、それを中心に2次元の単結晶層を形成するという層状成長型(Frank−van der Merwe:FM型)の膜成長によって成膜されるようになる。
一般的には、中間層表面において付着した銀原子が表面を拡散しながら結合して3次元的な核を形成し、3次元的な島状に成長するという島状成長型(Volumer−Weber:VW型)での膜成長により、島状に成膜しやすいと考えられる。
しかし、本発明においては、中間層に含有されている銀親和性化合物である1配位〜4配位のいずれかである金属錯体により、島状成長が抑制され、層状成長が促進されると推察される。
したがって、薄い膜厚でありながらも、均一な膜厚の導電性層が得られるようになる。その結果、より薄い膜厚として光透過率を保ちつつも、導電性が確保され、更には耐久性にも優れた透明電極とすることができる。
That is, the silver atom first forms a two-dimensional nucleus on the surface of the intermediate layer containing the silver affinity compound having an atom having an affinity for the silver atom, and forms a two-dimensional single crystal layer around it. The film is formed by the layer growth type (Frank-van der Merwe: FM type) film growth.
In general, an island-like growth type (Volume-Weber) in which silver atoms adhering to the surface of the intermediate layer are combined while diffusing on the surface to form a three-dimensional nucleus and grow into a three-dimensional island shape. It is considered that the film is easily formed in an island shape by the film growth in the VW type.
However, in the present invention, when the island-like growth is suppressed and the layer-like growth is promoted by the metal complex having any one of 1-coordinate to 4-coordinate that is a silver affinity compound contained in the intermediate layer. Inferred.
Accordingly, it is possible to obtain a conductive layer having a uniform film thickness even though the film thickness is small. As a result, while maintaining light transmittance with a thinner film thickness, conductivity can be ensured, and furthermore, a transparent electrode excellent in durability can be obtained.
なお、金属錯体の全体構造(配位様式)は、構成している配位子と中心金属の配位数により決定される。したがって、これらの種類や組み合わせを適切に選択することで、銀との相互作用を生じさせるための充分な空間を有する所望の金属錯体を形成することができる。 In addition, the whole structure (coordination mode) of a metal complex is determined by the coordination number of the ligand and center metal which are comprised. Therefore, a desired metal complex having a sufficient space for causing an interaction with silver can be formed by appropriately selecting these types and combinations.
本発明の透明電極は、導電性層と、導電性層に隣接して設けられる少なくとも1層の中間層と、を備え、導電性層が、銀を主成分として構成され、中間層には、1配位、2配位、3配位及び4配位のいずれかである金属錯体が含有されていることを特徴とする。この特徴は、請求項1〜18までの請求項に係る発明に共通する技術的特徴である。
The transparent electrode of the present invention comprises a conductive layer and at least one intermediate layer provided adjacent to the conductive layer, and the conductive layer is composed mainly of silver, It is characterized by containing a metal complex that is one-coordinate, two-coordinated, three-coordinated or tetracoordinated. This feature is a technical feature common to the inventions according to
本発明の実施態様としては、中間層に含有される金属錯体が、有機化合物の配位子を有する化合物であることが、多様な金属錯体を形成できるという観点から好ましい。 As an embodiment of the present invention, it is preferable that the metal complex contained in the intermediate layer is a compound having a ligand of an organic compound from the viewpoint that various metal complexes can be formed.
本発明の実施態様としては、中間層に含有される金属錯体の分子全体における電荷が、中性であることが、真空蒸着法による成膜ができるという観点から好ましい。 As an embodiment of the present invention, it is preferable that the charge in the whole molecule of the metal complex contained in the intermediate layer is neutral from the viewpoint of film formation by vacuum deposition.
本発明の実施態様としては、中間層に含有される金属錯体が、遷移金属原子を有する化合物であることが、原子半径が大きく、銀との相互作用が発現しやすい効果が得られることから好ましい。さらには、金属錯体の配位子中の配位原子が、酸素原子、窒素原子、硫黄原子、リン原子及びカルベン炭素原子のいずれかであることがより好ましい。 As an embodiment of the present invention, it is preferable that the metal complex contained in the intermediate layer is a compound having a transition metal atom, since the atomic radius is large and the effect of easily interacting with silver is obtained. . Furthermore, it is more preferable that the coordination atom in the ligand of the metal complex is any one of an oxygen atom, a nitrogen atom, a sulfur atom, a phosphorus atom, and a carbene carbon atom.
本発明の実施態様としては、中間層に含有される金属錯体が、一般式(1)〜(5)で表される構造を有する化合物であることが好ましく、更には、一般式(1−1)、(2−1)、(3−1)、(4−1)及び(5−1)で表される構造を有する化合物であることが、配位子自体の平面性が高く、結果として金属錯体全体も平面性の高いものになることから好ましい。 As an embodiment of the present invention, the metal complex contained in the intermediate layer is preferably a compound having a structure represented by the general formulas (1) to (5). ), (2-1), (3-1), (4-1) and (5-1), the ligand itself has high planarity, and as a result The entire metal complex is also preferable because it has high planarity.
本発明の実施態様としては、平面金属錯体を形成しやすいという観点から、中間層に含有される金属錯体の中心金属である遷移金属原子が、Co(II)、Ni(II)、Cu(II)、Pd(II)、Pt(II)及びAu(III)の中から選ばれるいずれか一種であることが好ましく、中でもCu(II)、Pd(II)、Pt(II)及びAu(III)の中から選ばれるいずれか一種であることがより好ましく、Pd(II)、Pt(II)及びAu(III)の中から選ばれるいずれか一種であることが更に好ましく、Au(III)であることが最も好ましい。 As an embodiment of the present invention, from the viewpoint of easily forming a planar metal complex, the transition metal atom which is the central metal of the metal complex contained in the intermediate layer is Co (II), Ni (II), Cu (II ), Pd (II), Pt (II) and Au (III), preferably Cu (II), Pd (II), Pt (II) and Au (III). More preferably, any one selected from the group consisting of Pd (II), Pt (II) and Au (III) is more preferable, and Au (III) is more preferable. Most preferred.
本発明の実施態様としては、中間層が、導電性層側から順に、第1中間層及び第2中間層の2層から構成され、第1中間層が、金属錯体を含有する層であり、第2中間層が、芳香族性に関与しない非共有電子対を持つ窒素原子を有する芳香族複素環化合物を含有する層であり、第1中間層の層厚が、0.5〜10nmの範囲内であることが好ましい。
中間層が、第1中間層及び第2中間層の2層からなる構成の場合、第1中間層の層厚は0.5〜10nmの範囲内と薄いために完全な連続膜となっておらず、導電性層が第2中間層と接している部位が存在し得る。その結果、導電性層の銀が、第2中間層に含有される窒素原子及び第1中間層に含有される金属錯体の中心金属の両者とそれぞれ相互作用し、より銀の凝集を抑制するという効果を得ることができる。
As an embodiment of the present invention, the intermediate layer is composed of two layers of a first intermediate layer and a second intermediate layer in order from the conductive layer side, and the first intermediate layer is a layer containing a metal complex, The second intermediate layer is a layer containing an aromatic heterocyclic compound having a nitrogen atom having an unshared electron pair not involved in aromaticity, and the thickness of the first intermediate layer is in the range of 0.5 to 10 nm. It is preferable to be within.
When the intermediate layer is composed of two layers, the first intermediate layer and the second intermediate layer, the first intermediate layer has a thin thickness of 0.5 to 10 nm, so that it is a complete continuous film. There may be a portion where the conductive layer is in contact with the second intermediate layer. As a result, the silver of the conductive layer interacts with both the nitrogen atom contained in the second intermediate layer and the central metal of the metal complex contained in the first intermediate layer, thereby further suppressing the aggregation of silver. An effect can be obtained.
本発明の実施態様としては、導電性層が、銀を主成分とし、かつ有機溶媒を含有する導電性インクを用いて、湿式法により形成されることが、製造コストを安く抑えられる点から好ましい。 As an embodiment of the present invention, it is preferable that the conductive layer is formed by a wet method using a conductive ink containing silver as a main component and containing an organic solvent, because the manufacturing cost can be reduced. .
また、本発明の透明電極は、電子デバイス及び有機エレクトロルミネッセンス素子に好適に具備され得る。 Moreover, the transparent electrode of this invention can be comprised suitably for an electronic device and an organic electroluminescent element.
以下、本発明とその構成要素、及び本発明を実施するための形態・態様について詳細な説明をする。なお、本願において、数値範囲を表す「〜」は、その前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む意味で使用している。 Hereinafter, the present invention, its components, and modes and modes for carrying out the present invention will be described in detail. In addition, in this application, "-" showing a numerical range is used by the meaning containing the numerical value described before and behind that as a lower limit and an upper limit.
[第1の実施形態]
≪1.透明電極≫
<透明電極の構成>
図1に示すように、透明電極1は、中間層1aと、この中間層1aの上部に導電性層1bとが積層された2層構造であり、例えば、基材11の上部に、中間層1a、導電性層1bの順に設けられている。中間層1aは、1配位〜4配位までのいずれかである金属錯体が含有されて構成されている層であり、導電性層1bは、銀を主成分として構成されている層である。
なお、導電性層1bの主成分とは、導電性層1bを構成する成分のうち、構成比率が最も高い成分をいう。導電性層1bにおける銀の構成比率としては、60質量%以上であることが好ましく、90質量%以上であることがより好ましく、98質量%以上であることが特に好ましい。
また、透明電極1の透明とは、波長550nmでの光透過率が50%以上であることをいう。
[First Embodiment]
<< 1. Transparent electrode >>
<Configuration of transparent electrode>
As shown in FIG. 1, the
The main component of the
Moreover, the transparency of the
次に、このような積層構造の透明電極1が設けられる基材11、透明電極1を構成する中間層1a及び導電性層1bの順に、詳細な構成を説明する。
Next, a detailed structure is demonstrated in order of the
(基材)
本発明の透明電極1が形成される基材11としては、例えば、ガラス、プラスチック等を挙げることができるが、これらに限定されない。また、基材11は、透明であっても不透明であってもよい。本発明の透明電極1が、基材11側から光を取り出す電子デバイスに用いられる場合には、基材11は透明であることが好ましい。好ましく用いられる透明な基材11としては、ガラス、石英又は透明樹脂フィルムを挙げることができる。
(Base material)
Examples of the
ガラスとしては、例えば、シリカガラス、ソーダ石灰シリカガラス、鉛ガラス、ホウケイ酸塩ガラス、無アルカリガラス等が挙げられる。これらのガラス材料の表面には、中間層1aとの密着性、耐久性、平滑性の観点から、必要に応じて、研磨等の物理的処理が施されていてもよいし、無機物又は有機物からなる被膜や、これらの被膜を組み合わせたハイブリッド被膜が形成されていてもよい。
Examples of the glass include silica glass, soda-lime silica glass, lead glass, borosilicate glass, and alkali-free glass. From the viewpoints of adhesion to the
樹脂フィルムとしては、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)等のポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、セロファン、セルロースジアセテート、セルローストリアセテート(TAC)、セルロースアセテートブチレート、セルロースアセテートプロピオネート(CAP)、セルロースアセテートフタレート、セルロースナイトレート等のセルロースエステル類又はそれらの誘導体、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルアルコール、ポリエチレンビニルアルコール、シンジオタクティックポリスチレン、ポリカーボネート、ノルボルネン樹脂、ポリメチルペンテン、ポリエーテルケトン、ポリイミド、ポリエーテルスルホン(PES)、ポリフェニレンスルフィド、ポリスルホン類、ポリエーテルイミド、ポリエーテルケトンイミド、ポリアミド、フッ素樹脂、ナイロン、ポリメチルメタクリレート、アクリルあるいはポリアリレート類、アートン(商品名JSR社製)あるいはアペル(商品名三井化学社製)といったシクロオレフィン系樹脂等が挙げられる。 Examples of the resin film include polyesters such as polyethylene terephthalate (PET) and polyethylene naphthalate (PEN), polyethylene, polypropylene, cellophane, cellulose diacetate, cellulose triacetate (TAC), cellulose acetate butyrate, cellulose acetate propionate ( CAP), cellulose esters such as cellulose acetate phthalate, cellulose nitrate or derivatives thereof, polyvinylidene chloride, polyvinyl alcohol, polyethylene vinyl alcohol, syndiotactic polystyrene, polycarbonate, norbornene resin, polymethylpentene, polyether ketone, polyimide , Polyethersulfone (PES), polyphenylene sulfide, polysulfones, Cycloolefin resins such as polyetherimide, polyetherketoneimide, polyamide, fluororesin, nylon, polymethylmethacrylate, acrylic or polyarylate, Arton (trade name, manufactured by JSR) or Appel (trade name, manufactured by Mitsui Chemicals) Is mentioned.
上記したように、樹脂フィルムの表面には、無機物又は有機物からなる被膜や、これらの被膜を組み合わせたハイブリッド被膜が形成されていてもよい。このような被膜及びハイブリッド被膜は、JIS K 7129−1992に準拠した方法で測定された水蒸気透過度(25±0.5℃、相対湿度90±2%RH)が0.01g/(m2・24h)以下のバリア性フィルム(バリア膜等ともいう)であることが好ましい。さらには、JIS K 7126−1987に準拠した方法で測定された酸素透過度が1×10−3ml/(m2・24h・atm)以下、及び水蒸気透過度が1×10−5g/(m2・24h)以下の高バリア性フィルムであることが好ましい。 As described above, a film made of an inorganic material or an organic material, or a hybrid film combining these films may be formed on the surface of the resin film. Such a coating and a hybrid coating have a water vapor transmission rate (25 ± 0.5 ° C., relative humidity 90 ± 2% RH) measured by a method according to JIS K 7129-1992 of 0.01 g / (m 2 · 24h) The following barrier film (also referred to as a barrier film or the like) is preferable. Furthermore, the oxygen permeability measured by the method according to JIS K 7126-1987 is 1 × 10 −3 ml / (m 2 · 24 h · atm) or less, and the water vapor permeability is 1 × 10 −5 g / ( m 2 · 24h) or less is preferable.
以上のようなバリア性フィルムを形成する材料としては、水分や酸素等の電子デバイスや有機EL素子の劣化をもたらす要因の浸入を抑制する機能を有する材料であればよく、例えば、酸化ケイ素、二酸化ケイ素、窒化ケイ素等を用いることができる。さらに、当該バリア性フィルムの脆弱性を改良するために、これら無機材料からなる層(無機層)と有機材料からなる層(有機層)の積層構造を持たせることがより好ましい。無機層と有機層との積層順については特に制限はないが、両者を交互に複数回積層させることが好ましい。 The material for forming the barrier film as described above may be any material that has a function of suppressing intrusion of factors that cause deterioration of electronic devices such as moisture and oxygen and organic EL elements. Silicon, silicon nitride, or the like can be used. Furthermore, in order to improve the brittleness of the barrier film, it is more preferable to have a laminated structure of a layer made of these inorganic materials (inorganic layer) and a layer made of organic material (organic layer). Although there is no restriction | limiting in particular about the lamination | stacking order of an inorganic layer and an organic layer, It is preferable to laminate | stack both alternately several times.
バリア性フィルムの作製方法については特に限定はなく、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、反応性スパッタリング法、分子線エピタキシー法、クラスターイオンビーム法、イオンプレーティング法、プラズマ重合法、大気圧プラズマ重合法、プラズマCVD法、レーザーCVD法、熱CVD法、コーティング法等を用いることができるが、特開2004−68143号公報に記載の大気圧プラズマ重合法によるものが特に好ましい。 The method for producing the barrier film is not particularly limited. For example, the vacuum deposition method, the sputtering method, the reactive sputtering method, the molecular beam epitaxy method, the cluster ion beam method, the ion plating method, the plasma polymerization method, the atmospheric pressure plasma weight A combination method, a plasma CVD method, a laser CVD method, a thermal CVD method, a coating method, or the like can be used, but an atmospheric pressure plasma polymerization method described in JP-A-2004-68143 is particularly preferable.
一方、基材11を不透明な材料で構成する場合には、例えば、アルミニウム、ステンレス等の金属基板、フィルムや不透明樹脂基板、セラミック製の基板等を用いることができる。
On the other hand, when the
(中間層)
本発明に係る中間層1aは、1配位〜4配位のいずれかである金属錯体を用いて構成された層である。
金属錯体の配位子としては、有機化合物であることが好ましい。
また、金属錯体の分子全体における電荷が、中性であることが好ましい。すなわち、金属錯体が、カウンターアニオン(対イオン)を有さずに、中心金属及び配位子のみからなる構造で、その電荷が中性(電荷量が0)となっていることが好ましい。
(Middle layer)
The
The ligand of the metal complex is preferably an organic compound.
Moreover, it is preferable that the electric charge in the whole molecule | numerator of a metal complex is neutral. That is, it is preferable that the metal complex has a structure composed of only the central metal and the ligand without having a counter anion (counter ion), and the charge is neutral (the charge amount is 0).
本発明に係る金属錯体の配位子としては、複数の配位サイトを持つキレート型配位子であることが好ましい。キレート型配位子は、それ自身が平面性の高い構造を有しており、より容易に平面性を有する金属錯体を形成することができる。また、キレート型配位子は、中心金属に対して複座で配位しているため、結合が強く、安定である。
したがって、より平面性が高く、より安定な金属錯体を形成できる観点から、少なくとも一つのキレート型配位子を用いることが好ましく、キレート型配位子のみ用いることがより好ましい。
The ligand of the metal complex according to the present invention is preferably a chelate ligand having a plurality of coordination sites. The chelate-type ligand itself has a highly planar structure, and can form a metal complex having planarity more easily. In addition, the chelate-type ligand is coordinated in a multidentate manner with respect to the central metal, so that the bond is strong and stable.
Therefore, it is preferable to use at least one chelate-type ligand, and more preferable to use only a chelate-type ligand from the viewpoint of forming a more stable metal complex with higher planarity.
キレート型配位子としては、従来公知の中から適宜選択して用いることができるが、中でも、多様な中心金属と錯体を形成できるという観点から、アセチルアセトナート型配位子、サレン型配位子、ポルフィリン型配位子、フタロシアニン型配位子、フェニルピリジン型配位子、フェニルイミダゾール型配位子、フェニルイミダゾールカルベン型配位子であることが好ましい。 As the chelate-type ligand, it can be appropriately selected from conventionally known ligands. Among them, acetylacetonate-type ligands, salen-type coordinations are particularly preferable from the viewpoint of forming complexes with various central metals. It is preferable that they are a child, a porphyrin-type ligand, a phthalocyanine-type ligand, a phenylpyridine-type ligand, a phenylimidazole-type ligand, and a phenylimidazolecarbene-type ligand.
一方、中心金属の選択も、平面性の金属錯体を形成するために重要な要素である。
例えば、4配位の金属錯体の場合、正四面体型と平面四角形型の2種類がある。いずれも本発明の効果発現がなされる態様ではあるものの、中心金属周辺がより表出している点で、後者の平面四角形型が好ましいことは明らかである。
On the other hand, the selection of the central metal is also an important factor for forming a planar metal complex.
For example, in the case of a tetracoordinate metal complex, there are two types, a regular tetrahedron type and a planar square type. Although both are embodiments in which the effects of the present invention are manifested, it is clear that the latter planar square shape is preferable in that the periphery of the central metal is more exposed.
このような平面四角形型の金属錯体を形成するには、その中心金属の最外殻のd軌道を満たしている電子の個数(dn電子配置という。)や周期数(周期表の横軸)を考慮する必要がある。中心金属が、d7、d8及びd9電子配置のとき、より好ましくはd8電子配置のとき、平面四角形型になりやすく、また、高周期遷移金属原子になるほど平面四角形型になりやすい。 This way the formation is a flat square type metal complex, the electrons meet the d orbital of the outermost shell of the central metal number (d n of electron configuration.) And periodicity (horizontal axis in the periodic table) Need to be considered. When the central metal is in the d 7 , d 8 and d 9 electron configuration, more preferably in the d 8 electron configuration, it tends to be a planar quadrilateral shape, and the higher the transition metal atom is, the more likely it is a planar quadrilateral shape.
上記理由から、平面四角形型で、かつキレート型配位子のみからなる金属錯体を形成し得る中心金属の種類は多くはない。本発明においては、中心金属が、Co(II)、Ni(II)、Cu(II)、Pd(II)、Pt(II)及びAu(III)の中から選択されるいずれか一種であることが好ましい。 For the above reasons, there are not many kinds of central metals that can form a metal complex that is a planar quadrilateral shape and consists only of a chelate-type ligand. In the present invention, the central metal is any one selected from Co (II), Ni (II), Cu (II), Pd (II), Pt (II) and Au (III). Is preferred.
Co(II)はd7電子配置、Ni(II)はd8電子配置であり、平面四角形型を形成することがある。
Pd(II)及びPt(II)は、d8電子配置であり、かつそれぞれ第5列、第6列周期の高周期遷移金属原子であり、平面四角形型錯体を形成するため、より好ましい。
Co (II) is d 7 electron configuration, Ni (II) is a d 8 electronic configuration, it is possible to form a square-planar type.
Pd (II) and Pt (II) is, d 8 is an electronic arrangement, and the fifth row respectively, a high transition metal atom of the sixth column cycle, to form a square-planar type complex, more preferable.
また、金属錯体の中心金属と後述する導電性層の銀原子との相互作用は、主に金属−金属結合である。異なる金属種同士の親和性を予測する一つの指標に相図があり、合金の実現や特性について予測がなされるが、化学的特性が似ている同族(周期表の縦列)の金属同士は、一般的に親和性が高い。したがって、銀と親和性が高く、金属−金属結合を形成しやすい遷移金属原子は、同じ第11族である銅及び金であると推察される。
Moreover, the interaction between the central metal of the metal complex and the silver atoms of the conductive layer described later is mainly a metal-metal bond. One index that predicts the affinity between different metal species is a phase diagram, and the realization and properties of the alloy are predicted, but metals in the same family (columns in the periodic table) with similar chemical properties Generally high affinity. Therefore, it is speculated that the transition metal atoms having a high affinity with silver and easily forming a metal-metal bond are copper and gold, which are the
上記の観点から、Cu(II)は、d9電子配置で平面四角形型を形成することがあり、かつ第11族で銀原子との相互作用が強いため、より好ましい。
In view of the above, Cu (II), it is possible to form a square planar type with d 9 electronic configuration, and a strong interaction with the silver atoms in the
Au(III)は、d8電子配置で、第6列周期の高周期遷移金属原子であるため平面四角形型錯体を形成し、かつ第11族で銀原子との相互作用が強いため、最も好ましい。
Au (III) is a d 8 electronic configuration, the sixth column to form a square-planar type complex for a high transition metal atom of the periodic, and a strong interaction with the silver atoms in the
以下、本発明に係る中間層1aに用いられる一般式(1)〜(5)で表される構造を有する金属錯体について説明する。
Hereinafter, the metal complex which has a structure represented by General Formula (1)-(5) used for the intermediate |
(一般式(1)〜(5)で表される構造を有する金属錯体)
中間層1aに含有される金属錯体としては、下記一般式(1)〜(5)で表される構造を有する金属錯体であることが好ましい。
(Metal complex having a structure represented by general formulas (1) to (5))
The metal complex contained in the
一般式(1)〜(5)中、Mは遷移金属原子を表し、多座配位子と共有結合及び配位結合を形成している。多座配位子は、互いに結合して三座配位子又は四座配位子となってもよい。Lは補助配位子を表し、Mと共有結合又は配位結合を形成している。nは、0〜2の整数を表す。nが1のとき、Lは単座配位子又は多座配位子のいずれであってもよく、nが2のとき、Lは同一であっても異なっていてもよいが、分子全体の電荷は中性である。 In the general formulas (1) to (5), M represents a transition metal atom, and forms a covalent bond and a coordinate bond with the polydentate ligand. Multidentate ligands may combine with each other to form tridentate or tetradentate ligands. L represents an auxiliary ligand, and forms a covalent bond or a coordinate bond with M. n represents an integer of 0 to 2. When n is 1, L may be a monodentate ligand or a polydentate ligand, and when n is 2, L may be the same or different, but the charge of the whole molecule Is neutral.
一般式(1)〜(5)において、Mで表される遷移金属原子としては、特に限定されるものではないが、Co(II)、Ni(II)、Cu(II)、Pd(II)、Pt(II)又はAu(III)であることが好ましく、Cu(II)、Pd(II)、Pt(II)又はAu(III)であることがより好ましく、Pd(II)、Pt(II)又はAu(III)であることが更に好ましく、Au(III)であることが最も好ましい。 In the general formulas (1) to (5), the transition metal atom represented by M is not particularly limited, but Co (II), Ni (II), Cu (II), Pd (II) Pt (II) or Au (III) is preferred, Cu (II), Pd (II), Pt (II) or Au (III) is more preferred, and Pd (II), Pt (II) Or Au (III) is more preferable, and Au (III) is most preferable.
上記一般式(1)で表される構造を有する金属錯体は、下記一般式(1−1)で表される構造を有する金属錯体であることが好ましい。 The metal complex having a structure represented by the general formula (1) is preferably a metal complex having a structure represented by the following general formula (1-1).
一般式(1−1)中、Mは遷移金属原子を表す。R1及びR2は、それぞれ独立に、置換基を表す。L1及びL2は、Mと共有結合又は配位結合を形成している配位子を表し、互いに結合して二座配位子を形成してもよい。 In general formula (1-1), M represents a transition metal atom. R 1 and R 2 each independently represents a substituent. L 1 and L 2 represent a ligand that forms a covalent bond or a coordinate bond with M, and may bond to each other to form a bidentate ligand.
一般式(1−1)におけるMは、一般式(1)〜(5)におけるMと同義である。 M in the general formula (1-1) has the same meaning as M in the general formulas (1) to (5).
一般式(1)において、R1及びR2で表される置換基としては、アルキル基(例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基等)、シクロアルキル基(例えば、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等)、アルケニル基(例えば、ビニル基、アリル基等)、アルキニル基(例えば、エチニル基、プロパルギル基等)、芳香族炭化水素基(芳香族炭素環基、アリール基等ともいい、例えば、フェニル基、p−クロロフェニル基、メシチル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基、アントリル基、アズレニル基、アセナフテニル基、フルオレニル基、フェナントリル基、インデニル基、ピレニル基、ビフェニリル基等)、芳香族複素環基(例えば、フリル基、チエニル基、ピリジル基、ピリダジニル基、ピリミジニル基、ピラジニル基、トリアジニル基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、チアゾリル基、キナゾリニル基、カルバゾリル基、カルボリニル基、ジアザカルバゾリル基(カルボリニル基のカルボリン環を構成する任意の炭素原子の一つが窒素原子で置き換わったものを示す)、フタラジニル基等)、複素環基(例えば、ピロリジル基、イミダゾリジル基、モルホリル基、オキサゾリジル基等)、アルコキシ基(例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロピルオキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、オクチルオキシ基、ドデシルオキシ基等)、シクロアルコキシ基(例えば、シクロペンチルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基等)、アリールオキシ基(例えば、フェノキシ基、ナフチルオキシ基等)、アルキルチオ基(例えば、メチルチオ基、エチルチオ基、プロピルチオ基、ペンチルチオ基、ヘキシルチオ基、オクチルチオ基、ドデシルチオ基等)、シクロアルキルチオ基(例えば、シクロペンチルチオ基、シクロヘキシルチオ基等)、アリールチオ基(例えば、フェニルチオ基、ナフチルチオ基等)、アルコキシカルボニル基(例えば、メチルオキシカルボニル基、エチルオキシカルボニル基、ブチルオキシカルボニル基、オクチルオキシカルボニル基、ドデシルオキシカルボニル基等)、アリールオキシカルボニル基(例えば、フェニルオキシカルボニル基、ナフチルオキシカルボニル基等)、スルファモイル基(例えば、アミノスルホニル基、メチルアミノスルホニル基、ジメチルアミノスルホニル基、ブチルアミノスルホニル基、ヘキシルアミノスルホニル基、シクロヘキシルアミノスルホニル基、オクチルアミノスルホニル基、ドデシルアミノスルホニル基、フェニルアミノスルホニル基、ナフチルアミノスルホニル基、2−ピリジルアミノスルホニル基等)、アシル基(例えば、アセチル基、エチルカルボニル基、プロピルカルボニル基、ペンチルカルボニル基、シクロヘキシルカルボニル基、オクチルカルボニル基、2−エチルヘキシルカルボニル基、ドデシルカルボニル基、フェニルカルボニル基、ナフチルカルボニル基、ピリジルカルボニル基等)、アシルオキシ基(例えば、アセチルオキシ基、エチルカルボニルオキシ基、ブチルカルボニルオキシ基、オクチルカルボニルオキシ基、ドデシルカルボニルオキシ基、フェニルカルボニルオキシ基等)、アミド基(例えば、メチルカルボニルアミノ基、エチルカルボニルアミノ基、ジメチルカルボニルアミノ基、プロピルカルボニルアミノ基、ペンチルカルボニルアミノ基、シクロヘキシルカルボニルアミノ基、2−エチルヘキシルカルボニルアミノ基、オクチルカルボニルアミノ基、ドデシルカルボニルアミノ基、フェニルカルボニルアミノ基、ナフチルカルボニルアミノ基等)、カルバモイル基(例えば、アミノカルボニル基、メチルアミノカルボニル基、ジメチルアミノカルボニル基、プロピルアミノカルボニル基、ペンチルアミノカルボニル基、シクロヘキシルアミノカルボニル基、オクチルアミノカルボニル基、2−エチルヘキシルアミノカルボニル基、ドデシルアミノカルボニル基、フェニルアミノカルボニル基、ナフチルアミノカルボニル基、2−ピリジルアミノカルボニル基等)、ウレイド基(例えば、メチルウレイド基、エチルウレイド基、ペンチルウレイド基、シクロヘキシルウレイド基、オクチルウレイド基、ドデシルウレイド基、フェニルウレイド基ナフチルウレイド基、2−ピリジルアミノウレイド基等)、スルフィニル基(例えば、メチルスルフィニル基、エチルスルフィニル基、ブチルスルフィニル基、シクロヘキシルスルフィニル基、2−エチルヘキシルスルフィニル基、ドデシルスルフィニル基、フェニルスルフィニル基、ナフチルスルフィニル基、2−ピリジルスルフィニル基等)、アルキルスルホニル基(例えば、メチルスルホニル基、エチルスルホニル基、ブチルスルホニル基、シクロヘキシルスルホニル基、2−エチルヘキシルスルホニル基、ドデシルスルホニル基等)、アリールスルホニル基又はヘテロアリールスルホニル基(例えば、フェニルスルホニル基、ナフチルスルホニル基、2−ピリジルスルホニル基等)、アミノ基(例えば、アミノ基、エチルアミノ基、ジメチルアミノ基、ブチルアミノ基、シクロペンチルアミノ基、2−エチルヘキシルアミノ基、ドデシルアミノ基、アニリノ基、ナフチルアミノ基、2−ピリジルアミノ基、ピペリジル基(ピペリジニル基ともいう)、2,2,6,6−テトラメチルピペリジニル基等)、ハロゲン原子(例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子等)、フッ化炭化水素基(例えば、フルオロメチル基、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基、ペンタフルオロフェニル基等)、シアノ基、ニトロ基、ヒドロキシ基、メルカプト基、シリル基(例えば、トリメチルシリル基、トリイソプロピルシリル基、トリフェニルシリル基、フェニルジエチルシリル基等)、リン酸エステル基(例えば、ジヘキシルホスホリル基等)、亜リン酸エステル基(例えば、ジフェニルホスフィニル基等)、ホスホノ基等が挙げられる。 In the general formula (1), examples of the substituent represented by R 1 and R 2 include an alkyl group (for example, methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, tert-butyl group, pentyl group, hexyl group, octyl group). Group, dodecyl group, tridecyl group, tetradecyl group, pentadecyl group, etc.), cycloalkyl group (eg, cyclopentyl group, cyclohexyl group, etc.), alkenyl group (eg, vinyl group, allyl group, etc.), alkynyl group (eg, ethynyl group) , Propargyl group, etc.), aromatic hydrocarbon group (aromatic carbocyclic group, aryl group, etc.), for example, phenyl group, p-chlorophenyl group, mesityl group, tolyl group, xylyl group, naphthyl group, anthryl group, azulenyl Group, acenaphthenyl group, fluorenyl group, phenanthryl group, indenyl group, pyrenyl group, biphenyl Enilyl group, etc.), aromatic heterocyclic group (for example, furyl group, thienyl group, pyridyl group, pyridazinyl group, pyrimidinyl group, pyrazinyl group, triazinyl group, imidazolyl group, pyrazolyl group, thiazolyl group, quinazolinyl group, carbazolyl group, carbolinyl group) Group, diazacarbazolyl group (indicating that one of the carbon atoms constituting the carboline ring of carbolinyl group is replaced by nitrogen atom), phthalazinyl group, etc.), heterocyclic group (for example, pyrrolidyl group, imidazolidyl group) , Morpholyl group, oxazolidyl group, etc.), alkoxy group (eg, methoxy group, ethoxy group, propyloxy group, pentyloxy group, hexyloxy group, octyloxy group, dodecyloxy group, etc.), cycloalkoxy group (eg, cyclopentyloxy group) Group, cyclohexyloxy group Etc.), aryloxy groups (for example, phenoxy group, naphthyloxy group, etc.), alkylthio groups (for example, methylthio group, ethylthio group, propylthio group, pentylthio group, hexylthio group, octylthio group, dodecylthio group, etc.), cycloalkylthio group ( For example, cyclopentylthio group, cyclohexylthio group, etc.), arylthio group (eg, phenylthio group, naphthylthio group, etc.), alkoxycarbonyl group (eg, methyloxycarbonyl group, ethyloxycarbonyl group, butyloxycarbonyl group, octyloxycarbonyl group) , Dodecyloxycarbonyl group etc.), aryloxycarbonyl group (eg phenyloxycarbonyl group, naphthyloxycarbonyl group etc.), sulfamoyl group (eg aminosulfonyl group, methylamino) Sulfonyl group, dimethylaminosulfonyl group, butylaminosulfonyl group, hexylaminosulfonyl group, cyclohexylaminosulfonyl group, octylaminosulfonyl group, dodecylaminosulfonyl group, phenylaminosulfonyl group, naphthylaminosulfonyl group, 2-pyridylaminosulfonyl group, etc.) An acyl group (for example, acetyl group, ethylcarbonyl group, propylcarbonyl group, pentylcarbonyl group, cyclohexylcarbonyl group, octylcarbonyl group, 2-ethylhexylcarbonyl group, dodecylcarbonyl group, phenylcarbonyl group, naphthylcarbonyl group, pyridylcarbonyl group) Etc.), acyloxy group (for example, acetyloxy group, ethylcarbonyloxy group, butylcarbonyloxy group, octylcarbonyloxy group) Dodecylcarbonyloxy group, phenylcarbonyloxy group, etc.), amide group (for example, methylcarbonylamino group, ethylcarbonylamino group, dimethylcarbonylamino group, propylcarbonylamino group, pentylcarbonylamino group, cyclohexylcarbonylamino group, 2-ethylhexyl) Carbonylamino group, octylcarbonylamino group, dodecylcarbonylamino group, phenylcarbonylamino group, naphthylcarbonylamino group, etc.), carbamoyl group (for example, aminocarbonyl group, methylaminocarbonyl group, dimethylaminocarbonyl group, propylaminocarbonyl group, Pentylaminocarbonyl group, cyclohexylaminocarbonyl group, octylaminocarbonyl group, 2-ethylhexylaminocarbonyl group, dodecyla Minocarbonyl group, phenylaminocarbonyl group, naphthylaminocarbonyl group, 2-pyridylaminocarbonyl group, etc.), ureido group (for example, methylureido group, ethylureido group, pentylureido group, cyclohexylureido group, octylureido group, dodecylureido group) , Phenylureido group naphthylureido group, 2-pyridylaminoureido group, etc.), sulfinyl group (for example, methylsulfinyl group, ethylsulfinyl group, butylsulfinyl group, cyclohexylsulfinyl group, 2-ethylhexylsulfinyl group, dodecylsulfinyl group, phenylsulfinyl group) Naphthylsulfinyl group, 2-pyridylsulfinyl group, etc.), alkylsulfonyl group (for example, methylsulfonyl group, ethylsulfonyl group, butylsulfonate) Group, cyclohexylsulfonyl group, 2-ethylhexylsulfonyl group, dodecylsulfonyl group, etc.), arylsulfonyl group or heteroarylsulfonyl group (for example, phenylsulfonyl group, naphthylsulfonyl group, 2-pyridylsulfonyl group, etc.), amino group (for example, Amino group, ethylamino group, dimethylamino group, butylamino group, cyclopentylamino group, 2-ethylhexylamino group, dodecylamino group, anilino group, naphthylamino group, 2-pyridylamino group, piperidyl group (also called piperidinyl group), 2,2,6,6-tetramethylpiperidinyl group, etc.), halogen atom (eg, fluorine atom, chlorine atom, bromine atom etc.), fluorinated hydrocarbon group (eg, fluoromethyl group, trifluoromethyl group, Pentafluoroethyl group, pen Fluorophenyl group), cyano group, nitro group, hydroxy group, mercapto group, silyl group (for example, trimethylsilyl group, triisopropylsilyl group, triphenylsilyl group, phenyldiethylsilyl group, etc.), phosphate group (for example, A dihexyl phosphoryl group), a phosphite group (for example, a diphenylphosphinyl group), a phosphono group, and the like.
上記一般式(2)で表される構造を有する金属錯体は、下記一般式(2−1)で表される構造を有する金属錯体であることが好ましい。 The metal complex having a structure represented by the general formula (2) is preferably a metal complex having a structure represented by the following general formula (2-1).
一般式(2−1)中、Mは遷移金属原子を表す。R3及びR4は、それぞれ独立に、置換基を表す。R5〜R12は、それぞれ独立に、置換基を表し、互いに結合して環を形成してもよい。 In general formula (2-1), M represents a transition metal atom. R 3 and R 4 each independently represents a substituent. R 5 to R 12 each independently represent a substituent and may be bonded to each other to form a ring.
一般式(2−1)におけるMは、一般式(1)〜(5)におけるMと同義である。 M in the general formula (2-1) has the same meaning as M in the general formulas (1) to (5).
一般式(2−1)において、R3及びR4で表される置換基としては、一般式(1)〜(5)におけるR1及びR2で表される置換基と同様のものが挙げられる。 In the general formula (2-1), examples of the substituent represented by R 3 and R 4 include the same substituents as those represented by R 1 and R 2 in the general formulas (1) to (5). It is done.
一般式(2−1)において、R5〜R12で表される置換基としては、一般式(1)〜(5)におけるR1及びR2で表される置換基と同様のものが挙げられる。 In the general formula (2-1), examples of the substituent represented by R 5 to R 12 include the same substituents represented by R 1 and R 2 in the general formulas (1) to (5). It is done.
上記一般式(3)で表される構造を有する金属錯体は、下記一般式(3−1)で表される構造を有する金属錯体であることが好ましい。 The metal complex having a structure represented by the general formula (3) is preferably a metal complex having a structure represented by the following general formula (3-1).
一般式(3−1)中、Mは遷移金属原子を表す。X1〜X4は、それぞれ独立に、−CR21又は窒素原子を表し、R21は、水素原子又は置換基を表す。R13〜R20は、それぞれ独立に、置換基を表し、互いに結合して環を形成してもよい。 In general formula (3-1), M represents a transition metal atom. X 1 to X 4 each independently represent —CR 21 or a nitrogen atom, and R 21 represents a hydrogen atom or a substituent. R 13 to R 20 each independently represent a substituent and may be bonded to each other to form a ring.
一般式(3−1)におけるMは、一般式(1)〜(5)におけるMと同義である。 M in the general formula (3-1) has the same meaning as M in the general formulas (1) to (5).
一般式(3−1)において、R21で表される置換基としては、一般式(1)〜(5)におけるR1及びR2で表される置換基と同様のものが挙げられる。 In General Formula (3-1), examples of the substituent represented by R 21 include the same substituents represented by R 1 and R 2 in General Formulas (1) to (5).
一般式(3−1)において、R13〜R20で表される置換基としては、一般式(1)〜(5)におけるR1及びR2で表される置換基と同様のものが挙げられる。 In the general formula (3-1), examples of the substituent represented by R 13 to R 20 include the same substituents as those represented by R 1 and R 2 in the general formulas (1) to (5). It is done.
上記一般式(4)で表される構造を有する金属錯体は、下記一般式(4−1)で表される構造を有する金属錯体であることが好ましい。 The metal complex having a structure represented by the general formula (4) is preferably a metal complex having a structure represented by the following general formula (4-1).
一般式(4−1)中、Mは遷移金属原子を表す。R22〜R25は、それぞれ独立に、置換基を表す。環Aは、窒素原子及び炭素原子とともに形成される五員又は六員の芳香族複素環を表し、更に置換基を有していてもよく、それらの置換基が互いに結合して環を形成してもよい。L3及びL4は、Mと共有結合又は配位結合を形成している配位子を表し、互いに結合して二座配位子を形成してもよい。 In general formula (4-1), M represents a transition metal atom. R 22 to R 25 each independently represent a substituent. Ring A represents a 5-membered or 6-membered aromatic heterocyclic ring formed together with a nitrogen atom and a carbon atom, and may further have a substituent, and these substituents are bonded to each other to form a ring. May be. L 3 and L 4 represent a ligand that forms a covalent bond or a coordinate bond with M, and may bond to each other to form a bidentate ligand.
一般式(4−1)におけるMは、一般式(1)〜(5)におけるMと同義である。 M in the general formula (4-1) has the same meaning as M in the general formulas (1) to (5).
一般式(4−1)において、R22〜R25で表される置換基としては、一般式(1)〜(5)におけるR1及びR2で表される置換基と同様のものが挙げられる。 In General Formula (4-1), examples of the substituent represented by R 22 to R 25 include the same substituents as those represented by R 1 and R 2 in General Formulas (1) to (5). It is done.
上記一般式(5)で表される構造を有する金属錯体は、下記一般式(5−1)で表される構造を有する金属錯体であることが好ましい。 The metal complex having a structure represented by the general formula (5) is preferably a metal complex having a structure represented by the following general formula (5-1).
一般式(5−1)中、Mは遷移金属原子を表す。R26〜R29は、それぞれ独立に、置換基を表し、互いに結合して環を形成してもよい。X5及びX6は、それぞれ独立に、−CR30又は窒素原子を表し、R30は水素原子又は置換基を表す。R31は、水素原子又は置換基を表す。L5及びL6は、Mと共有結合又は配位結合を形成している配位子を表し、互いに結合して二座配位子を形成してもよい。 In general formula (5-1), M represents a transition metal atom. R 26 to R 29 each independently represent a substituent, and may be bonded to each other to form a ring. X 5 and X 6 each independently represent —CR 30 or a nitrogen atom, and R 30 represents a hydrogen atom or a substituent. R 31 represents a hydrogen atom or a substituent. L 5 and L 6 each represent a ligand that forms a covalent bond or a coordinate bond with M, and may bond to each other to form a bidentate ligand.
一般式(5−1)におけるMは、一般式(1)〜(5)におけるMと同義である。 M in the general formula (5-1) has the same meaning as M in the general formulas (1) to (5).
一般式(5−1)において、R26〜R29で表される置換基としては、一般式(1)〜(5)におけるR1及びR2で表される置換基と同様のものが挙げられる。 In the general formula (5-1), examples of the substituent represented by R 26 to R 29 include the same substituents represented by R 1 and R 2 in the general formulas (1) to (5). It is done.
一般式(5−1)において、R30及びR31で表される置換基としては、一般式(1)〜(5)におけるR1及びR2で表される置換基と同様のものが挙げられる。 In the general formula (5-1), examples of the substituent represented by R 30 and R 31 are the same as the substituents represented by R 1 and R 2 in the general formulas (1) to (5). It is done.
以下に、本発明に係る中間層1aに含有される金属錯体の具体例(例示化合物(1)〜(258))を示すが、これらに限定されるものではない。
Although the specific example (Exemplary compound (1)-(258)) of the metal complex contained in the intermediate |
中間層1aに用いることのできる金属錯体は、従来公知の方法により合成することができる。
The metal complex that can be used for the
このような中間層1aが基材11上に成膜されたものである場合、その成膜方法としては、塗布法、インクジェット法、コーティング法、ディップ法等のウェットプロセスを用いる方法や、蒸着法(抵抗加熱、EB法等)、スパッタ法、CVD法等のドライプロセスを用いる方法等が挙げられる。
When such an
中間層1aの層厚としては、5.0〜40nmの範囲内であることが好ましい。
The layer thickness of the
(導電性層)
本発明に係る導電性層1bは、銀を主成分として構成されている層であって、中間層1a上に成膜された層である。
導電性層1bは、銀を主成分として構成されている層が、必要に応じて、複数の層に分けて積層された構成であってもよい。
(Conductive layer)
The
The
導電性層1bは、層厚が5〜20nmの範囲内であることが好ましく、5〜12nmの範囲内であることがより好ましい。
層厚が20nmより薄い場合には、層の吸収成分又は反射成分が少なくなり、透明電極1の透過率が向上するため好ましい。また、層厚が5nmより厚い場合には、層の導電性が十分になるため好ましい。
The
When the layer thickness is less than 20 nm, the absorption component or reflection component of the layer is reduced, and the transmittance of the
なお、以上のような中間層1aとこの上部に成膜された導電性層1bとからなる積層構造の透明電極1は、導電性層1bの上部が保護膜で覆われていてもよいし、別の導電性層が積層されていてもよい。この場合、透明電極1の光透過性を損なうことのないように、保護膜及び別の導電性層が光透過性を有することが好ましい。また、中間層1aの下部、すなわち中間層1aと基材11との間にも、必要に応じた層を設けた構成としてもよい。
In addition, in the
導電性層1bは、銀(Ag)を含有する合金から構成されていてもよく、そのような合金としては、例えば、銀マグネシウム(AgMg)、銀銅(AgCu)、銀パラジウム(AgPd)、銀パラジウム銅(AgPdCu)、銀インジウム(AgIn)等が挙げられる。
The
導電性層1bの成膜方法としては、塗布法、インクジェット法、コーティング法、ディップ法等のウェットプロセスを用いる方法や、蒸着法(抵抗加熱、EB法等)、スパッタ法、CVD法等のドライプロセスを用いる方法等が挙げられる。
中でも、銀を主成分とし、かつ有機溶媒を含有する導電性インクを用い、湿式法により導電性層1bを成膜することが好ましい。有機溶媒としては、本発明の透明電極1の効果を阻害しない限りにおいて、従来公知のものを特に制限なく使用することができる。
As a method for forming the
In particular, it is preferable to form the
また、導電性層1bは、中間層1a上に成膜されることにより、導電性層成膜後の高温アニール処理(例えば、150℃以上の加熱プロセス)等がなくても十分に導電性を有することを特徴とするが、必要に応じて、成膜後に高温アニール処理等を行ったものであってもよい。
Further, the
<透明電極の効果>
以上のような構成の透明電極1は、1配位〜4配位のいずれかである金属錯体を用いて構成されている中間層1a上に、銀を主成分として構成されている導電性層1bを設けた構成である。これにより、中間層1aの上部に導電性層1bを成膜する際には、導電性層1bを構成する銀原子が中間層1aを構成する金属錯体の中心金属と相互作用し、銀原子の中間層1a表面での拡散距離が減少し、銀の凝集が抑えられる。
<Effect of transparent electrode>
The
ここで、一般的に銀を主成分として構成されている導電性層の成膜においては、島状成長型(Volumer−Weber:VW型)で薄膜成長するため、銀粒子が島状に孤立しやすく、膜厚が薄いときは導電性を得ることが困難であり、シート抵抗値が高くなる。
したがって、導電性を確保するには膜厚を厚くする必要があるが、膜厚を厚くすると光透過率が下がるため、透明電極としては不適であった。
Here, in the formation of a conductive layer generally composed of silver as a main component, an island-like growth type (Volume-Weber: VW type) thin film is grown, so that silver particles are isolated in an island shape. When the film thickness is small, it is difficult to obtain conductivity, and the sheet resistance value is increased.
Therefore, it is necessary to increase the film thickness in order to ensure conductivity. However, if the film thickness is increased, the light transmittance is lowered, which is not suitable as a transparent electrode.
しかしながら、本発明構成の透明電極1によれば、上述したように中間層1a上において銀の凝集が抑えられるため、銀を主成分として構成されている導電性層1bの成膜においては、層状成長型(Frank−van der Merwe:FM型)で薄膜成長するようになる。
However, according to the
また、本発明の透明電極1の透明とは、波長550nmでの光透過率が50%以上であることをいうが、中間層1aとして用いられる上述した各材料は、銀を主成分とした導電性層1bと比較して、十分に光透過性の良好な膜を形成する。一方、透明電極1の導電性は、主に、導電性層1bによって確保される。したがって、上述のように、銀を主成分として構成されている導電性層1bが、より薄い層厚で導電性が確保されたものとなることにより、透明電極1の導電性の向上と光透過性の向上との両立を図ることが可能になるのである。
In addition, the transparency of the
《2.透明電極の用途》
上述した構成の透明電極1は、各種電子デバイスに用いることができる。電子デバイスの例としては、有機EL素子、LED(Light Emitting Diode)、液晶素子、太陽電池、タッチパネル等が挙げられ、これらの電子デバイスにおいて光透過性を必要とされる電極部材として、上述の透明電極1を用いることができる。
以下では、用途の一例として、本発明の透明電極1を用いた有機EL素子の実施の形態を説明する。
<< 2. Applications of transparent electrodes >>
The
Below, embodiment of the organic EL element using the
≪3.有機EL素子の第1例≫
<有機EL素子の構成>
図2は、本発明の電子デバイスの一例として、上述した透明電極1を用いた有機EL素子の第1例を示す概略断面図である。
以下に、この図に基づいて有機EL素子の構成を説明する。
≪3. First example of organic EL element >>
<Configuration of organic EL element>
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a first example of an organic EL element using the
Below, the structure of an organic EL element is demonstrated based on this figure.
図2に示すとおり、有機EL素子100は、透明基板(基材)13上に設けられており、透明基板13側から順に、透明電極1、有機材料等を用いて構成された有機機能層3、及び対向電極5aをこの順に積層して構成されている。この有機EL素子100においては、透明電極1として、先に説明した本発明の透明電極1を用いている。このため、有機EL素子100は、発生させた光(以下、発光光hと記す。)を、少なくとも透明基板13側から取り出すように構成されている。
As shown in FIG. 2, the
また、有機EL素子100の層構造は以下に説明する例に限定されることはなく、一般的な層構造であってもよい。ここでは、透明電極1がアノード(すなわち陽極)として機能し、対向電極5aがカソード(すなわち陰極)として機能することとする。この場合、例えば、有機機能層3は、アノードである透明電極1側から順に正孔注入層3a/正孔輸送層3b/発光層3c/電子輸送層3d/電子注入層3eを積層した構成が例示されるが、このうち少なくとも有機材料を用いて構成された発光層3cを有することが必須である。正孔注入層3a及び正孔輸送層3bは、正孔輸送注入層として設けられていてもよい。電子輸送層3d及び電子注入層3eは、電子輸送注入層として設けられていてもよい。また、これらの有機機能層3のうち、例えば、電子注入層3eは無機材料で構成されているものとしてもよい。
Further, the layer structure of the
また、有機機能層3は、これらの層の他に正孔阻止層や電子阻止層等が必要に応じて必要箇所に積層されていてもよい。さらに、発光層3cは、各波長領域の発光光を発生させる各色発光層を有し、これらの各色発光層を非発光性の補助層を介して積層させた構造としてもよい。補助層は、正孔阻止層、電子阻止層として機能してもよい。さらに、カソードである対向電極5aも、必要に応じた積層構造であってもよい。このような構成においては、透明電極1と対向電極5aとで有機機能層3が挟持された部分のみが、有機EL素子100における発光領域となる。
In addition to these layers, the organic
また、以上のような層構成においては、透明電極1の低抵抗化を図ることを目的とし、透明電極1の導電性層1bに接して補助電極15が設けられていてもよい。
In the layer configuration as described above, the
以上のような構成の有機EL素子100は、有機材料等を用いて構成された有機機能層3の劣化を防止することを目的として、透明基板13上において後述する封止材17で封止されている。この封止材17は、接着剤19を介して透明基板13側に固定されている。ただし、透明電極1及び対向電極5aの端子部分は、透明基板13上において有機機能層3によって互いに絶縁性を保った状態で封止材17から露出させた状態で設けられていることとする。
The
以下、上述した有機EL素子100を構成するための主要各層の詳細を、透明基板13、透明電極1、対向電極5a、有機機能層3の発光層3c、有機機能層3の他の層、補助電極15、及び封止材17の順に説明する。
Hereinafter, the details of the main layers for constituting the
(透明基板)
透明基板13は、先に説明した本発明の透明電極1が設けられる基材11であり、先に説明した基材11のうち、光透過性を有する透明な基材11が用いられる。
(Transparent substrate)
The
(透明電極(アノード))
透明電極1は、先に説明した本発明の透明電極1であり、透明基板13側から順に中間層1a及び導電性層1bを順に成膜した構成である。ここでは特に、透明電極1はアノードとして機能するものであり、導電性層1bが実質的なアノードとなる。
(Transparent electrode (anode))
The
(対向電極(カソード))
対向電極5aは、有機機能層3に電子を供給するカソードとして機能する電極膜であり、金属、合金、有機若しくは無機の導電性化合物、又はこれらの混合物等から構成されている。具体的には、アルミニウム、銀、マグネシウム、リチウム、マグネシウム/銅混合物、マグネシウム/銀混合物、マグネシウム/アルミニウム混合物、マグネシウム/インジウム混合物、インジウム、リチウム/アルミニウム混合物、希土類金属、ITO、ZnO、TiO2、SnO2等の酸化物半導体等が挙げられる。
(Counter electrode (cathode))
The
対向電極5aは、これらの導電性材料を蒸着やスパッタリング等の方法により薄膜を形成させることにより作製することができる。
また、対向電極5aとしてのシート抵抗値は、数百Ω/□以下が好ましく、膜厚は通常5nm〜5μm、好ましくは5〜200nmの範囲内で選ばれる。
The
Further, the sheet resistance value as the
なお、この有機EL素子100が、対向電極5a側からも発光光hを取り出すものである場合には、上述した導電性材料のうちから選択される光透過性の良好な導電性材料により対向電極5aが構成されていればよい。
In addition, when this
(発光層)
発光層3cは、発光材料が含有されているが、中でも発光材料としてリン光発光ドーパント(リン光発光材料、リン光発光化合物、リン光性化合物)が含有されていることが好ましい。
(Light emitting layer)
The
この発光層3cは、電極又は電子輸送層3dから注入された電子と、正孔輸送層3bから注入された正孔とが再結合して発光する層であり、発光する部分は発光層3cの層内であっても発光層3cと隣接する層との界面であってもよい。
The
このような発光層3cとしては、含まれる発光材料が発光要件を満たしていれば、その構成には特に制限はない。また、同一の発光スペクトルや発光極大波長を有する層が複数層あってもよい。この場合、各発光層3c間には非発光性の補助層(図示せず)を有していることが好ましい。
There is no restriction | limiting in particular in the structure as such a
発光層3cの層厚の総和は、好ましくは、1〜100nmの範囲内であり、更に好ましくは、より低い駆動電圧を得ることができることから1〜30nmの範囲内である。なお、発光層3cの層厚の総和とは、発光層3c間に非発光性の補助層が存在する場合には、当該補助層も含む層厚である。
The total thickness of the
複数層を積層した構成の発光層3cの場合、個々の発光層の層厚としては、1〜50nmの範囲内に調整することが好ましく、1〜20nmの範囲内に調整することがより好ましい。積層された複数の発光層が、青、緑、赤のそれぞれの発光色に対応する場合、青、緑、赤の各発光層の層厚の関係については、特に制限はない。
In the case of the
以上のように構成されている発光層3cは、後述する発光材料やホスト化合物を、例えば、真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、LB法、インクジェット法等の公知の薄膜形成方法により成膜して形成することができる。
The
また発光層3cは、複数の発光材料が混合されて構成されていてもよく、またリン光発光ドーパント(リン光発光性化合物)と蛍光ドーパント(蛍光発光材料、蛍光性化合物)とが混合されて構成されていてもよい。
The
発光層3cの構成として、ホスト化合物(発光ホスト)、発光材料(発光ドーパント)を含有し、発光材料より発光させることが好ましい。
As a structure of the
(ホスト化合物)
発光層3cに含有されるホスト化合物としては、室温(25℃)におけるリン光発光のリン光量子収率が0.1未満の化合物が好ましい。さらに好ましくはリン光量子収率が0.01未満である。また、発光層3cに含有される化合物の中で、その層中での体積比が50%以上であることが好ましい。
(Host compound)
As the host compound contained in the
ホスト化合物としては、公知のホスト化合物を単独で用いてもよく、又は複数種用いてもよい。ホスト化合物を複数種用いることで、電荷の移動を調整することが可能であり、有機EL素子を高効率化することができる。また、後述する発光材料を複数種用いることで、異なる発光を混ぜることが可能となり、これにより任意の発光色を得ることができる。 As a host compound, a well-known host compound may be used independently, or multiple types may be used. By using a plurality of types of host compounds, it is possible to adjust the movement of charges, and the organic EL element can be made highly efficient. In addition, by using a plurality of kinds of light emitting materials described later, it is possible to mix different light emission, thereby obtaining an arbitrary light emission color.
用いられるホスト化合物としては、従来公知の低分子化合物でも、繰り返し単位をもつ高分子化合物でもよく、ビニル基やエポキシ基のような重合性基を有する低分子化合物(蒸着重合性発光ホスト)でもよい。 The host compound used may be a conventionally known low molecular compound, a high molecular compound having a repeating unit, or a low molecular compound having a polymerizable group such as a vinyl group or an epoxy group (evaporation polymerizable light emitting host). .
公知のホスト化合物としては、正孔輸送能、電子輸送能を有しつつ、発光の長波長化を防ぎ、かつ高Tg(ガラス転移温度)の化合物が好ましい。
ここでいうガラス転移温度とは、DSC(Differential Scanning Colorimetry:示差走査熱量法)を用いて、JIS K 7121に準拠した方法により求められる値である。
As the known host compound, a compound having a hole transporting ability and an electron transporting ability while preventing the emission of light from being increased in wavelength and having a high Tg (glass transition temperature) is preferable.
The glass transition temperature here is a value determined by a method based on JIS K 7121 using DSC (Differential Scanning Colorimetry).
以下に、本発明で用いることのできるホスト化合物の具体例(H1〜H79)を示すが、これらに限定されない。なお、ホスト化合物H68におけるx及びy、ホスト化合物H69におけるp、q及びrはランダム共重合体の比率を表す。その比率は、例えば、x:y=1:10等とすることができる。 Although the specific example (H1-H79) of the host compound which can be used by this invention below is shown, it is not limited to these. Note that x and y in the host compound H68 and p, q and r in the host compound H69 represent the ratio of the random copolymer. The ratio can be, for example, x: y = 1: 10.
公知のホスト化合物の具体例としては、以下の文献に記載されている化合物を用いることもできる。例えば、特開2001−257076号公報、同2002−308855号公報、同2001−313179号公報、同2002−319491号公報、同2001−357977号公報、同2002−334786号公報、同2002−8860号公報、同2002−334787号公報、同2002−15871号公報、同2002−334788号公報、同2002−43056号公報、同2002−334789号公報、同2002−75645号公報、同2002−338579号公報、同2002−105445号公報、同2002−343568号公報、同2002−141173号公報、同2002−352957号公報、同2002−203683号公報、同2002−363227号公報、同2002−231453号公報、同2003−3165号公報、同2002−234888号公報、同2003−27048号公報、同2002−255934号公報、同2002−260861号公報、同2002−280183号公報、同2002−299060号公報、同2002−302516号公報、同2002−305083号公報、同2002−305084号公報、同2002−308837号公報等が挙げられる。 As specific examples of known host compounds, compounds described in the following documents may be used. For example, Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 2001-257076, 2002-308855, 2001-313179, 2002-319491, 2001-357777, 2002-334786, 2002-8860 Gazette, 2002-334787 gazette, 2002-15871 gazette, 2002-334788 gazette, 2002-43056 gazette, 2002-334789 gazette, 2002-75645 gazette, 2002-338579 gazette. No. 2002-105445, No. 2002-343568, No. 2002-141173, No. 2002-352957, No. 2002-203683, No. 2002-363227, No. 2002-231453. No. 2003-3165, No. 2002-234888, No. 2003-27048, No. 2002-255934, No. 2002-286061, No. 2002-280183, No. 2002-299060. 2002-302516, 2002-305083, 2002-305084, 2002-308837, and the like.
(発光材料)
(1)リン光発光ドーパント
本発明で用いることのできる発光材料としては、リン光発光ドーパントが挙げられる。
(Luminescent material)
(1) Phosphorescence emission dopant As a luminescent material which can be used by this invention, a phosphorescence emission dopant is mentioned.
リン光発光ドーパントとは、励起三重項からの発光が観測される化合物であり、具体的には室温(25℃)にてリン光発光する化合物であり、リン光量子収率が25℃において0.01以上の化合物であると定義されるが、好ましいリン光量子収率は0.1以上である。 A phosphorescent dopant is a compound in which light emission from an excited triplet is observed. Specifically, it is a compound that emits phosphorescence at room temperature (25 ° C.). Although defined as being a compound of 01 or more, a preferable phosphorescence quantum yield is 0.1 or more.
上記リン光量子収率は、第4版実験化学講座7の分光IIの398頁(1992年版、丸善)に記載の方法により測定できる。溶液中でのリン光量子収率は種々の溶媒を用いて測定できるが、本発明においてリン光発光ドーパントを用いる場合、任意の溶媒のいずれかにおいて上記リン光量子収率(0.01以上)が達成されればよい。 The phosphorescence quantum yield can be measured by the method described in Spectroscopic II, page 398 (1992 edition, Maruzen) of Experimental Chemistry Course 4 of the 4th edition. The phosphorescence quantum yield in a solution can be measured using various solvents, but when using a phosphorescent dopant in the present invention, the above phosphorescence quantum yield (0.01 or more) is achieved in any solvent. It only has to be done.
リン光発光ドーパントの発光の原理としては2種挙げられる。
一つは、キャリアが輸送されるホスト化合物上でキャリアの再結合が起こってホスト化合物の励起状態が生成し、このエネルギーをリン光発光ドーパントに移動させることでリン光発光ドーパントからの発光を得るというエネルギー移動型である。
もう一つは、リン光発光ドーパントがキャリアトラップとなり、リン光発光ドーパント上でキャリアの再結合が起こりリン光発光ドーパントからの発光が得られるというキャリアトラップ型である。いずれの場合においても、リン光発光ドーパントの励起状態のエネルギーはホスト化合物の励起状態のエネルギーよりも低いことが条件となる。
There are two types of light emission principles of the phosphorescent dopant.
One is that recombination of carriers occurs on the host compound to which carriers are transported to generate an excited state of the host compound, and this energy is transferred to the phosphorescent dopant to obtain light emission from the phosphorescent dopant. It is an energy transfer type.
The other is a carrier trap type in which the phosphorescent dopant becomes a carrier trap, and carrier recombination occurs on the phosphorescent dopant to emit light from the phosphorescent dopant. In any case, it is a condition that the excited state energy of the phosphorescent dopant is lower than the excited state energy of the host compound.
リン光発光ドーパントは、一般的な有機EL素子の発光層に使用される公知のものの中から適宜選択して用いることができるが、好ましくは元素の周期表で8〜10族の金属を含有する錯体系化合物であり、更に好ましくはイリジウム化合物、オスミウム化合物、又は白金化合物(白金錯体系化合物)、希土類錯体であり、中でも最も好ましいのはイリジウム化合物である。 The phosphorescent light emitting dopant can be appropriately selected from known materials used for the light emitting layer of a general organic EL device, and preferably contains a group 8-10 metal in the periodic table of elements. A complex compound, more preferably an iridium compound, an osmium compound, a platinum compound (platinum complex compound), or a rare earth complex, and most preferably an iridium compound.
本発明においては、少なくとも一つの発光層3cに2種以上のリン光発光ドーパントが含有されていてもよく、発光層3cにおけるリン光発光ドーパントの濃度比が発光層3cの厚さ方向で変化していてもよい。
In the present invention, at least one
リン光発光ドーパントは、好ましくは発光層3cの総量に対し0.1体積%以上30体積%未満である。
The phosphorescent dopant is preferably 0.1% by volume or more and less than 30% by volume with respect to the total amount of the
(1.1)一般式(A)で表される構造を有するリン光発光ドーパント
発光層3cに含まれるリン光発光ドーパントは、下記一般式(A)で表される構造を有する化合物であることが好ましい。
(1.1) Phosphorescent dopant having a structure represented by the general formula (A) The phosphorescent dopant contained in the
なお、一般式(A)で表される構造を有するリン光発光ドーパント(リン光発光性の金属錯体ともいう。)は、有機EL素子100の発光層3cに発光ドーパントとして含有されることが好ましい態様であるが、発光層3c以外のその他の有機機能層に含有されていてもよい。
In addition, it is preferable that the phosphorescence emission dopant (it is also called a phosphorescence-emitting metal complex) which has a structure represented by general formula (A) is contained in the
一般式(A)中、P及びQは、各々炭素原子又は窒素原子を表す。A1は、P−Cとともに芳香族炭化水素環又は芳香族複素環を形成する原子群を表す。A2は、Q−Nとともに芳香族複素環を形成する原子群を表す。P1−L1−P2は2座の配位子を表し、P1及びP2は各々独立に炭素原子、窒素原子又は酸素原子を表す。L1は、P1及びP2とともに2座の配位子を形成する原子群を表す。j1は1〜3の整数を表し、j2は0〜2の整数を表すが、j1+j2は2又は3である。M1は、元素周期表における8族〜10族の遷移金属原子を表す。 In general formula (A), P and Q each represent a carbon atom or a nitrogen atom. A 1 represents an atomic group that forms an aromatic hydrocarbon ring or an aromatic heterocyclic ring together with P—C. A 2 represents an atomic group that forms an aromatic heterocycle with QN. P 1 -L 1 -P 2 represents a bidentate ligand, and P 1 and P 2 each independently represent a carbon atom, a nitrogen atom, or an oxygen atom. L 1 represents an atomic group that forms a bidentate ligand together with P 1 and P 2 . j1 represents an integer of 1 to 3, j2 represents an integer of 0 to 2, and j1 + j2 is 2 or 3. M 1 represents a transition metal atom of Group 8 to Group 10 in the periodic table.
一般式(A)において、A1がP−Cとともに形成する芳香族炭化水素環としては、ベンゼン環、ビフェニル環、ナフタレン環、アズレン環、アントラセン環、フェナントレン環、ピレン環、クリセン環、ナフタセン環、トリフェニレン環、o−テルフェニル環、m−テルフェニル環、p−テルフェニル環、アセナフテン環、コロネン環、フルオレン環、フルオラントレン環、ナフタセン環、ペンタセン環、ペリレン環、ペンタフェン環、ピセン環、ピレン環、ピラントレン環、アンスラアントレン環等が挙げられる。
これらの環は、さらに、一般式(1)〜(5)においてR1及びR2で表される置換基を有していてもよい。
In the general formula (A), the aromatic hydrocarbon ring formed by A 1 together with P—C includes benzene ring, biphenyl ring, naphthalene ring, azulene ring, anthracene ring, phenanthrene ring, pyrene ring, chrysene ring, naphthacene ring , Triphenylene ring, o-terphenyl ring, m-terphenyl ring, p-terphenyl ring, acenaphthene ring, coronene ring, fluorene ring, fluoranthrene ring, naphthacene ring, pentacene ring, perylene ring, pentaphen ring, picene ring , Pyrene ring, pyranthrene ring, anthraanthrene ring and the like.
These rings may further have a substituent represented by R 1 and R 2 in the general formulas (1) to (5).
一般式(A)において、A1がP−Cとともに形成する芳香族複素環としては、フラン環、チオフェン環、オキサゾール環、ピロール環、ピリジン環、ピリダジン環、ピリミジン環、ピラジン環、トリアジン環、ベンゾイミダゾール環、オキサジアゾール環、トリアゾール環、イミダゾール環、ピラゾール環、チアゾール環、インドール環、ベンゾイミダゾール環、ベンゾチアゾール環、ベンゾオキサゾール環、キノキサリン環、キナゾリン環、フタラジン環、カルバゾール環、アザカルバゾール環等が挙げられる。
ここで、アザカルバゾール環とは、カルバゾール環を構成するベンゼン環の炭素原子が一つ以上窒素原子で置き換わったものを示す。
これらの環は、さらに、一般式(1)〜(5)においてR1及びR2で表される置換基を有していてもよい。
In the general formula (A), the aromatic heterocyclic ring A 1 forms together with the P-C, a furan ring, a thiophene ring, an oxazole ring, a pyrrole ring, a pyridine ring, a pyridazine ring, a pyrimidine ring, a pyrazine ring, a triazine ring, Benzimidazole ring, oxadiazole ring, triazole ring, imidazole ring, pyrazole ring, thiazole ring, indole ring, benzimidazole ring, benzothiazole ring, benzoxazole ring, quinoxaline ring, quinazoline ring, phthalazine ring, carbazole ring, azacarbazole A ring etc. are mentioned.
Here, the azacarbazole ring refers to one in which at least one carbon atom of the benzene ring constituting the carbazole ring is replaced with a nitrogen atom.
These rings may further have a substituent represented by R 1 and R 2 in the general formulas (1) to (5).
一般式(A)において、A2がQ−Nとともに形成する芳香族複素環としては、オキサゾール環、オキサジアゾール環、オキサトリアゾール環、イソオキサゾール環、テトラゾール環、チアジアゾール環、チアトリアゾール環、イソチアゾール環、ピロール環、ピリジン環、ピリダジン環、ピリミジン環、ピラジン環、トリアジン環、イミダゾール環、ピラゾール環、トリアゾール環等が挙げられる。
これらの環は、さらに、一般式(1)〜(5)においてR1及びR2で表される置換基を有していてもよい。
In the general formula (A), examples of the aromatic heterocycle formed by A 2 together with QN include an oxazole ring, an oxadiazole ring, an oxatriazole ring, an isoxazole ring, a tetrazole ring, a thiadiazole ring, a thiatriazole ring, Examples include a thiazole ring, a pyrrole ring, a pyridine ring, a pyridazine ring, a pyrimidine ring, a pyrazine ring, a triazine ring, an imidazole ring, a pyrazole ring, and a triazole ring.
These rings may further have a substituent represented by R 1 and R 2 in the general formulas (1) to (5).
P1−L1−P2で表される2座の配位子としては、フェニルピリジン、フェニルピラゾール、フェニルイミダゾール、フェニルトリアゾール、フェニルテトラゾール、ピラザボール、アセチルアセトン、ピコリン酸等が挙げられる。 Examples of the bidentate ligand represented by P 1 -L 1 -P 2 include phenylpyridine, phenylpyrazole, phenylimidazole, phenyltriazole, phenyltetrazole, pyrazabol, acetylacetone, and picolinic acid.
一般式(A)において、j2は0〜2の整数を表すが、中でも、j2は0である場合が好ましい。 In general formula (A), j2 represents an integer of 0 to 2, and j2 is preferably 0.
一般式(A)において、M1は元素周期表における8族〜10族の遷移金属原子(単に遷移金属ともいう)が用いられるが、中でも、イリジウムが好ましい。 In the general formula (A), M 1 is a transition metal atom of group 8 to group 10 (also simply referred to as a transition metal) in the periodic table, and iridium is particularly preferable.
(1.2)一般式(B)で表される構造を有するリン光発光ドーパント
上記一般式(A)で表される構造を有するリン光発光ドーパントは、下記一般式(B)で表される構造を有するリン光発光ドーパントであることが好ましい。
(1.2) The phosphorescence emission dopant which has a structure represented by general formula (B) The phosphorescence emission dopant which has a structure represented by the said general formula (A) is represented by the following general formula (B). A phosphorescent dopant having a structure is preferable.
一般式(B)中、Zは、炭化水素環基又は複素環基を表す。P及びQは、各々炭素原子又は窒素原子を表す。A1は、P−Cとともに芳香族炭化水素環又は芳香族複素環を形成する原子群を表す。A3は−C(R01)=C(R02)−、−N=C(R02)−、−C(R01)=N−又は−N=N−を表し、R01及びR02は各々水素原子又は置換基を表す。P1−L1−P2は2座の配位子を表し、P1及びP2は各々独立に炭素原子、窒素原子又は酸素原子を表す。L1は、P1及びP2とともに2座の配位子を形成する原子群を表す。j1は1〜3の整数を表し、j2は0〜2の整数を表すが、j1+j2は2又は3である。M1は、元素周期表における8族〜10族の遷移金属原子を表す。 In general formula (B), Z represents a hydrocarbon ring group or a heterocyclic group. P and Q each represent a carbon atom or a nitrogen atom. A 1 represents an atomic group that forms an aromatic hydrocarbon ring or an aromatic heterocyclic ring together with P—C. A 3 represents -C (R 01 ) = C (R 02 )-, -N = C (R 02 )-, -C (R 01 ) = N- or -N = N-, and R 01 and R 02 Each represents a hydrogen atom or a substituent. P 1 -L 1 -P 2 represents a bidentate ligand, and P 1 and P 2 each independently represent a carbon atom, a nitrogen atom, or an oxygen atom. L 1 represents an atomic group that forms a bidentate ligand together with P 1 and P 2 . j1 represents an integer of 1 to 3, j2 represents an integer of 0 to 2, and j1 + j2 is 2 or 3. M 1 represents a transition metal atom of Group 8 to Group 10 in the periodic table.
一般式(B)において、Zで表される炭化水素環基としては、非芳香族炭化水素環基、芳香族炭化水素環基が挙げられ、非芳香族炭化水素環基としては、シクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等が挙げられる。
これらの基は、無置換でもよく、一般式(1)〜(5)においてR1及びR2で表される置換基を有していてもよい。
In the general formula (B), examples of the hydrocarbon ring group represented by Z include a non-aromatic hydrocarbon ring group and an aromatic hydrocarbon ring group, and examples of the non-aromatic hydrocarbon ring group include a cyclopropyl group. , Cyclopentyl group, cyclohexyl group and the like.
These groups may be unsubstituted or may have a substituent represented by R 1 and R 2 in the general formulas (1) to (5).
また、芳香族炭化水素環基(芳香族炭化水素基、アリール基等ともいう)としては、例えば、フェニル基、p−クロロフェニル基、メシチル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基、アントリル基、アズレニル基、アセナフテニル基、フルオレニル基、フェナントリル基、インデニル基、ピレニル基、ビフェニリル基等が挙げられる。
これらの基は、無置換でもよく、一般式(1)〜(5)においてR1及びR2で表される置換基を有していてもよい。
Examples of the aromatic hydrocarbon ring group (also referred to as aromatic hydrocarbon group, aryl group, etc.) include, for example, phenyl group, p-chlorophenyl group, mesityl group, tolyl group, xylyl group, naphthyl group, anthryl group, azulenyl. Group, acenaphthenyl group, fluorenyl group, phenanthryl group, indenyl group, pyrenyl group, biphenylyl group and the like.
These groups may be unsubstituted or may have a substituent represented by R 1 and R 2 in the general formulas (1) to (5).
一般式(B)において、Zで表される複素環基としては、非芳香族複素環基、芳香族複素環基等が挙げられ、非芳香族複素環基としては、例えば、エポキシ環、アジリジン環、チイラン環、オキセタン環、アゼチジン環、チエタン環、テトラヒドロフラン環、ジオキソラン環、ピロリジン環、ピラゾリジン環、イミダゾリジン環、オキサゾリジン環、テトラヒドロチオフェン環、スルホラン環、チアゾリジン環、ε−カプロラクトン環、ε−カプロラクタム環、ピペリジン環、ヘキサヒドロピリダジン環、ヘキサヒドロピリミジン環、ピペラジン環、モルホリン環、テトラヒドロピラン環、1,3−ジオキサン環、1,4−ジオキサン環、トリオキサン環、テトラヒドロチオピラン環、チオモルホリン環、チオモルホリン−1,1−ジオキシド環、ピラノース環、ジアザビシクロ[2,2,2]−オクタン環等から導出される基を挙げられる。
これらの基は、無置換でもよく、一般式(1)〜(5)においてR1及びR2で表される置換基を有していてもよい。
In the general formula (B), examples of the heterocyclic group represented by Z include a non-aromatic heterocyclic group and an aromatic heterocyclic group. Examples of the non-aromatic heterocyclic group include an epoxy ring and an aziridine group. Ring, thiirane ring, oxetane ring, azetidine ring, thietane ring, tetrahydrofuran ring, dioxolane ring, pyrrolidine ring, pyrazolidine ring, imidazolidine ring, oxazolidine ring, tetrahydrothiophene ring, sulfolane ring, thiazolidine ring, ε-caprolactone ring, ε- Caprolactam ring, piperidine ring, hexahydropyridazine ring, hexahydropyrimidine ring, piperazine ring, morpholine ring, tetrahydropyran ring, 1,3-dioxane ring, 1,4-dioxane ring, trioxane ring, tetrahydrothiopyran ring, thiomorpholine Ring, thiomorpholine-1,1-dioxide And groups derived from a ring, a pyranose ring, a diazabicyclo [2,2,2] -octane ring, and the like.
These groups may be unsubstituted or may have a substituent represented by R 1 and R 2 in the general formulas (1) to (5).
芳香族複素環基としては、例えば、ピリジル基、ピリミジニル基、フリル基、ピロリル基、イミダゾリル基、ベンゾイミダゾリル基、ピラゾリル基、ピラジニル基、トリアゾリル基(例えば、1,2,4−トリアゾール−1−イル基、1,2,3−トリアゾール−1−イル基等)、オキサゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、チアゾリル基、イソオキサゾリル基、イソチアゾリル基、フラザニル基、チエニル基、キノリル基、ベンゾフリル基、ジベンゾフリル基、ベンゾチエニル基、ジベンゾチエニル基、インドリル基、カルバゾリル基、カルボリニル基、ジアザカルバゾリル基(カルボリニル基のカルボリン環を構成する炭素原子の一つが窒素原子で置き換わったものを示す)、キノキサリニル基、ピリダジニル基、トリアジニル基、キナゾリニル基、フタラジニル基等が挙げられる。
これらの基は、無置換でもよく、一般式(1)〜(5)においてR1及びR2で表される置換基を有していてもよい。
Examples of the aromatic heterocyclic group include pyridyl group, pyrimidinyl group, furyl group, pyrrolyl group, imidazolyl group, benzoimidazolyl group, pyrazolyl group, pyrazinyl group, triazolyl group (for example, 1,2,4-triazol-1-yl). Group, 1,2,3-triazol-1-yl group, etc.), oxazolyl group, benzoxazolyl group, thiazolyl group, isoxazolyl group, isothiazolyl group, furazanyl group, thienyl group, quinolyl group, benzofuryl group, dibenzofuryl group , Benzothienyl group, dibenzothienyl group, indolyl group, carbazolyl group, carbolinyl group, diazacarbazolyl group (indicating that one of the carbon atoms constituting the carboline ring of the carbolinyl group is replaced by a nitrogen atom), quinoxalinyl group , Pyridazinyl group, triazinyl group, quinazo Group, phthalazinyl group, and the like.
These groups may be unsubstituted or may have a substituent represented by R 1 and R 2 in the general formulas (1) to (5).
Zで表される基は、好ましくは芳香族炭化水素環基又は芳香族複素環基である。 The group represented by Z is preferably an aromatic hydrocarbon ring group or an aromatic heterocyclic group.
一般式(B)において、A1がP−Cとともに形成する芳香族炭化水素環としては、ベンゼン環、ビフェニル環、ナフタレン環、アズレン環、アントラセン環、フェナントレン環、ピレン環、クリセン環、ナフタセン環、トリフェニレン環、o−テルフェニル環、m−テルフェニル環、p−テルフェニル環、アセナフテン環、コロネン環、フルオレン環、フルオラントレン環、ナフタセン環、ペンタセン環、ペリレン環、ペンタフェン環、ピセン環、ピレン環、ピラントレン環、アンスラアントレン環等が挙げられる。
これらの基は、無置換でもよく、一般式(1)〜(5)においてR1及びR2で表される置換基を有していてもよい。
In the general formula (B), the aromatic hydrocarbon ring that A 1 forms with P—C includes a benzene ring, a biphenyl ring, a naphthalene ring, an azulene ring, an anthracene ring, a phenanthrene ring, a pyrene ring, a chrysene ring, and a naphthacene ring. , Triphenylene ring, o-terphenyl ring, m-terphenyl ring, p-terphenyl ring, acenaphthene ring, coronene ring, fluorene ring, fluoranthrene ring, naphthacene ring, pentacene ring, perylene ring, pentaphen ring, picene ring , Pyrene ring, pyranthrene ring, anthraanthrene ring and the like.
These groups may be unsubstituted or may have a substituent represented by R 1 and R 2 in the general formulas (1) to (5).
一般式(B)において、A1がP−Cとともに形成する芳香族複素環としては、フラン環、チオフェン環、オキサゾール環、ピロール環、ピリジン環、ピリダジン環、ピリミジン環、ピラジン環、トリアジン環、ベンゾイミダゾール環、オキサジアゾール環、トリアゾール環、イミダゾール環、ピラゾール環、チアゾール環、インドール環、ベンゾイミダゾール環、ベンゾチアゾール環、ベンゾオキサゾール環、キノキサリン環、キナゾリン環、フタラジン環、カルバゾール環、カルボリン環、アザカルバゾール環等が挙げられる。
ここで、アザカルバゾール環とは、カルバゾール環を構成するベンゼン環の炭素原子が一つ以上窒素原子で置き換わったものを示す。
これらの基は、無置換でもよく、一般式(1)〜(5)においてR1及びR2で表される置換基を有していてもよい。
In the general formula (B), the aromatic heterocycle formed by A 1 together with P—C includes a furan ring, a thiophene ring, an oxazole ring, a pyrrole ring, a pyridine ring, a pyridazine ring, a pyrimidine ring, a pyrazine ring, a triazine ring, Benzimidazole ring, oxadiazole ring, triazole ring, imidazole ring, pyrazole ring, thiazole ring, indole ring, benzimidazole ring, benzothiazole ring, benzoxazole ring, quinoxaline ring, quinazoline ring, phthalazine ring, carbazole ring, carboline ring And azacarbazole ring.
Here, the azacarbazole ring refers to one in which at least one carbon atom of the benzene ring constituting the carbazole ring is replaced with a nitrogen atom.
These groups may be unsubstituted or may have a substituent represented by R 1 and R 2 in the general formulas (1) to (5).
一般式(B)のA3で表される−C(R01)=C(R02)−、−N=C(R02)−、−C(R01)=N−において、R01及びR02で表される置換基は、一般式(1)〜(5)においてR1及びR2で表される置換基と同義である。 -C represented by A 3 in the general formula (B) (R 01) = C (R 02) -, - N = C (R 02) -, - C (R 01) = In N-, R 01 and substituents represented by R 02 has the general formula (1) is synonymous with the substituent to (5) represented by R 1 and R 2.
一般式(B)において、P1−L1−P2で表される2座の配位子としては、フェニルピリジン、フェニルピラゾール、フェニルイミダゾール、フェニルトリアゾール、フェニルテトラゾール、ピラザボール、アセチルアセトン、ピコリン酸等が挙げられる。 In the general formula (B), examples of the bidentate ligand represented by P 1 -L 1 -P 2 include phenylpyridine, phenylpyrazole, phenylimidazole, phenyltriazole, phenyltetrazole, pyrazabol, acetylacetone, picolinic acid, and the like. Is mentioned.
一般式(B)において、j2は0〜2の整数を表すが、中でも、j2は0である場合が好ましい。 In general formula (B), j2 represents an integer of 0 to 2, and j2 is preferably 0.
一般式(B)において、M1で表される元素周期表における8族〜10族の遷移金属原子(単に遷移金属ともいう)は、一般式(A)において、M1で表される元素周期表における8族〜10族の遷移金属原子と同義である。 In the general formula (B), (also referred to simply as a transition metal) group 8-10 transition metal atom of the periodic table represented by M 1, the periodic In the formula (A), represented by M 1 It is synonymous with the transition metal atom of 8th group-10th group in a table | surface.
(1.3)一般式(C)で表される構造を有する化合物
上記一般式(B)で表される構造を有するリン光発光ドーパントは、下記一般式(C)で表される構造を有するリン光発光ドーパントであることが好ましい。
(1.3) Compound having structure represented by general formula (C) The phosphorescent dopant having the structure represented by the general formula (B) has a structure represented by the following general formula (C). A phosphorescent dopant is preferred.
一般式(C)中、R03は、置換基を表す。R04は水素原子又は置換基を表し、複数のR04は互いに結合して環を形成してもよい。n01は1〜4の整数を表す。R05は水素原子又は置換基を表し、複数のR05は互いに結合して環を形成してもよい。n02は1又は2を表す。R06は水素原子又は置換基を表し、互いに結合して環を形成してもよい。n03は1〜4の整数を表す。Z1は、C−Cとともに6員の芳香族炭化水素環、又は5員若しくは6員の芳香族複素環を形成するのに必要な原子群を表す。Z2は、炭化水素環基又は複素環基を形成するのに必要な原子群を表す。P1−L1−P2は2座の配位子を表し、P1及びP2は各々独立に炭素原子、窒素原子又は酸素原子を表す。L1は、P1及びP2とともに2座の配位子を形成する原子群を表す。j1は1〜3の整数を表し、j2は0〜2の整数を表すが、j1+j2は2又は3である。M1は、元素周期表における8族〜10族の遷移金属原子を表す。R03及びR06、R04及びR06、並びにR05及びR06は互いに結合して環を形成していてもよい。 In general formula (C), R 03 represents a substituent. R 04 represents a hydrogen atom or a substituent, and a plurality of R 04 may be bonded to each other to form a ring. n01 represents an integer of 1 to 4. R 05 represents a hydrogen atom or a substituent, and a plurality of R 05 may be bonded to each other to form a ring. n02 represents 1 or 2. R 06 represents a hydrogen atom or a substituent, and may combine with each other to form a ring. n03 represents an integer of 1 to 4. Z1 represents an atomic group necessary for forming a 6-membered aromatic hydrocarbon ring or a 5-membered or 6-membered aromatic heterocycle with C—C. Z2 represents an atomic group necessary for forming a hydrocarbon ring group or a heterocyclic group. P 1 -L 1 -P 2 represents a bidentate ligand, and P 1 and P 2 each independently represent a carbon atom, a nitrogen atom, or an oxygen atom. L 1 represents an atomic group that forms a bidentate ligand together with P 1 and P 2 . j1 represents an integer of 1 to 3, j2 represents an integer of 0 to 2, and j1 + j2 is 2 or 3. M1 represents a group 8-10 group transition metal atom in the periodic table. R 03 and R 06 , R 04 and R 06 , and R 05 and R 06 may be bonded to each other to form a ring.
一般式(C)において、R03、R04、R05及びR06で表される置換基は、一般式(1)〜(5)においてR1及びR2で表される置換基と同義である。 In the general formula (C), the substituents represented by R 03 , R 04 , R 05 and R 06 are synonymous with the substituents represented by R 1 and R 2 in the general formulas (1) to (5). is there.
一般式(C)において、Z1がC−Cとともに形成する6員の芳香族炭化水素環としては、ベンゼン環等が挙げられる。
これらの環は、さらに、置換基を有していてもよく、そのような置換基としては、一般式(1)〜(5)においてR1及びR2で表される置換基と同様のものが挙げられる。
In the general formula (C), examples of the 6-membered aromatic hydrocarbon ring formed by Z 1 together with C—C include a benzene ring.
These rings may further have a substituent, and the substituent is the same as the substituent represented by R 1 and R 2 in the general formulas (1) to (5). Is mentioned.
一般式(C)において、Z1がC−Cとともに形成する5員又は6員の芳香族複素環としては、例えば、オキサゾール環、オキサジアゾール環、オキサトリアゾール環、イソオキサゾール環、テトラゾール環、チアジアゾール環、チアトリアゾール環、イソチアゾール環、チオフェン環、フラン環、ピロール環、ピリジン環、ピリダジン環、ピリミジン環、ピラジン環、トリアジン環、イミダゾール環、ピラゾール環、トリアゾール環等が挙げられる。
これらの環は、さらに、置換基を有していてもよく、そのような置換基としては、一般式(1)〜(5)においてR1及びR2で表される置換基と同様のものが挙げられる。
In the general formula (C), examples of the 5-membered or 6-membered aromatic heterocycle formed by Z 1 together with C—C include an oxazole ring, an oxadiazole ring, an oxatriazole ring, an isoxazole ring, a tetrazole ring, Examples include thiadiazole ring, thiatriazole ring, isothiazole ring, thiophene ring, furan ring, pyrrole ring, pyridine ring, pyridazine ring, pyrimidine ring, pyrazine ring, triazine ring, imidazole ring, pyrazole ring, triazole ring and the like.
These rings may further have a substituent, and the substituent is the same as the substituent represented by R 1 and R 2 in the general formulas (1) to (5). Is mentioned.
一般式(C)において、Z2で表される炭化水素環基としては、非芳香族炭化水素環基、芳香族炭化水素環基が挙げられ、非芳香族炭化水素環基としては、シクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等が挙げられる。
これらの基は、無置換でもよいし、置換基を有していてもよく、そのような置換基としては、一般式(1)〜(5)においてR1及びR2で表される置換基と同様のものが挙げられる。
In the general formula (C), examples of the hydrocarbon ring group represented by Z 2 include a non-aromatic hydrocarbon ring group and an aromatic hydrocarbon ring group, and examples of the non-aromatic hydrocarbon ring group include cyclopropyl. Group, cyclopentyl group, cyclohexyl group and the like.
These groups may be unsubstituted or may have a substituent. Examples of such a substituent include the substituents represented by R 1 and R 2 in the general formulas (1) to (5). The same thing is mentioned.
また、芳香族炭化水素環基(芳香族炭化水素基、アリール基等ともいう)としては、例えば、フェニル基、p−クロロフェニル基、メシチル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基、アントリル基、アズレニル基、アセナフテニル基、フルオレニル基、フェナントリル基、インデニル基、ピレニル基、ビフェニリル基等が挙げられる。
これらの基は、無置換でもよいし、置換基を有していてもよく、そのような置換基としては、一般式(1)〜(5)においてR1及びR2で表される置換基と同様のものが挙げられる。
Examples of the aromatic hydrocarbon ring group (also referred to as aromatic hydrocarbon group, aryl group, etc.) include, for example, phenyl group, p-chlorophenyl group, mesityl group, tolyl group, xylyl group, naphthyl group, anthryl group, azulenyl. Group, acenaphthenyl group, fluorenyl group, phenanthryl group, indenyl group, pyrenyl group, biphenylyl group and the like.
These groups may be unsubstituted or may have a substituent. Examples of such a substituent include the substituents represented by R 1 and R 2 in the general formulas (1) to (5). The same thing is mentioned.
一般式(C)において、Z2で表される複素環基としては、非芳香族複素環基、芳香族複素環基等が挙げられ、非芳香族複素環基としては、例えば、エポキシ環、アジリジン環、チイラン環、オキセタン環、アゼチジン環、チエタン環、テトラヒドロフラン環、ジオキソラン環、ピロリジン環、ピラゾリジン環、イミダゾリジン環、オキサゾリジン環、テトラヒドロチオフェン環、スルホラン環、チアゾリジン環、ε−カプロラクトン環、ε−カプロラクタム環、ピペリジン環、ヘキサヒドロピリダジン環、ヘキサヒドロピリミジン環、ピペラジン環、モルホリン環、テトラヒドロピラン環、1,3−ジオキサン環、1,4−ジオキサン環、トリオキサン環、テトラヒドロチオピラン環、チオモルホリン環、チオモルホリン−1,1−ジオキシド環、ピラノース環、ジアザビシクロ[2,2,2]−オクタン環等から導出される基を挙げることができる。
これらの基は無置換でもよいし、置換基を有していてもよく、そのような置換基としては、一般式(1)〜(5)においてR1及びR2で表される置換基と同様のものが挙げられる。
In the general formula (C), examples of the heterocyclic group represented by Z 2 include a non-aromatic heterocyclic group and an aromatic heterocyclic group. Examples of the non-aromatic heterocyclic group include an epoxy ring, Aziridine ring, thiirane ring, oxetane ring, azetidine ring, thietane ring, tetrahydrofuran ring, dioxolane ring, pyrrolidine ring, pyrazolidine ring, imidazolidine ring, oxazolidine ring, tetrahydrothiophene ring, sulfolane ring, thiazolidine ring, ε-caprolactone ring, ε -Caprolactam ring, piperidine ring, hexahydropyridazine ring, hexahydropyrimidine ring, piperazine ring, morpholine ring, tetrahydropyran ring, 1,3-dioxane ring, 1,4-dioxane ring, trioxane ring, tetrahydrothiopyran ring, thio Morpholine ring, thiomorpholine-1,1-dioxy De ring, pyranose ring, a diazabicyclo [2,2,2] - and the groups derived from the octane ring.
These groups may be unsubstituted or may have a substituent. Examples of such a substituent include the substituents represented by R 1 and R 2 in the general formulas (1) to (5). The same thing is mentioned.
芳香族複素環基としては、例えば、ピリジル基、ピリミジニル基、フリル基、ピロリル基、イミダゾリル基、ベンゾイミダゾリル基、ピラゾリル基、ピラジニル基、トリアゾリル基(例えば、1,2,4−トリアゾール−1−イル基、1,2,3−トリアゾール−1−イル基等)、オキサゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、チアゾリル基、イソオキサゾリル基、イソチアゾリル基、フラザニル基、チエニル基、キノリル基、ベンゾフリル基、ジベンゾフリル基、ベンゾチエニル基、ジベンゾチエニル基、インドリル基、カルバゾリル基、カルボリニル基、ジアザカルバゾリル基(カルボリニル基のカルボリン環を構成する炭素原子の一つが窒素原子で置き換わったものを示す)、キノキサリニル基、ピリダジニル基、トリアジニル基、キナゾリニル基、フタラジニル基等が挙げられる。
これらの環は無置換でもよいし、置換基を有していてもよく、そのような置換基としては、一般式(1)〜(5)においてR1及びR2で表される置換基と同様のものが挙げられる。
Examples of the aromatic heterocyclic group include pyridyl group, pyrimidinyl group, furyl group, pyrrolyl group, imidazolyl group, benzoimidazolyl group, pyrazolyl group, pyrazinyl group, triazolyl group (for example, 1,2,4-triazol-1-yl). Group, 1,2,3-triazol-1-yl group, etc.), oxazolyl group, benzoxazolyl group, thiazolyl group, isoxazolyl group, isothiazolyl group, furazanyl group, thienyl group, quinolyl group, benzofuryl group, dibenzofuryl group , Benzothienyl group, dibenzothienyl group, indolyl group, carbazolyl group, carbolinyl group, diazacarbazolyl group (indicating that one of the carbon atoms constituting the carboline ring of the carbolinyl group is replaced by a nitrogen atom), quinoxalinyl group , Pyridazinyl group, triazinyl group, quinazo Group, phthalazinyl group, and the like.
These rings may be unsubstituted or may have a substituent. Examples of such a substituent include the substituents represented by R 1 and R 2 in the general formulas (1) to (5). The same thing is mentioned.
一般式(C)において、Z1及びZ2で形成される環としては、ベンゼン環が好ましい。 In the general formula (C), the ring formed by Z 1 and Z 2 is preferably a benzene ring.
一般式(C)において、P1−L1−P2で表される2座の配位子は、一般式(A)において、P1−L1−P2で表される2座の配位子と同義である。
In formula (C), bidentate ligand represented by
一般式(C)において、M1で表される元素周期表における8族〜10族の遷移金属原子は、一般式(A)において、M1で表される元素周期表における8族〜10族の遷移金属原子と同義である。 In the formula (C), a transition metal atom of group 8-10 of the periodic table represented by M 1 are the compounds of formula (A), group 8-10 of the periodic table represented by M 1 It is synonymous with the transition metal atom.
また、リン光発光ドーパントは、有機EL素子100の発光層3cに使用される公知のものの中から適宜選択して用いることができる。
Further, the phosphorescent light emitting dopant can be appropriately selected from known materials used for the
本発明に係るリン光発光ドーパントの具体例(Pt−1〜Pt−3、A−1、Ir−1〜Ir−45)を以下に示すが、本発明はこれらに限定されない。なお、これらの化合物において、m及びnは繰り返し数を表す。 Specific examples (Pt-1 to Pt-3, A-1, Ir-1 to Ir-45) of the phosphorescent dopant according to the present invention are shown below, but the present invention is not limited thereto. In these compounds, m and n represent the number of repetitions.
上記のリン光発光ドーパント(リン光発光性金属錯体等ともいう)は、例えば、Organic Letter誌,vol3,No.16,2579〜2581頁(2001)、Inorganic Chemistry,第30巻,第8号,1685〜1687頁(1991年)、J.Am.Chem.Soc.,123巻,4304頁(2001年)、Inorganic Chemistry,第40巻,第7号,1704〜1711頁(2001年)、Inorganic Chemistry,第41巻,第12号,3055〜3066頁(2002年)、New Journal of Chemistry,第26巻,1171頁(2002年)、European Journal of Organic Chemistry,第4巻,695〜709頁(2004年)、更にこれらの文献中に記載の参考文献等の方法を適用することにより合成できる。 The phosphorescent dopant (also referred to as a phosphorescent metal complex or the like) is described in, for example, Organic Letter, vol. 16, 2579-2581 (2001), Inorganic Chemistry, Vol. 30, No. 8, pp. 1685-1687 (1991), J. Am. Am. Chem. Soc. , 123, 4304 (2001), Inorganic Chemistry, Vol. 40, No. 7, 1704-1711 (2001), Inorganic Chemistry, Vol. 41, No. 12, 3055-3066 (2002) New Journal of Chemistry, Vol. 26, page 1171 (2002), European Journal of Organic Chemistry, Vol. 4, pages 695-709 (2004), and methods such as references described in these documents. It can be synthesized by applying.
(2)蛍光ドーパント
蛍光ドーパントとしては、クマリン系色素、ピラン系色素、シアニン系色素、クロコニウム系色素、スクアリウム系色素、オキソベンツアントラセン系色素、フルオレセイン系色素、ローダミン系色素、ピリリウム系色素、ペリレン系色素、スチルベン系色素、ポリチオフェン系色素、又は希土類錯体系蛍光体等が挙げられる。
(2) Fluorescent dopants Fluorescent dopants include coumarin dyes, pyran dyes, cyanine dyes, croconium dyes, squalium dyes, oxobenzanthracene dyes, fluorescein dyes, rhodamine dyes, pyrylium dyes, perylene dyes. Examples thereof include dyes, stilbene dyes, polythiophene dyes, and rare earth complex phosphors.
(注入層:正孔注入層、電子注入層)
注入層とは、駆動電圧低下や発光輝度向上のために電極と発光層3cの間に設けられる層のことで、「有機EL素子とその工業化最前線(1998年11月30日エヌ・ティー・エス社発行)」の第2編第2章「電極材料」(123〜166頁)に詳細に記載されており、正孔注入層3aと電子注入層3eとがある。
(Injection layer: hole injection layer, electron injection layer)
The injection layer is a layer provided between the electrode and the
注入層は、必要に応じて設けることができる。正孔注入層3aであれば、アノードと発光層3c又は正孔輸送層3bとの間、電子注入層3eであれば、カソードと発光層3c又は電子輸送層3dとの間に存在させてもよい。
The injection layer can be provided as necessary. The
正孔注入層3aは、特開平9−45479号公報、同9−260062号公報、同8−288069号公報等にもその詳細が記載されており、具体例として、銅フタロシアニンに代表されるフタロシアニン層、酸化バナジウムに代表される酸化物層、アモルファスカーボン層、ポリアニリン(エメラルディン)やポリチオフェン等の導電性高分子を用いた高分子層等が挙げられる。
The details of the
電子注入層3eは、特開平6−325871号公報、同9−17574号公報、同10−74586号公報等にもその詳細が記載されており、具体的にはストロンチウムやアルミニウム等に代表される金属層、フッ化カリウムに代表されるアルカリ金属ハライド層、フッ化マグネシウムに代表されるアルカリ土類金属化合物層、酸化モリブデンに代表される酸化物層等が挙げられる。電子注入層3eはごく薄い膜であることが望ましく、素材にもよるがその層厚は1nm〜10μmの範囲内が好ましい。
The details of the
(正孔輸送層)
正孔輸送層3bは、正孔を輸送する機能を有する正孔輸送材料からなり、広い意味で正孔注入層3a、電子阻止層も正孔輸送層3bに含まれる。正孔輸送層3bは、単層又は複数層設けることができる。
(Hole transport layer)
The
正孔輸送材料としては、正孔の注入又は輸送、電子の障壁性のいずれかを有するものであり、有機物、無機物のいずれであってもよい。例えば、トリアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、ピラゾリン誘導体及びピラゾロン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、アリールアミン誘導体、アミノ置換カルコン誘導体、オキサゾール誘導体、スチリルアントラセン誘導体、フルオレノン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、シラザン誘導体、アニリン系共重合体、また、導電性高分子オリゴマー、特にチオフェンオリゴマー等が挙げられる。 The hole transport material has any of hole injection or transport and electron barrier properties, and may be either organic or inorganic. For example, triazole derivatives, oxadiazole derivatives, imidazole derivatives, polyarylalkane derivatives, pyrazoline derivatives and pyrazolone derivatives, phenylenediamine derivatives, arylamine derivatives, amino-substituted chalcone derivatives, oxazole derivatives, styrylanthracene derivatives, fluorenone derivatives, hydrazone derivatives, Examples thereof include stilbene derivatives, silazane derivatives, aniline copolymers, and conductive polymer oligomers, particularly thiophene oligomers.
正孔輸送材料としては、上記のものを使用することができるが、ポルフィリン化合物、芳香族第3級アミン化合物及びスチリルアミン化合物、特に芳香族第3級アミン化合物を用いることが好ましい。 Although the above-mentioned thing can be used as a positive hole transport material, It is preferable to use a porphyrin compound, an aromatic tertiary amine compound, and a styryl amine compound, especially an aromatic tertiary amine compound.
芳香族第3級アミン化合物及びスチリルアミン化合物の代表例としては、N,N,N′,N′−テトラフェニル−4,4′−ジアミノフェニル、N,N′−ジフェニル−N,N′−ビス(3−メチルフェニル)−〔1,1′−ビフェニル〕−4,4′−ジアミン(TPD)、2,2−ビス(4−ジ−p−トリルアミノフェニル)プロパン、1,1−ビス(4−ジ−p−トリルアミノフェニル)シクロヘキサン、N,N,N′,N′−テトラ−p−トリル−4,4′−ジアミノビフェニル、1,1−ビス(4−ジ−p−トリルアミノフェニル)−4−フェニルシクロヘキサン、ビス(4−ジメチルアミノ−2−メチルフェニル)フェニルメタン、ビス(4−ジ−p−トリルアミノフェニル)フェニルメタン、N,N′−ジフェニル−N,N′−ジ(4−メトキシフェニル)−4,4′−ジアミノビフェニル、N,N,N′,N′−テトラフェニル−4,4′−ジアミノジフェニルエーテル、4,4′−ビス(ジフェニルアミノ)クオードリフェニル、N,N,N−トリ(p−トリル)アミン、4−(ジ−p−トリルアミノ)−4′−〔4−(ジ−p−トリルアミノ)スチリル〕スチルベン、4−N,N−ジフェニルアミノ−(2−ジフェニルビニル)ベンゼン、3−メトキシ−4′−N,N−ジフェニルアミノスチルベンゼン、N−フェニルカルバゾール、更には米国特許第5061569号明細書に記載されている2個の縮合芳香族環を分子内に有するもの、例えば、4,4′−ビス〔N−(1−ナフチル)−N−フェニルアミノ〕ビフェニル(NPD)、特開平4−308688号公報に記載されているトリフェニルアミンユニットが3個スターバースト型に連結された4,4′,4″−トリス〔N−(3−メチルフェニル)−N−フェニルアミノ〕トリフェニルアミン(MTDATA)等が挙げられる。 Representative examples of aromatic tertiary amine compounds and styrylamine compounds include N, N, N ′, N′-tetraphenyl-4,4′-diaminophenyl, N, N′-diphenyl-N, N′— Bis (3-methylphenyl)-[1,1′-biphenyl] -4,4′-diamine (TPD), 2,2-bis (4-di-p-tolylaminophenyl) propane, 1,1-bis (4-di-p-tolylaminophenyl) cyclohexane, N, N, N ′, N′-tetra-p-tolyl-4,4′-diaminobiphenyl, 1,1-bis (4-di-p-tolyl) Aminophenyl) -4-phenylcyclohexane, bis (4-dimethylamino-2-methylphenyl) phenylmethane, bis (4-di-p-tolylaminophenyl) phenylmethane, N, N'-diphenyl-N, N ' − (4-methoxyphenyl) -4,4'-diaminobiphenyl, N, N, N ', N'-tetraphenyl-4,4'-diaminodiphenyl ether, 4,4'-bis (diphenylamino) quadriphenyl, N, N, N-tri (p-tolyl) amine, 4- (di-p-tolylamino) -4 '-[4- (di-p-tolylamino) styryl] stilbene, 4-N, N-diphenylamino- (2-diphenylvinyl) benzene, 3-methoxy-4'-N, N-diphenylaminostilbenzene, N-phenylcarbazole, and also two fused aromatic rings described in US Pat. No. 5,061,569 In the molecule, for example, 4,4'-bis [N- (1-naphthyl) -N-phenylamino] biphenyl (NPD), JP-A-4-308688 4,4 ′, 4 ″ -tris [N- (3-methylphenyl) -N-phenylamino] triphenylamine (MTDATA) in which three triphenylamine units described in the publication are linked in a starburst type Etc.
さらに、これらの材料を高分子鎖に導入した、又はこれらの材料を高分子の主鎖とした高分子材料を用いることもできる。また、p型−Si、p型−SiC等の無機化合物も正孔注入材料、正孔輸送材料として使用することができる。 Furthermore, a polymer material in which these materials are introduced into a polymer chain or these materials are used as a polymer main chain can also be used. In addition, inorganic compounds such as p-type-Si and p-type-SiC can also be used as the hole injection material and the hole transport material.
また、特開平11−251067号公報、J.Huang et.al.,Applied Physics Letters,80(2002),p.139に記載されているような、いわゆるp型正孔輸送材料を用いることもできる。本発明においては、より高効率の発光素子が得られることから、これらの材料を用いることが好ましい。 JP-A-11-251067, J. Org. Huang et. al. , Applied Physics Letters, 80 (2002), p. A so-called p-type hole transport material as described in 139 can also be used. In the present invention, it is preferable to use these materials because a light-emitting element with higher efficiency can be obtained.
正孔輸送層3bは、上記正孔輸送材料を、例えば、真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、インクジェット法を含む印刷法、LB法等の公知の方法により、薄膜化することにより形成することができる。正孔輸送層3bの層厚については特に制限はないが、通常は5nm〜5μm程度、好ましくは5〜200nmの範囲内である。この正孔輸送層3bは、上記材料の1種又は2種以上からなる1層構造であってもよい。
The
また、正孔輸送層3bの材料に不純物をドープしてp性を高くすることもできる。その例としては、特開平4−297076号公報、特開2000−196140号公報、同2001−102175号公報、J.Appl.Phys.,95,5773(2004)等に記載されたものが挙げられる。
Also, the p-type can be enhanced by doping impurities into the material of the
このように、正孔輸送層3bのp性を高くすると、より低消費電力の素子を作製することができるため好ましい。
Thus, it is preferable to increase the p property of the
(電子輸送層)
電子輸送層3dは、電子を輸送する機能を有する材料からなり、広い意味で電子注入層3e、正孔阻止層も電子輸送層3dに含まれる。電子輸送層3dは、単層構造又は複数層の積層構造として設けることができる。
(Electron transport layer)
The
単層構造の電子輸送層3dの電子輸送材料、及び積層構造の電子輸送層3dにおいて発光層3cに隣接する層部分を構成する電子輸送材料(正孔阻止材料を兼ねる)としては、カソードより注入された電子を発光層3cに伝達する機能を有していればよい。このような材料としては、従来公知の化合物の中から任意のものを選択して用いることができる。例えば、ニトロ置換フルオレン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、チオピランジオキシド誘導体、カルボジイミド、フレオレニリデンメタン誘導体、アントラキノジメタン、アントロン誘導体及びオキサジアゾール誘導体等が挙げられる。さらに、上記オキサジアゾール誘導体において、オキサジアゾール環の酸素原子を硫黄原子に置換したチアジアゾール誘導体、電子吸引基として知られているキノキサリン環を有するキノキサリン誘導体も、電子輸送層3dの材料として用いることができる。さらに、これらの材料を高分子鎖に導入した、又はこれらの材料を高分子の主鎖とした高分子材料を用いることもできる。
An electron transport material for the
また、8−キノリノール誘導体の金属錯体、例えば、トリス(8−キノリノール)アルミニウム(Alq3)、トリス(5,7−ジクロロ−8−キノリノール)アルミニウム、トリス(5,7−ジブロモ−8−キノリノール)アルミニウム、トリス(2−メチル−8−キノリノール)アルミニウム、トリス(5−メチル−8−キノリノール)アルミニウム、ビス(8−キノリノール)亜鉛(Znq)等、及びこれらの金属錯体の中心金属がIn、Mg、Cu、Ca、Sn、Ga又はPbに置き替わった金属錯体も、電子輸送層3dの材料として用いることができる。
In addition, metal complexes of 8-quinolinol derivatives such as tris (8-quinolinol) aluminum (Alq 3 ), tris (5,7-dichloro-8-quinolinol) aluminum, tris (5,7-dibromo-8-quinolinol) Aluminum, tris (2-methyl-8-quinolinol) aluminum, tris (5-methyl-8-quinolinol) aluminum, bis (8-quinolinol) zinc (Znq), etc., and the central metals of these metal complexes are In, Mg Metal complexes replaced by Cu, Ca, Sn, Ga, or Pb can also be used as the material for the
その他、メタルフリーもしくはメタルフタロシアニン、又はそれらの末端がアルキル基やスルホン酸基等で置換されているものも、電子輸送層3dの材料として好ましく用いることができる。また、発光層3cの材料としても用いられるジスチリルピラジン誘導体も電子輸送層3dの材料として用いることができるし、正孔注入層3a、正孔輸送層3bと同様にn型−Si、n型−SiC等の無機半導体も電子輸送層3dの材料として用いることができる。
In addition, metal-free or metal phthalocyanine, or those having terminal ends substituted with alkyl groups or sulfonic acid groups can be preferably used as the material for the
電子輸送層3dは、上記材料を、例えば、真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、インクジェット法を含む印刷法、LB法等の公知の方法により、薄膜化することにより形成することができる。電子輸送層3dの層厚については特に制限はないが、通常は5nm〜5μm程度、好ましくは5〜200nmの範囲内である。電子輸送層3dは、上記材料の1種又は2種以上からなる1層構造であってもよい。
The
また、電子輸送層3dに不純物をドープし、n性を高くすることもできる。その例としては、特開平4−297076号公報、同10−270172号公報、特開2000−196140号公報、同2001−102175号公報、J.Appl.Phys.,95,5773(2004)等に記載されたものが挙げられる。さらに、電子輸送層3dには、カリウムやカリウム化合物等を含有させることが好ましい。カリウム化合物としては、例えば、フッ化カリウム等を用いることができる。このように電子輸送層3dのn性を高くすると、より低消費電力の素子を作製することができる。
In addition, the
また、電子輸送層3dの材料(電子輸送性化合物)として、上述した中間層1aを構成する材料と同様のものを用いてもよい。これは、電子注入層3eを兼ねた電子輸送層3dであっても同様である。
Further, as the material (electron transporting compound) of the
(阻止層:正孔阻止層、電子阻止層)
阻止層は、上記した有機機能層3の基本構成層の他に、必要に応じて設けられるものである。例えば、特開平11−204258号公報、同11−204359号公報、及び「有機EL素子とその工業化最前線(1998年11月30日エヌ・ティー・エス社発行)」の237頁等に記載されている正孔阻止(ホールブロック)層がある。
(Blocking layer: hole blocking layer, electron blocking layer)
The blocking layer is provided as necessary in addition to the basic constituent layer of the organic
正孔阻止層とは、広い意味では、電子輸送層3dの機能を有する。正孔阻止層は、電子を輸送する機能を有しつつ正孔を輸送する能力が著しく小さい正孔阻止材料からなり、電子を輸送しつつ正孔を阻止することで電子と正孔の再結合確率を向上させることができる。また、上記の電子輸送層3dの構成を、必要に応じて、正孔阻止層として用いることができる。正孔阻止層は、発光層3cに隣接して設けられていることが好ましい。
The hole blocking layer has the function of the
一方、電子阻止層とは、広い意味では、正孔輸送層3bの機能を有する。電子阻止層は、正孔を輸送する機能を有しつつ電子を輸送する能力が著しく小さい材料からなり、正孔を輸送しつつ電子を阻止することで電子と正孔の再結合確率を向上させることができる。また、上記の正孔輸送層3bの構成を、必要に応じて、電子阻止層として用いることができる。
正孔阻止層の層厚としては、好ましくは3〜100nmの範囲内であり、更に好ましくは5〜30nmの範囲内である。
On the other hand, the electron blocking layer has the function of the
The thickness of the hole blocking layer is preferably in the range of 3 to 100 nm, and more preferably in the range of 5 to 30 nm.
(補助電極)
補助電極15は、透明電極1の抵抗を下げる目的で設けられるものであって、透明電極1の導電性層1bに接して設けられる。補助電極15を形成する材料としては、金、白金、銀、銅、アルミニウム等の抵抗が低い金属が好ましい。これらの金属は光透過性が低いため、光取り出し面13aからの発光光hの取り出しの影響のない範囲でパターン形成される。このような補助電極15の作製方法としては、蒸着法、スパッタリング法、印刷法、インクジェット法、エアロゾルジェット法等が挙げられる。補助電極15の線幅は、光を取り出す開口率の観点から50μm以下であることが好ましく、補助電極15の厚さは、導電性の観点から1μm以上であることが好ましい。
(Auxiliary electrode)
The
(封止材)
封止材17は、有機EL素子100を覆うものであって、板状(フィルム状)の封止部材であって接着剤19によって透明基板13側に固定されるものであってもよく、封止膜であってもよい。このような封止材17は、有機EL素子100における透明電極1及び対向電極5aの端子部分を露出させる状態で、少なくとも有機機能層3を覆う状態で設けられている。また、封止材17に電極を設け、有機EL素子100の透明電極1及び対向電極5aの端子部分と、この電極とを導通させるように構成されていてもよい。
(Encapsulant)
The sealing
板状(フィルム状)の封止材17としては、具体的には、ガラス基板、ポリマー基板、金属基板等が挙げられ、これらの基板材料を更に薄型のフィルム状にして用いてもよい。ガラス基板としては、特にソーダ石灰ガラス、バリウム・ストロンチウム含有ガラス、鉛ガラス、アルミノケイ酸ガラス、ホウケイ酸ガラス、バリウムホウケイ酸ガラス、石英等を挙げることができる。また、ポリマー基板としては、ポリカーボネート、アクリル、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルサルファイド、ポリサルフォン等を挙げることができる。金属基板としては、ステンレス、鉄、銅、アルミニウム、マグネシウム、ニッケル、亜鉛、クロム、チタン、モリブデン、シリコン、ゲルマニウム及びタンタルからなる群から選ばれる一種以上の金属又は合金からなるものが挙げられる。
Specific examples of the plate-like (film-like) sealing
中でも、素子を薄膜化できるということから、封止材としてポリマー基板や金属基板を薄型のフィルム状にしたものを好ましく使用することができる。 Among them, since the element can be thinned, a thin film-like polymer substrate or metal substrate can be preferably used as the sealing material.
さらには、フィルム状としたポリマー基板は、JIS K 7126−1987に準拠した方法で測定された酸素透過度が1×10−3ml/(m2・24h・atm)以下、及びJIS K 7129−1992に準拠した方法で測定された水蒸気透過度(25±0.5℃、相対湿度(90±2)%RH)が、1×10−3g/(m2・24h)以下のものであることが好ましい。 Furthermore, the polymer substrate in the form of a film has an oxygen permeability of 1 × 10 −3 ml / (m 2 · 24 h · atm) or less measured by a method according to JIS K 7126-1987, and JIS K 7129- The water vapor permeability (25 ± 0.5 ° C., relative humidity (90 ± 2)% RH) measured by a method according to 1992 is 1 × 10 −3 g / (m 2 · 24 h) or less. It is preferable.
また以上のような基板材料は、凹板状に加工して封止材17として用いてもよい。この場合、上述した基板材料に対してサンドブラスト加工、化学エッチング加工等の加工が施され、凹状が形成される。
Further, the above substrate material may be processed into a concave plate shape and used as the sealing
また、このような板状の封止材17を透明基板13側に固定するための接着剤19は、封止材17と透明基板13との間に挟持された有機EL素子100を封止するためのシール剤として用いられる。このような接着剤19は、具体的には、アクリル酸系オリゴマー、メタクリル酸系オリゴマーの反応性ビニル基を有する光硬化及び熱硬化型接着剤、2−シアノアクリル酸エステル等の湿気硬化型等の接着剤を挙げることができる。
また、エポキシ系等の熱及び化学硬化型(二液混合)、ホットメルト型のポリアミド、ポリエステル、ポリオレフィン、カチオン硬化タイプの紫外線硬化型エポキシ樹脂接着剤を挙げることもできる。
The adhesive 19 for fixing the plate-shaped
In addition, epoxy-based heat and chemical curing type (two-component mixing), hot-melt type polyamide, polyester, polyolefin, and cationic curing type UV-curable epoxy resin adhesive can also be exemplified.
なお、有機EL素子100を構成する有機材料は、熱処理により劣化する場合がある。このため、接着剤19は、室温(25℃)から80℃までに接着硬化できるものが好ましい。また、接着剤19中に乾燥剤を分散させておいてもよい。
In addition, the organic material which comprises the
封止材17と透明基板13との接着部分への接着剤19の塗布は、市販のディスペンサーを使ってもよいし、スクリーン印刷のように印刷してもよい。
Application | coating of the
また、板状の封止材17と透明基板13と接着剤19との間に隙間が形成される場合、この間隙には、気相及び液相では、窒素、アルゴン等の不活性気体やフッ化炭化水素、シリコンオイルのような不活性液体を注入することが好ましい。また、真空とすることも可能である。また、内部に吸湿性化合物を封入することもできる。
In addition, when a gap is formed between the plate-shaped
吸湿性化合物としては、例えば、金属酸化物(例えば、酸化ナトリウム、酸化カリウム、酸化カルシウム、酸化バリウム、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム等)、硫酸塩(例えば、硫酸ナトリウム、硫酸カルシウム、硫酸マグネシウム、硫酸コバルト等)、金属ハロゲン化物(例えば、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、フッ化セシウム、フッ化タンタル、臭化セリウム、臭化マグネシウム、ヨウ化バリウム、ヨウ化マグネシウム等)、過塩素酸類(例えば、過塩素酸バリウム、過塩素酸マグネシウム等)等が挙げられ、硫酸塩、金属ハロゲン化物及び過塩素酸類においては無水塩が好適に用いられる。 Examples of the hygroscopic compound include metal oxides (for example, sodium oxide, potassium oxide, calcium oxide, barium oxide, magnesium oxide, aluminum oxide) and sulfates (for example, sodium sulfate, calcium sulfate, magnesium sulfate, cobalt sulfate). Etc.), metal halides (eg calcium chloride, magnesium chloride, cesium fluoride, tantalum fluoride, cerium bromide, magnesium bromide, barium iodide, magnesium iodide etc.), perchloric acids (eg perchloric acid) Barium, magnesium perchlorate, and the like), and anhydrous salts are preferably used in sulfates, metal halides, and perchloric acids.
一方、封止材17として封止膜を用いる場合、有機EL素子100における有機機能層3を完全に覆い、かつ有機EL素子100における透明電極1及び対向電極5aの端子部分を露出させる状態で、透明基板13上に封止膜が設けられる。
On the other hand, when a sealing film is used as the sealing
このような封止膜は、無機材料や有機材料を用いて構成される。特に、水分や酸素等、有機EL素子100における有機機能層3の劣化をもたらす物質の浸入を抑制する機能を有する材料で構成されることとする。このような材料として、例えば、酸化ケイ素、二酸化ケイ素、窒化ケイ素等の無機材料が用いられる。さらに、封止膜の脆弱性を改良するために、これら無機材料からなる膜とともに、有機材料からなる膜を用いて積層構造としてもよい。
Such a sealing film is configured using an inorganic material or an organic material. In particular, it is made of a material having a function of suppressing entry of a substance that causes deterioration of the organic
これらの膜の作製方法については、特に限定はなく、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、反応性スパッタリング法、分子線エピタキシー法、クラスターイオンビーム法、イオンプレーティング法、プラズマ重合法、大気圧プラズマ重合法、プラズマCVD法、レーザーCVD法、熱CVD法、コーティング法等を用いることができる。 The method for producing these films is not particularly limited. For example, vacuum deposition, sputtering, reactive sputtering, molecular beam epitaxy, cluster ion beam, ion plating, plasma polymerization, atmospheric pressure plasma A polymerization method, a plasma CVD method, a laser CVD method, a thermal CVD method, a coating method, or the like can be used.
(保護膜、保護板)
透明基板13とともに、有機EL素子100及び封止材17を挟むようにして保護膜若しくは保護板を設けてもよい。この保護膜若しくは保護板は、有機EL素子100を機械的に保護するためのものであり、特に封止材17が封止膜である場合には、有機EL素子100に対する機械的な保護が十分ではないため、このような保護膜若しくは保護板を設けることが好ましい。
(Protective film, protective plate)
A protective film or a protective plate may be provided so as to sandwich the
以上のような保護膜若しくは保護板としては、ガラス板、ポリマー板、これよりも薄型のポリマーフィルム、金属板、これよりも薄型の金属フィルム、又はポリマー材料膜や金属材料膜が適用される。特に、軽量かつ薄膜化ということから、ポリマーフィルムを用いることが好ましい。 As the protective film or protective plate as described above, a glass plate, a polymer plate, a thinner polymer film, a metal plate, a thinner metal film, a polymer material film or a metal material film is applied. In particular, it is preferable to use a polymer film because it is lightweight and thin.
<有機EL素子の製造方法>
ここでは一例として、図2に示す有機EL素子100の製造方法について説明する。
<Method for producing organic EL element>
Here, as an example, a method for manufacturing the
まず、透明基板13上に、1配位〜4配位のいずれかである金属錯体を含有する中間層1aを、1μm以下、好ましくは10〜100nmの層厚になるように蒸着法等の適宜の方法により形成する。次に、銀(又は銀を含有する合金)を主成分とする導電性層1bを5〜20nmの範囲内、好ましくは5〜12nmの範囲内の層厚になるように蒸着法等の適宜の方法により中間層1a上に形成し、アノードとなる透明電極1を作製する。
First, on the
次に、この上に正孔注入層3a、正孔輸送層3b、発光層3c、電子輸送層3d、電子注入層3eの順に成膜し、有機機能層3を形成する。これらの各層の成膜は、スピンコート法、キャスト法、インクジェット法、蒸着法、印刷法等があるが、均質な膜が得られやすく、かつピンホールが生成しにくい等の点から、真空蒸着法又はスピンコート法が特に好ましい。さらに、層ごとに異なる成膜法を適用してもよい。これらの各層の成膜に蒸着法を採用する場合、その蒸着条件は使用する化合物の種類等により異なるが、一般にボート加熱温度50〜450℃、真空度1×10−6〜1×10−2Pa、蒸着速度0.01〜50nm/秒、基板温度−50〜300℃、層厚0.1〜5μmの範囲内で、各条件を適宜選択することが望ましい。
Next, a
以上のようにして有機機能層3を形成した後、この上部にカソードとなる対向電極5aを、蒸着法やスパッタ法等の適宜の成膜法によって形成する。この際、対向電極5aは、有機機能層3によって透明電極1に対して絶縁状態を保ちつつ、有機機能層3の上方から透明基板13の周縁に端子部分を引き出した形状にパターン形成する。これにより、有機EL素子100が得られる。その後には、有機EL素子100における透明電極1及び対向電極5aの端子部分を露出させた状態で、少なくとも有機機能層3を覆う封止材17を設ける。
After the organic
以上により、透明基板13上に所望の有機EL素子が得られる。このような有機EL素子100の作製においては、一回の真空引きで一貫して有機機能層3から対向電極5aまで作製するのが好ましいが、途中で真空雰囲気から透明基板13を取り出して異なる成膜法を施しても構わない。その際、作業を乾燥不活性ガス雰囲気下で行う等の配慮が必要となる。
As described above, a desired organic EL element is obtained on the
このようにして得られた有機EL素子100に直流電圧を印加する場合には、アノードである透明電極1を+の極性とし、カソードである対向電極5aを−の極性として、電圧2〜40V程度を印加すると発光が観測できる。また、交流電圧を印加してもよい。なお、印加する交流の波形は任意でよい。
When a DC voltage is applied to the
<有機EL素子の効果>
以上説明した有機EL素子100は、本発明の導電性と光透過性とを兼ね備えた透明電極1をアノードとして用い、この上部に有機機能層3とカソードとなる対向電極5aとを設けた構成である。このため、透明電極1と対向電極5aとの間に十分な電圧を印加して有機EL素子100での高輝度発光を実現しつつ、透明電極1側からの発光光hの取り出し効率が向上することによる高輝度化を図ることが可能である。さらに、所定輝度を得るための駆動電圧の低減による発光寿命の向上を図ることも可能になる。
<Effect of organic EL element>
The
≪4.有機EL素子の第2例≫
<有機EL素子の構成>
図3は、本発明の電子デバイスの一例として、上述した透明電極1を用いた有機EL素子の第2例を示す概略断面図である。図3に示す第2例の有機EL素子200が、図2に示した第1例の有機EL素子100と異なるところは、透明電極1をカソードとして用いるところにある。
以下、第1例と同様の構成要素についての重複する詳細な説明は省略し、第2例の有機EL素子200の特徴的な構成を説明する。
<< 4. Second example of organic EL element >>
<Configuration of organic EL element>
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing a second example of an organic EL element using the
Hereinafter, a detailed description of the same components as those in the first example will be omitted, and a characteristic configuration of the
図3に示すとおり、有機EL素子200は、透明基板13上に設けられており、第1例と同様に、透明基板13上の透明電極1として先に説明した本発明の透明電極1を用いている。このため有機EL素子200は、少なくとも透明基板13側から発光光hを取り出せるように構成されている。ただし、この透明電極1は、カソード(陰極)として用いられる。このため、対向電極5bは、アノードとして用いられることになる。
As shown in FIG. 3, the
このように構成される有機EL素子200の層構造は以下に説明する例に限定されることはなく、一般的な層構造であってもよいことは、第1例と同様である。
The layer structure of the
本第2例の場合の一例としては、カソードとして機能する透明電極1の上部に、電子注入層3e/電子輸送層3d/発光層3c/正孔輸送層3b/正孔注入層3aをこの順に積層した構成が例示される。ただし、このうち少なくとも有機材料で構成された発光層3cを有することが必須である。
As an example of the case of the second example, an
なお、有機機能層3は、これらの層の他にも、第1例で説明したのと同様に、必要に応じたさまざまな構成が採用される。このような構成において、透明電極1と対向電極5bとで有機機能層3が挟持された部分のみが、有機EL素子200における発光領域となることも第1例と同様である。
In addition to these layers, the organic
また、以上のような層構成においては、透明電極1の低抵抗化を図ることを目的として、透明電極1の導電性層1bに接して補助電極15が設けられていてもよいことも、第1例と同様である。
In the layer structure as described above, the
ここで、アノードとして用いられる対向電極5bは、金属、合金、有機もしくは無機の導電性化合物、又はこれらの混合物等から構成されている。具体的には、金(Au)等の金属、ヨウ化銅(CuI)、ITO、ZnO、TiO2、SnO2等の酸化物半導体等が挙げられる。
Here, the
以上のように構成されている対向電極5bは、これらの導電性材料を蒸着やスパッタリング等の方法により薄膜を形成させることにより作製することができる。
また、対向電極5bとしてのシート抵抗値は、数百Ω/□以下が好ましく、膜厚は通常5nm〜5μm、好ましくは5〜200nmの範囲内で選ばれる。
The
Further, the sheet resistance value as the
なお、この有機EL素子200が、対向電極5b側からも発光光hを取り出せるように構成されている場合、対向電極5bを構成する材料としては、上述した導電性材料のうち光透過性の良好な導電性材料が選択されて用いられる。
In addition, when this
以上のような構成の有機EL素子200は、有機機能層3の劣化を防止することを目的として、第1例と同様に封止材17で封止されている。
The
以上説明した有機EL素子200を構成する主要各層のうち、アノードとして用いられる対向電極5b以外の構成要素の詳細な構成、及び有機EL素子200の製造方法は、第1例と同様である。このため、詳細な説明は省略する。
Of the main layers constituting the
<有機EL素子の効果>
以上説明した有機EL素子200は、本発明の導電性と光透過性とを兼ね備えた透明電極1をカソードとして用い、この上部に有機機能層3とアノードとなる対向電極5bとを設けた構成である。このため、第1例と同様に、透明電極1と対向電極5bとの間に十分な電圧を印加して有機EL素子200での高輝度発光を実現しつつ、透明電極1側からの発光光hの取り出し効率が向上することによる高輝度化を図ることが可能である。さらに、所定輝度を得るための駆動電圧の低減による発光寿命の向上を図ることも可能になる。
<Effect of organic EL element>
The
≪5.有機EL素子の第3例≫
<有機EL素子の構成>
図4は、本発明の電子デバイスの一例として、上述した透明電極1を用いた有機EL素子の第3例を示す概略断面図である。図4に示す第3例の有機EL素子300が、図2に示した第1例の有機EL素子100と異なるところは、基板131側に対向電極5cを設け、この上部に有機機能層3と透明電極1とをこの順に積層したところにある。
以下、第1例と同様の構成要素についての重複する詳細な説明は省略し、第3例の有機EL素子300の特徴的な構成を説明する。
≪5. Third example of organic EL element >>
<Configuration of organic EL element>
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing a third example of the organic EL element using the
Hereinafter, the detailed description of the same components as those in the first example will be omitted, and the characteristic configuration of the
図4に示す有機EL素子300は、基板131上に設けられており、基板131側から、アノードとなる対向電極5c、有機機能層3、及びカソードとなる透明電極1がこの順に積層されている。このうち、透明電極1として、先に説明した本発明の透明電極1を用いている。このため、有機EL素子300は、少なくとも基板131とは逆の透明電極1側から発光光hを取り出せるように構成されている。
The
このように構成される有機EL素子300の層構造は、以下に説明する例に限定されることはなく、一般的な層構造であってもよいことは第1例と同様である。
The layer structure of the
本第3例の場合の一例としては、アノードとして機能する対向電極5cの上部に、正孔注入層3a/正孔輸送層3b/発光層3c/電子輸送層3dをこの順に積層した構成が例示される。ただし、このうち少なくとも有機材料を用いて構成された発光層3cを有することが必須である。また、電子輸送層3dは、電子注入層3eを兼ねたもので、電子注入性を有する電子輸送層3dとして設けられていることとする。
As an example of the case of the third example, a configuration in which a
特に、本第3例の有機EL素子300に特徴的な構成としては、電子注入性を有する電子輸送層3dが、透明電極1における中間層1aとして設けられているところにある。すなわち、本第3例においては、カソードとして用いられる透明電極1が、電子注入性を有する電子輸送層3dを兼ねる中間層1aと、その上部に設けられた導電性層1bとで構成されているものである。
In particular, the characteristic configuration of the
このような電子輸送層3dは、上述した透明電極2の中間層1aを構成する材料を用いて構成されている。
Such an
なお、有機機能層3は、これらの層の他にも、第1例で説明したと同様に、必要に応じたさまざまな構成が採用されるが、透明電極2の中間層1aを兼ねる電子輸送層3dと、透明電極1の導電性層1bとの間には、電子注入層や正孔阻止層が設けられることはない。以上のような構成において、透明電極2と対向電極5cとで有機機能層3が挟持された部分のみが、有機EL素子300における発光領域となることは、第1例と同様である。
In addition to these layers, the organic
また、以上のような層構成においては、透明電極1の低抵抗化を図ることを目的とし、透明電極1の導電性層1bに接して補助電極15が設けられていてもよいことも、第1例と同様である。
In the layer structure as described above, the
さらに、アノードとして用いられる対向電極5cは、金属、合金、有機若しくは無機の導電性化合物、又はこれらの混合物等から構成されている。具体的には、金(Au)等の金属、ヨウ化銅(CuI)、ITO、ZnO、TiO2、SnO2等の酸化物半導体等が挙げられる。
Furthermore, the
以上のように構成されている対向電極5cは、これらの導電性材料を蒸着やスパッタリング等の方法により薄膜を形成させることにより作製することができる。
また、対向電極5cとしてのシート抵抗値は、数百Ω/□以下が好ましく、膜厚は通常5nm〜5μm、好ましくは5〜200nmの範囲で選ばれる。
The
Further, the sheet resistance value as the
なお、この有機EL素子300が、対向電極5c側からも発光光hを取り出せるように構成されている場合、対向電極5cを構成する材料としては、上述した導電性材料のうち光透過性の良好な導電性材料が選択されて用いられる。またこの場合、基板131としては、第1例で説明した透明基板13と同様のものが用いられ、基板131の外側に向かう面が光取り出し面131aとなる。
In addition, when this
<有機EL素子の効果>
以上説明した有機EL素子300は、有機機能層3の最上部を構成する電子注入性を有する電子輸送層3dを中間層1aとし、この上部に導電性層1bを設けることにより、中間層1aと導電性層1bとからなる透明電極1をカソードとして設けた構成である。このため、第1例及び第2例と同様に、透明電極1と対向電極5cとの間に十分な電圧を印加して有機EL素子300での高輝度発光を実現しつつ、透明電極1側からの発光光hの取り出し効率が向上することによる高輝度化を図ることが可能である。さらに、所定輝度を得るための駆動電圧の低減による発光寿命の向上を図ることも可能になる。また、対向電極5cが光透過性を有する場合には、対向電極5cからも発光光hを取り出すことができる。
<Effect of organic EL element>
In the
なお、上述の第3例においては、透明電極2の中間層1aが電子注入性を有する電子輸送層3dを兼ねているものとして説明したが、本例はこれに限られるものではなく、中間層1aが電子注入性を有していない電子輸送層3dを兼ねているものであってもよいし、中間層1aが電子輸送層ではなく電子注入層を兼ねているものであってもよい。また、中間層1aが有機EL素子の発光機能に影響を及ぼさない程度の極薄膜として形成されているものとしてもよく、この場合には、中間層1aは電子輸送性及び電子注入性を有していない。
In the third example described above, the
さらに、透明電極1の中間層1aが有機EL素子の発光機能に影響を及ぼさない程度の極薄膜として形成されている場合には、基板131側の対向電極5cをカソードとし、有機機能層3上の透明電極1をアノードとしてもよい。この場合、有機機能層3は、基板131上の対向電極(カソード)5c側から順に、例えば、電子注入層3e/電子輸送層3d/発光層3c/正孔輸送層3b/正孔注入層3aが積層される。そして、この上部に極薄い中間層1aと導電性層1bとの積層構造からなる透明電極1が、アノードとして設けられる。
Further, when the
≪6.有機EL素子の用途≫
上述した各構成の有機EL素子は、上述したように面発光体であるため各種の発光光源として用いることができる。例えば、家庭用照明や車内照明等の照明装置、時計や液晶用のバックライト、看板広告用照明、信号機の光源、光記憶媒体の光源、電子写真複写機の光源、光通信処理機の光源、光センサーの光源等が挙げられる。特に、カラーフィルターと組み合わせた液晶表示装置のバックライト、照明用光源としての用途に有効に用いることができる。
≪6. Applications of organic EL elements >>
Since the organic EL elements having the above-described configurations are surface light emitters as described above, they can be used as various light emission sources. For example, lighting devices such as home lighting and interior lighting, backlights for watches and liquid crystals, lighting for billboard advertisements, light sources for traffic lights, light sources for optical storage media, light sources for electrophotographic copying machines, light sources for optical communication processors, Examples include a light source of an optical sensor. In particular, it can be effectively used for a backlight of a liquid crystal display device combined with a color filter and a light source for illumination.
また、本発明の有機EL素子は、照明用や露光光源のような一種のランプとして使用してもよいし、画像を投影するタイプのプロジェクション装置や、静止画像や動画像を直接視認するタイプの表示装置(ディスプレイ)として使用してもよい。この場合、近年の照明装置及びディスプレイの大型化にともない、有機EL素子を設けた発光パネル同士を平面的に接合する、いわゆるタイリングによって発光面を大面積化してもよい。 Further, the organic EL element of the present invention may be used as a kind of lamp for illumination or exposure light source, a projection device for projecting an image, or a type for directly viewing a still image or a moving image. It may be used as a display device (display). In this case, with the recent increase in the size of lighting devices and displays, the light emitting surface may be enlarged by so-called tiling, in which light emitting panels provided with organic EL elements are joined together in a plane.
動画再生用の表示装置として使用する場合の駆動方式は、単純マトリクス(パッシブマトリクス)方式でもアクティブマトリクス方式でもどちらでもよい。また、異なる発光色を有する本発明の有機EL素子を2種以上使用することにより、カラー又はフルカラー表示装置を作製することが可能である。 The driving method when used as a display device for moving image reproduction may be either a simple matrix (passive matrix) method or an active matrix method. In addition, a color or full-color display device can be manufactured by using two or more organic EL elements of the present invention having different emission colors.
以下では、用途の一例として照明装置について説明し、次にタイリングによって発光面を大面積化した照明装置について説明する。 Hereinafter, a lighting device will be described as an example of the application, and then a lighting device in which the light emitting surface is enlarged by tiling will be described.
≪7.照明装置−1≫
本発明に係る照明装置は、上記有機EL素子を具備することができる。
≪7. Lighting device-1 >>
The lighting device according to the present invention can include the organic EL element.
本発明に係る照明装置に用いる有機EL素子は、上述した構成の各有機EL素子に共振器構造を持たせた設計としてもよい。共振器構造を有するように構成された有機EL素子の使用目的としては、光記憶媒体の光源、電子写真複写機の光源、光通信処理機の光源、光センサーの光源等が挙げられるが、これらに限定されない。また、レーザー発振をさせることにより上記用途に使用してもよい。 The organic EL element used in the lighting device according to the present invention may be designed such that each organic EL element having the above-described configuration has a resonator structure. The purpose of use of the organic EL element configured to have a resonator structure includes a light source of an optical storage medium, a light source of an electrophotographic copying machine, a light source of an optical communication processor, a light source of an optical sensor, etc. It is not limited to. Moreover, you may use for the said use by making a laser oscillation.
なお、本発明の有機EL素子に用いられる材料は、実質的に白色の発光を生じる有機EL素子(白色有機EL素子)に適用できる。例えば、複数の発光材料により複数の発光色を同時に発光させて、混色により白色発光を得ることもできる。複数の発光色の組み合わせとしては、赤色、緑色、青色の3原色の3つの発光極大波長を含有させたものでもよいし、青色と黄色、青緑と橙色等の補色の関係を利用した2つの発光極大波長を含有したものでもよい。 In addition, the material used for the organic EL element of this invention is applicable to the organic EL element (white organic EL element) which produces substantially white light emission. For example, a plurality of luminescent colors can be simultaneously emitted by a plurality of luminescent materials, and white light emission can be obtained by mixing colors. The combination of a plurality of emission colors may include three emission maximum wavelengths of the three primary colors of red, green and blue, or two using the complementary colors such as blue and yellow, blue green and orange. The thing containing the light emission maximum wavelength may be used.
また、複数の発光色を得るための発光材料の組み合わせは、複数のリン光又は蛍光で発光する材料を複数組み合わせたもの、蛍光又はリン光で発光する発光材料と、発光材料からの光を励起光として発光する色素材料との組み合わせたもののいずれでもよいが、白色有機EL素子においては、発光ドーパントを複数組み合わせて混合したものでもよい。 In addition, a combination of light emitting materials for obtaining a plurality of emission colors is a combination of a plurality of phosphorescent or fluorescent materials, a light emitting material that emits fluorescence or phosphorescence, and excitation of light from the light emitting materials. Any combination with a pigment material that emits light as light may be used, but in a white organic EL element, a combination of a plurality of light-emitting dopants may be used.
このような白色有機EL素子は、各色発光の有機EL素子をアレー状に個別に並列配置して白色発光を得る構成と異なり、有機EL素子自体が白色を発光する。このため、素子を構成するほとんどの層の成膜にマスクを必要とせず、一面に蒸着法、キャスト法、スピンコート法、インクジェット法、印刷法等で成膜することができ、生産性も向上する。 Such a white organic EL element is different from a configuration in which organic EL elements each emitting light are individually arranged in parallel in an array to obtain white light emission, and the organic EL element itself emits white light. For this reason, a mask is not required for film formation of most layers constituting the element, and deposition can be performed on one side by vapor deposition, casting, spin coating, ink jet, printing, etc., and productivity is also improved. To do.
また、このような白色有機EL素子の発光層に用いる発光材料としては、特に制限はなく、例えば、液晶表示素子におけるバックライトであれば、CF(カラーフィルター)特性に対応した波長範囲に適合するように、上記した金属錯体や公知の発光材料の中から任意のものを選択して組み合わせて白色化すればよい。 Moreover, there is no restriction | limiting in particular as a light emitting material used for the light emitting layer of such a white organic EL element, For example, if it is a backlight in a liquid crystal display element, it will fit in the wavelength range corresponding to CF (color filter) characteristic. As described above, any one of the above-described metal complexes and known light-emitting materials may be selected and combined to be whitened.
以上に説明した白色有機EL素子を用いれば、実質的に白色の発光を生じる照明装置を作製することが可能である。 If the white organic EL element demonstrated above is used, it is possible to produce the illuminating device which produces substantially white light emission.
≪8.照明装置−2≫
図5は、上記各構成の有機EL素子を複数用いて発光面を大面積化した照明装置の概略断面図である。
図5に示すとおり、照明装置21は、透明基板13上に有機EL素子100を備えた複数の発光パネル22を、支持基板23上に複数配列する(タイリングする)ことによって発光面を大面積化した構成である。支持基板23は、封止材17を兼ねるものであってもよく、この支持基板23と、発光パネル22の透明基板13との間に有機EL素子100を挟持する状態で各発光パネル22をタイリングする。支持基板23と透明基板13との間には接着剤19を充填し、これによって有機EL素子100を封止してもよい。なお、発光パネル22の周囲には、アノードである透明電極1及びカソードである対向電極5aの端部を露出させておく。ただし、図5においては対向電極5aの露出部分のみを図示した。
なお、図5では、有機EL素子100を構成する有機機能層3として、透明電極1上に、正孔注入層3a/正孔輸送層3b/発光層3c/電子輸送層3d/電子注入層3eを順次積層した構成を一例として示している。
≪8. Lighting device-2 >>
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of an illuminating device having a large light emitting surface using a plurality of organic EL elements having the above-described configurations.
As shown in FIG. 5, the illuminating
In FIG. 5, as the organic
このような構成の照明装置21では、各発光パネル22の中央が発光領域Aとなり、発光パネル22間には非発光領域Bが発生する。このため、非発光領域Bからの光取り出し量を増加させるための光取り出し部材を、光取り出し面13aの非発光領域Bに設けてもよい。光取り出し部材としては、集光シートや光拡散シートを用いることができる。
In the
[第2の実施形態]
第2の実施形態は、主に、下記の点で第1の実施形態と異なっている。
[Second Embodiment]
The second embodiment is different from the first embodiment mainly in the following points.
<透明電極の構成>
図6に示すように、透明電極2は、2層からなる中間層2aと、この中間層2aの上部に導電性層1bとが積層された3層構造となっている。中間層2aは、第1中間層2a1及び第2中間層2a2を有している。このような透明電極2は、例えば、基材11の上部に、第2中間層2a2、第1中間層2a1、導電性層1bの順に設けられている。
第1中間層2a1は、第1の実施形態における中間層1aと同様であり、1配位〜4配位までのいずれかである金属錯体が含有されて構成されている層である。第2中間層2a2は、芳香族性に関与しない非共有電子対を持つ窒素原子を有する芳香族複素環化合物が含有されて構成されている層である。
<Configuration of transparent electrode>
As shown in FIG. 6, the
The first intermediate layer 2a1 is the same as the
なお、本発明において、「芳香族性に関与しない非共有電子対を持つ窒素原子」とは、非共有電子対を持つ窒素原子であって、当該非共有電子対が不飽和環状化合物の芳香族性に必須要素として直接的に関与していない窒素原子のことをいう。すなわち、共役不飽和環構造(芳香環)上の非局在化したπ電子系に、非共有電子対が、化学構造式上、芳香性発現のために必須のものとして関与していない窒素原子をいう。
ここで、「芳香族性」とは、π電子を持つ原子が環状に並んだ共役(共鳴)不飽和環構造において、当該環上の非局在化したπ電子系に含まれる電子の数が4n+2(n=0又は自然数)を満たすことをいう(いわゆるヒュッケル則)。
例えば、ピリジンの窒素原子、置換基としてのアミノ基の窒素原子等は、本発明に係る「芳香族性に関与しない非共有電子対を持つ窒素原子」に該当するものとする。
In the present invention, the “nitrogen atom having an unshared electron pair not involved in aromaticity” is a nitrogen atom having an unshared electron pair, and the unshared electron pair is an aromatic of an unsaturated cyclic compound. A nitrogen atom that is not directly involved in sex. That is, a non-localized π electron system on a conjugated unsaturated ring structure (aromatic ring) has a nitrogen atom in which a lone pair is not involved as an essential element for aromatic expression in the chemical structural formula Say.
Here, “aromaticity” means that in a conjugated (resonant) unsaturated ring structure in which atoms having π electrons are arranged in a ring, the number of electrons contained in a delocalized π electron system on the ring is Satisfying 4n + 2 (n = 0 or a natural number) (so-called Huckel rule).
For example, a nitrogen atom of pyridine, a nitrogen atom of an amino group as a substituent, and the like correspond to “a nitrogen atom having an unshared electron pair not involved in aromaticity” according to the present invention.
(中間層)
中間層2aは、1配位〜4配位までのいずれかである金属錯体が含有されて構成されている第1中間層2a1と、芳香族性に関与しない非共有電子対を持つ窒素原子を有する芳香族複素環化合物が含有されて構成されている第2中間層2a2とを有している。
(Middle layer)
The
第1中間層2a1は、第1の実施形態に係る中間層1aと同様であるが、第2中間層2a2とともに導電性層1bに含有される銀の凝集を抑制する観点から、その層厚は0.5〜10nmの範囲内であることが好ましい。
第2中間層2a2の層厚としては、20〜100nmの範囲内であることが好ましい。
The first intermediate layer 2a1 is the same as the
The layer thickness of the second intermediate layer 2a2 is preferably in the range of 20 to 100 nm.
第2中間層2a2は、芳香族性に関与しない非共有電子対を持つ窒素原子を有する芳香族複素環化合物が含有されて構成されている層である。
第2中間層2a2の成膜方法としては、第1中間層2a1同様に、塗布法、インクジェット法、コーティング法、ディップ法等のウェットプロセスを用いる方法や、蒸着法(抵抗加熱、EB法等)、スパッタ法、CVD法等のドライプロセスを用いる方法等が挙げられる。
The 2nd intermediate | middle layer 2a2 is a layer comprised by containing the aromatic heterocyclic compound which has a nitrogen atom with an unshared electron pair which does not participate in aromaticity.
As the method for forming the second intermediate layer 2a2, as in the first intermediate layer 2a1, a method using a wet process such as a coating method, an inkjet method, a coating method, a dip method, or a vapor deposition method (resistance heating, EB method, etc.) And a method using a dry process such as a sputtering method and a CVD method.
第2中間層2a2に含有される芳香族性に関与しない非共有電子対を持つ窒素原子を有する芳香族複素環化合物としては、従来公知の中から適宜選択して用いることができるが、中でも、下記一般式(I)〜(IV)で表される構造を有する化合物であることが好ましい。 The aromatic heterocyclic compound having a nitrogen atom having an unshared electron pair not involved in aromaticity contained in the second intermediate layer 2a2 can be appropriately selected from conventionally known compounds, A compound having a structure represented by the following general formulas (I) to (IV) is preferable.
(一般式(I)で表される構造を有する化合物)
第2中間層2a2に含有される化合物としては、下記一般式(I)で表される構造を有する化合物であることが好ましい。
(Compound having the structure represented by the general formula (I))
The compound contained in the second intermediate layer 2a2 is preferably a compound having a structure represented by the following general formula (I).
一般式(I)中、XはNR1、酸素原子又は硫黄原子を表す。E1〜E8は、それぞれ独立に、CR2又は窒素原子を表し、少なくとも一つは窒素原子を表す。R1及びR2は、それぞれ独立に、水素原子又は置換基を表す。 In the general formula (I), X represents NR 1 , an oxygen atom or a sulfur atom. E 1 to E 8 each independently represent CR 2 or a nitrogen atom, and at least one represents a nitrogen atom. R 1 and R 2 each independently represents a hydrogen atom or a substituent.
一般式(I)において、R1及びR2で表される置換基としては、一般式(1)〜(5)におけるR1及びR2で表される置換基と同様のものが挙げられる。 In the general formula (I), examples of the substituent represented by R 1 and R 2 include the same substituents represented by R 1 and R 2 in the general formulas (1) to (5).
(一般式(II)で表される構造を有する化合物)
上記一般式(I)で表される構造を有する化合物は、下記一般式(II)で表される構造を有する化合物であることが好ましい。
(Compound having the structure represented by the general formula (II))
The compound having a structure represented by the general formula (I) is preferably a compound having a structure represented by the following general formula (II).
一般式(II)中、E9〜E15は、それぞれ独立に、CR4を表す。R3及びR4は、それぞれ独立に、水素原子又は置換基を表す。 In General Formula (II), E 9 to E 15 each independently represent CR 4 . R 3 and R 4 each independently represents a hydrogen atom or a substituent.
一般式(II)において、R3及びR4で表される置換基としては、上記一般式(1)〜(5)におけるR1及びR2で表される置換基と同様のものを挙げることができる。 In the general formula (II), examples of the substituent represented by R 3 and R 4 include the same substituents represented by R 1 and R 2 in the general formulas (1) to (5). Can do.
(一般式(III)で表される構造を有する化合物)
上記一般式(I)で表される構造を有する化合物は、下記一般式(III)で表される構造を有する化合物であることが好ましい。
(Compound having a structure represented by the general formula (III))
The compound having the structure represented by the general formula (I) is preferably a compound having a structure represented by the following general formula (III).
一般式(III)中、E16〜E22は、それぞれ独立に、CR5を表す。R5は、水素原子又は置換基を表す。
In the
一般式(III)において、R5で表される置換基としては、上記一般式(1)〜(5)におけるR1及びR2で表される置換基と同様のものを挙げることができる。 In the general formula (III), examples of the substituent represented by R 5 include the same substituents represented by R 1 and R 2 in the general formulas (1) to (5).
(一般式(IV)で表される構造を有する化合物)
上記一般式(I)で表される構造を有する化合物は、下記一般式(IV)で表される構造を有する化合物であることが好ましい。
(Compound having a structure represented by the general formula (IV))
The compound having a structure represented by the general formula (I) is preferably a compound having a structure represented by the following general formula (IV).
一般式(IV)中、E23〜E28は、それぞれ独立に、CR7を表す。R6及びR7は、それぞれ独立に、水素原子又は置換基を表す。
In the
一般式(IV)において、R6及びR7で表される置換基としては、上記一般式(1)〜(5)におけるR1及びR2で表される置換基と同様のものを挙げることができる。 In the general formula (IV), examples of the substituent represented by R 6 and R 7 include the same substituents represented by R 1 and R 2 in the above general formulas (1) to (5). Can do.
以下に、本発明に係る第2中間層2a2に含有される有機化合物の具体例(N−1〜N−65)を示すが、これらに限定されるものではない。 Although the specific example (N-1 to N-65) of the organic compound contained in the 2nd intermediate | middle layer 2a2 which concerns on this invention below is shown, it is not limited to these.
本発明に係る有機化合物は、従来公知の合成方法に準じて、容易に合成することができる。
以下、第2中間層2a2に含有される有機化合物の合成方法の一例を示すが、本発明はこれに限定されるものではない。
The organic compound according to the present invention can be easily synthesized according to a conventionally known synthesis method.
Hereinafter, although an example of the synthesis | combining method of the organic compound contained in 2nd intermediate | middle layer 2a2 is shown, this invention is not limited to this.
(合成例:N−47の合成) (Synthesis Example: Synthesis of N-47)
(1)中間体1の合成
300mlナスフラスコに、2,8-ジヨードジベンゾフラン(10g,0.024mol)、δ−カルボリン(2.2eq.)、K3PO4(6eq.)、Cu2O(0.4eq.)及びdipivaloyl methane(1eq.)を含むDMSO(50ml)溶液を加えて、窒素雰囲気下、150℃で16時間還流した。
その後、室温(25℃)まで戻し、溶液を分液ロートに移して抽出を行った。酢酸エチルと飽和食塩水を加えて有機相と水相に分離した後、有機相を取り出し、減圧留去した。得られた固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製し、中間体1の白色固体(6.5g,収率55%)を得た。
(1) Synthesis of
Thereafter, the temperature was returned to room temperature (25 ° C.), and the solution was transferred to a separating funnel for extraction. Ethyl acetate and saturated brine were added to separate the organic phase and the aqueous phase, and then the organic phase was taken out and evaporated under reduced pressure. The obtained solid was purified by silica gel column chromatography to obtain a white solid of Intermediate 1 (6.5 g, yield 55%).
(2)中間体2の合成
300mlナスフラスコに、中間体1(6.5g,0.013mol)のDCM(200ml)溶液を加えて、窒素雰囲気下、−40℃まで冷却した。このフラスコにBr2(1.1eq.)を滴下しながら加え、徐々に室温(25℃)まで戻しながら16時間撹拌した。
その後、溶液を分液ロートに移して抽出を行った。酢酸エチルと飽和食塩水を加えて有機相と水相に分離した後、有機相を取り出し、減圧留去した。得られた固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製し、中間体2の白色固体(2.0g,収率27%)を得た。
(2) Synthesis of Intermediate 2 A solution of Intermediate 1 (6.5 g, 0.013 mol) in DCM (200 ml) was added to a 300 ml eggplant flask and cooled to −40 ° C. in a nitrogen atmosphere. Br 2 (1.1 eq.) Was added dropwise to the flask and stirred for 16 hours while gradually returning to room temperature (25 ° C.).
Thereafter, the solution was transferred to a separatory funnel and extracted. Ethyl acetate and saturated brine were added to separate the organic phase and the aqueous phase, and then the organic phase was taken out and evaporated under reduced pressure. The obtained solid was purified by silica gel column chromatography to obtain a white solid of Intermediate 2 (2.0 g, yield 27%).
(3)N−47の合成
100mlナスフラスコに、中間体2(2.0g,0.0035mol)、δ−カルボリン(1.1eq.)、K3PO4(3eq.)、Cu2O(0.2eq.)及びdipivaloyl methane(0.5eq.)を含むDMSO(25ml)溶液を加えて、窒素雰囲気下、150℃で16時間還流した。
その後、室温(25℃)まで戻し、溶液を分液ロートに移して抽出を行った。酢酸エチルと飽和食塩水を加えて有機相と水相に分離した後、有機相を取り出し、減圧留去した。得られた固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製し、N−47の白色固体(3.0g,収率76%)を得た。
(3) Synthesis of N-47 In a 100 ml eggplant flask, Intermediate 2 (2.0 g, 0.0035 mol), δ-carboline (1.1 eq.), K 3 PO 4 (3 eq.), Cu 2 O (0 DMSO (25 ml) containing .2 eq.) And dipyvalyl methane (0.5 eq.) Was added, and the mixture was refluxed at 150 ° C. for 16 hours under a nitrogen atmosphere.
Thereafter, the temperature was returned to room temperature (25 ° C.), and the solution was transferred to a separating funnel for extraction. Ethyl acetate and saturated brine were added to separate the organic phase and the aqueous phase, and then the organic phase was taken out and evaporated under reduced pressure. The obtained solid was purified by silica gel column chromatography to obtain a white solid of N-47 (3.0 g, yield 76%).
以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、実施例において「%」の表示を用いるが、特に断りがない限り「質量%」を表す。 EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples, but the present invention is not limited thereto. In addition, although the display of "%" is used in an Example, unless otherwise indicated, "mass%" is represented.
[実施例1]
《透明電極の作製》
以下に説明するように、透明電極101〜122を、導電性領域の面積が5cm×5cmとなるように作製した。透明電極101〜104は、導電性層のみからなる単層構造の透明電極として作製し、透明電極105〜122は、中間層と導電性層との積層構造の透明電極として作製した。
[Example 1]
<< Preparation of transparent electrode >>
As described below, the transparent electrodes 101 to 122 were produced so that the area of the conductive region was 5 cm × 5 cm. The transparent electrodes 101 to 104 were prepared as transparent electrodes having a single layer structure composed of only a conductive layer, and the transparent electrodes 105 to 122 were prepared as transparent electrodes having a laminated structure of an intermediate layer and a conductive layer.
(1)透明電極101の作製
まず、透明な無アルカリガラス製の基材を、市販の真空蒸着装置の基材ホルダーに固定し、真空蒸着装置の真空槽に取り付けた。また、タングステン製の抵抗加熱ボートに銀(Ag)を充填し、当該真空槽内に取り付けた。次に、真空槽を4×10−4Paまで減圧した後、抵抗加熱ボートを通電して加熱し、蒸着速度0.1〜0.2nm/秒の範囲内で、基材上に層厚5nmの銀からなる導電性層を成膜し、単層構造の透明電極101を作製した。
(1) Production of transparent electrode 101 First, a transparent non-alkali glass substrate was fixed to a substrate holder of a commercially available vacuum deposition apparatus and attached to a vacuum chamber of the vacuum deposition apparatus. Moreover, the resistance heating boat made from tungsten was filled with silver (Ag), and was attached in the said vacuum chamber. Next, after depressurizing the vacuum tank to 4 × 10 −4 Pa, the resistance heating boat is energized and heated, and the layer thickness is 5 nm on the substrate within the range of the deposition rate of 0.1 to 0.2 nm / second. A conductive layer made of silver was formed to produce a transparent electrode 101 having a single-layer structure.
(2)透明電極102〜104の作製
透明電極101の作製において、導電性層の層厚をそれぞれ8nm、10nm、15nmに変更した以外は同様にして、透明電極102〜104を作製した。
(2) Production of transparent electrodes 102 to 104 Transparent electrodes 102 to 104 were produced in the same manner as the production of the transparent electrode 101 except that the thickness of the conductive layer was changed to 8 nm, 10 nm, and 15 nm, respectively.
(3)透明電極105の作製
透明な無アルカリガラス製の基材を市販の真空蒸着装置の基材ホルダーに固定し、下記に示す比較化合物(1)をタンタル製抵抗加熱ボートに充填し、これらの基板ホルダーと加熱ボートとを真空蒸着装置の第1真空槽に取り付けた。また、タングステン製の抵抗加熱ボートに銀を充填し、第2真空槽内に取り付けた。
(3) Production of transparent electrode 105 A transparent non-alkali glass base material was fixed to a base material holder of a commercially available vacuum deposition apparatus, and the following comparative compound (1) was filled in a resistance heating boat made of tantalum. The substrate holder and the heating boat were attached to the first vacuum chamber of the vacuum deposition apparatus. Moreover, the resistance heating boat made from tungsten was filled with silver, and it attached in the 2nd vacuum chamber.
この状態で、まず、第1真空槽を4×10−4Paまで減圧した後、比較化合物(1)の入った加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度0.1〜0.2nm/秒の範囲内で、基材上に層厚25nmの比較化合物(1)からなる中間層を設けた。 In this state, first, the first vacuum chamber was depressurized to 4 × 10 −4 Pa, and then the heating boat containing the comparative compound (1) was energized and heated, and the deposition rate was 0.1 to 0.2 nm / second. In this range, an intermediate layer made of the comparative compound (1) having a layer thickness of 25 nm was provided on the substrate.
次に、中間層まで成膜した基材を真空のまま第2真空槽に移し、第2真空槽を4×10−4Paまで減圧した後、銀の入った加熱ボートを通電して加熱し、蒸着速度0.1〜0.2nm/秒の範囲内で、層厚8nmの銀からなる導電性層を形成し、中間層と導電性層との積層構造からなる透明電極105を作製した。 Next, the base material formed up to the intermediate layer is transferred to the second vacuum chamber while being vacuumed, and after the pressure of the second vacuum chamber is reduced to 4 × 10 −4 Pa, the heating boat containing silver is energized and heated. Then, a conductive layer made of silver having a layer thickness of 8 nm was formed within the range of the deposition rate of 0.1 to 0.2 nm / second, and a transparent electrode 105 having a laminated structure of an intermediate layer and a conductive layer was produced.
(4)透明電極106及び107の作製
透明電極105の作製において、中間層の構成材料をそれぞれ下記に示す比較化合物(2)及び(3)に変更した以外は同様にして、透明電極106及び107を作製した。
(4) Production of transparent electrodes 106 and 107 In production of the transparent electrode 105, the transparent electrodes 106 and 107 were prepared in the same manner except that the constituent materials of the intermediate layer were changed to the comparative compounds (2) and (3) shown below, respectively. Was made.
(5)透明電極108の作製
透明電極105の作製において、中間層の構成材料を例示化合物(11)に変更し、導電性層の層厚を5nmに変更した以外は同様にして、透明電極108を作製した。
(5) Production of transparent electrode 108 In production of the transparent electrode 105, the transparent electrode 108 was prepared in the same manner except that the constituent material of the intermediate layer was changed to the exemplified compound (11) and the thickness of the conductive layer was changed to 5 nm. Was made.
(6)透明電極109〜111の作製
透明電極108の作製において、導電性層の層厚をそれぞれ8nm、10nm、20nmに変更した以外は同様にして、透明電極109〜111を作製した。
(6) Production of transparent electrodes 109 to 111 Transparent electrodes 109 to 111 were produced in the same manner as the production of the transparent electrode 108 except that the thickness of the conductive layer was changed to 8 nm, 10 nm, and 20 nm, respectively.
(7)透明電極112〜119の作製
透明電極109の作製において、中間層の構成材料を表1に記載の例示化合物に変更した以外は同様にして、透明電極112〜119を作製した。
(7) Production of transparent electrodes 112 to 119 Transparent electrodes 112 to 119 were produced in the same manner as the production of the transparent electrode 109 except that the constituent material of the intermediate layer was changed to the exemplified compounds shown in Table 1.
(8)透明電極120〜122の作製
透明電極117〜119の作製において、基材を無アルカリガラスからPET(ポリエチレンテレフタレート)フィルムに変更した以外は同様にして、透明電極120〜122を作製した。
(8) Production of transparent electrodes 120 to 122 Transparent electrodes 120 to 122 were produced in the same manner as the production of the transparent electrodes 117 to 119 except that the base material was changed from a non-alkali glass to a PET (polyethylene terephthalate) film.
《透明電極の評価》
作製した透明電極101〜122について、下記の方法に従い、光透過率、シート抵抗値及び耐久性(電極寿命)の測定を行った。
<< Evaluation of transparent electrode >>
About the produced transparent electrodes 101-122, according to the following method, the light transmittance, the sheet resistance value, and durability (electrode lifetime) were measured.
(1)光透過率の測定
作製した各透明電極について、分光光度計(日立製作所製U−3300)を用い、各透明電極の基材をリファレンスとして、波長550nmにおける光透過率(%)を測定した。
測定結果を表1に示す。
(1) Measurement of light transmittance For each of the produced transparent electrodes, a light transmittance (%) at a wavelength of 550 nm is measured using a spectrophotometer (U-3300, manufactured by Hitachi, Ltd.) with reference to the base material of each transparent electrode. did.
The measurement results are shown in Table 1.
(2)シート抵抗値の測定
作製した各透明電極について、抵抗率計(三菱化学社製MCP−T610)を用い、4端子4探針法定電流印加方式でシート抵抗値(Ω/□)を測定した。
測定結果を表1に示す。
(2) Measurement of sheet resistance value For each of the produced transparent electrodes, a sheet resistance value (Ω / □) was measured by a 4-terminal 4-probe method constant current application method using a resistivity meter (MCP-T610 manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation). did.
The measurement results are shown in Table 1.
(3)電極寿命の測定
作製した各透明電極に、大気下において10Aの電流を流し続け、シート抵抗値が初期値の2倍のシート抵抗値になるのに要する時間を測定した。
測定結果を表1に示す。
なお、電極寿命は、透明電極106の電極寿命を100とする相対値で示している。
(3) Measurement of electrode life A current of 10 A was continuously supplied to each of the produced transparent electrodes under the atmosphere, and the time required for the sheet resistance value to be twice the initial value was measured.
The measurement results are shown in Table 1.
The electrode life is indicated by a relative value where the electrode life of the transparent electrode 106 is 100.
(4)まとめ
表1から明らかなように、1配位〜4配位のいずれかである金属錯体を用いた中間層上に銀(Ag)を主成分とした導電性層を設けた本発明の透明電極108〜122は、いずれも光透過率が51%以上であり、シート抵抗値が17.9Ω/□以下に抑えられている。これに対して、比較例の透明電極101〜107は、光透過率が51%未満のものがあり、しかもシート抵抗値が17.9Ω/□を超えるものがあった。
また、耐久性(電極寿命)においても、本発明の透明電極108〜122が、比較例の透明電極101〜107と比較して、優れていることがわかる。
(4) Summary As is apparent from Table 1, the present invention is such that a conductive layer mainly composed of silver (Ag) is provided on an intermediate layer using a metal complex having any one of 1-coordination to 4-coordination. Each of the transparent electrodes 108 to 122 has a light transmittance of 51% or more and a sheet resistance value of 17.9 Ω / □ or less. On the other hand, some of the transparent electrodes 101 to 107 of the comparative example had a light transmittance of less than 51% and a sheet resistance value exceeded 17.9 Ω / □.
Moreover, it turns out that the transparent electrodes 108-122 of this invention are excellent also in durability (electrode lifetime) compared with the transparent electrodes 101-107 of a comparative example.
以上から、本発明の透明電極は、高い光透過率と導電性とを兼ね備え、更に耐久性に優れていることが確認された。 From the above, it was confirmed that the transparent electrode of the present invention has high light transmittance and conductivity, and is further excellent in durability.
[実施例2]
《透明電極の作製》
実施例1と同様に、透明電極201〜223を、導電性領域の面積が5cm×5cmとなるように作製した。透明電極201〜204は、導電性層のみからなる単層構造の透明電極として作製し、透明電極205〜223は、中間層と導電性層との積層構造の透明電極として作製した。
[Example 2]
<< Preparation of transparent electrode >>
In the same manner as in Example 1, the transparent electrodes 201 to 223 were prepared so that the area of the conductive region was 5 cm × 5 cm. The transparent electrodes 201 to 204 were prepared as transparent electrodes having a single layer structure made of only a conductive layer, and the transparent electrodes 205 to 223 were prepared as transparent electrodes having a laminated structure of an intermediate layer and a conductive layer.
(1)透明電極201の作製
まず、透明な無アルカリガラス製の基材を、市販の真空蒸着装置の基材ホルダーに固定し、真空蒸着装置の真空槽に取り付けた。また、タングステン製の抵抗加熱ボートに銀(Ag)を充填し、当該真空槽内に取り付けた。次に、真空槽を4×10−4Paまで減圧した後、抵抗加熱ボートを通電して加熱し、蒸着速度0.1〜0.2nm/秒の範囲内で、基材上に層厚5nmの銀からなる導電性層を成膜し、単層構造の透明電極201を作製した。
(1) Production of transparent electrode 201 First, a transparent non-alkali glass substrate was fixed to a substrate holder of a commercially available vacuum deposition apparatus and attached to a vacuum chamber of the vacuum deposition apparatus. Moreover, the resistance heating boat made from tungsten was filled with silver (Ag), and was attached in the said vacuum chamber. Next, after depressurizing the vacuum tank to 4 × 10 −4 Pa, the resistance heating boat is energized and heated, and the layer thickness is 5 nm on the substrate within the range of the deposition rate of 0.1 to 0.2 nm / second. A conductive layer made of silver was formed to produce a transparent electrode 201 having a single layer structure.
(2)透明電極202〜204の作製
透明電極201の作製において、導電性層の層厚をそれぞれ8nm、10nm、15nmに変更した以外は同様にして、透明電極202〜204を作製した。
(2) Production of transparent electrodes 202 to 204 Transparent electrodes 202 to 204 were produced in the same manner as the production of the transparent electrode 201 except that the thickness of the conductive layer was changed to 8 nm, 10 nm, and 15 nm, respectively.
(3)透明電極205の作製
透明な無アルカリガラス製の基材に、比較化合物(1)のトルエン溶液を用い、スピンコート法により薄膜を形成した。150℃で1時間加熱乾燥し、膜厚25nmの比較化合物(1)からなる中間層を設けた。
この中間層上に、透明電極201と同様の方法にて、層厚8nmの銀からなる導電性層を蒸着成膜して、透明電極205を作製した。
(3) Production of transparent electrode 205 A thin film was formed by spin coating using a toluene solution of comparative compound (1) on a transparent non-alkali glass substrate. An intermediate layer made of the comparative compound (1) having a film thickness of 25 nm was provided by heating and drying at 150 ° C. for 1 hour.
On this intermediate layer, a conductive layer made of silver having a layer thickness of 8 nm was deposited by a method similar to that for the transparent electrode 201 to produce a transparent electrode 205.
(4)透明電極206及び207の作製
透明電極205の作製において、中間層の構成材料をそれぞれ比較化合物(2)及び(3)に変更した以外は同様にして、透明電極206及び207を作製した。
(4) Production of transparent electrodes 206 and 207 Transparent electrodes 206 and 207 were produced in the same manner as in production of transparent electrode 205 except that the constituent material of the intermediate layer was changed to comparative compounds (2) and (3), respectively. .
(5)透明電極208の作製
透明電極205の作製において、中間層の構成材料を例示化合物(3)に変更し、導電性層の層厚を5nmに変更した以外は同様にして、透明電極208を作製した。
(5) Preparation of transparent electrode 208 In the preparation of the transparent electrode 205, the transparent electrode 208 was prepared in the same manner except that the constituent material of the intermediate layer was changed to the exemplified compound (3) and the thickness of the conductive layer was changed to 5 nm. Was made.
(6)透明電極209〜211の作製
透明電極208の作製において、導電性層の層厚をそれぞれ8nm、10nm、20nmに変更した以外は同様にして、透明電極209〜211を作製した。
(6) Production of transparent electrodes 209 to 211 Transparent electrodes 209 to 211 were produced in the same manner as the production of the transparent electrode 208 except that the thickness of the conductive layer was changed to 8 nm, 10 nm, and 20 nm, respectively.
(7)透明電極212〜220の作製
透明電極209の作製において、中間層の構成材料を表2に記載の例示化合物に変更した以外は同様にして、透明電極212〜220を作製した。
(7) Production of transparent electrodes 212 to 220 Transparent electrodes 212 to 220 were produced in the same manner as the production of the transparent electrode 209 except that the constituent material of the intermediate layer was changed to the exemplified compounds shown in Table 2.
(8)透明電極221〜223の作製
透明電極218〜220の作製において、基材を無アルカリガラスからPET(ポリエチレンテレフタレート)フィルムに変更した以外は同様にして、透明電極221〜223を作製した。
(8) Production of transparent electrodes 221 to 223 Transparent electrodes 221 to 223 were produced in the same manner as the production of the transparent electrodes 218 to 220 except that the base material was changed from a non-alkali glass to a PET (polyethylene terephthalate) film.
《透明電極の評価》
作製した透明電極201〜223について、下記の方法に従い、光透過率、シート抵抗値及び耐久性(電極寿命)の測定を行った。
<< Evaluation of transparent electrode >>
About the produced transparent electrodes 201-223, according to the following method, the light transmittance, the sheet resistance value, and durability (electrode lifetime) were measured.
(1)光透過率及びシート抵抗値の測定
作製した各透明電極について、実施例1と同様にして、光透過率(%)及びシート抵抗値(Ω/□)を測定した。
測定結果を表2に示す。
(1) Measurement of light transmittance and sheet resistance value About each produced transparent electrode, it carried out similarly to Example 1, and measured the light transmittance (%) and sheet resistance value (ohm / square).
The measurement results are shown in Table 2.
(2)電極寿命の測定
作製した各透明電極に、大気下において8Aの電流を流し続け、シート抵抗値が初期値の2倍のシート抵抗値になるのに要する時間を測定した。
測定結果を表2に示す。
なお、電極寿命は、透明電極206の電極寿命を100とする相対値で示している。
(2) Measurement of electrode life A current of 8 A was continuously supplied to each of the produced transparent electrodes in the air, and the time required for the sheet resistance value to be twice the initial value was measured.
The measurement results are shown in Table 2.
The electrode life is indicated by a relative value where the electrode life of the transparent electrode 206 is 100.
(4)まとめ
表2から明らかなように、1配位〜4配位のいずれかである金属錯体を用いた中間層上に銀(Ag)を主成分とした導電性層を設けた本発明の透明電極208〜223は、いずれも光透過率が50%以上であり、シート抵抗値が19.0Ω/□以下に抑えられている。これに対して、比較例の透明電極201〜207は、光透過率が50%未満のものがあり、しかもシート抵抗値が19.0Ω/□を超えるものがあった。
また、耐久性(電極寿命)においても、本発明の透明電極208〜223が、比較例の透明電極201〜207と比較して、優れていることがわかる。
(4) Summary As is apparent from Table 2, the present invention is such that a conductive layer mainly composed of silver (Ag) is provided on an intermediate layer using a metal complex having any one of 1-coordination to 4-coordination. Each of the transparent electrodes 208 to 223 has a light transmittance of 50% or more and a sheet resistance value of 19.0Ω / □ or less. On the other hand, some of the transparent electrodes 201 to 207 of the comparative example had a light transmittance of less than 50% and a sheet resistance value exceeded 19.0Ω / □.
Moreover, it turns out that the transparent electrodes 208-223 of this invention are excellent also in durability (electrode lifetime) compared with the transparent electrodes 201-207 of a comparative example.
以上から、本発明の透明電極は、高い光透過率と導電性とを兼ね備え、更に耐久性に優れていることが確認された。 From the above, it was confirmed that the transparent electrode of the present invention has high light transmittance and conductivity, and is further excellent in durability.
[実施例3]
《透明電極の作製》
実施例1と同様に、透明電極301〜318を、導電性領域の面積が5cm×5cmとなるように作製した。透明電極301及び302は、導電性層のみからなる単層構造の透明電極として作製し、透明電極303〜318は、中間層と導電性層との積層構造の透明電極として作製した。
[Example 3]
<< Preparation of transparent electrode >>
As in Example 1, the transparent electrodes 301 to 318 were prepared so that the area of the conductive region was 5 cm × 5 cm. The transparent electrodes 301 and 302 were produced as a single-layer transparent electrode consisting only of a conductive layer, and the transparent electrodes 303 to 318 were produced as a transparent electrode having a laminated structure of an intermediate layer and a conductive layer.
(1)透明電極301の作製
透明な無アルカリガラス製の基材上に、導電性層材料として錯体銀からなるインクジェットインク(Ink Tec(株)製、TEC−IJ−010)0.1mLを、スピンコート法により塗布・パターニングした後、130℃で5分間焼成し、層厚12nmの銀からなる導電性層を形成し、単層構造の透明電極301を作製した。
(1) Production of Transparent Electrode 301 On a transparent non-alkali glass substrate, 0.1 mL of inkjet ink made of complex silver as a conductive layer material (TEC-IJ-010, manufactured by Ink Tec Co., Ltd.) After coating and patterning by a spin coating method, baking was performed at 130 ° C. for 5 minutes to form a conductive layer made of silver having a layer thickness of 12 nm, and a transparent electrode 301 having a single layer structure was manufactured.
(2)透明電極302の作製
透明電極301の作製において、導電性層の層厚を20nmに変更した以外は同様にして、透明電極302を作製した。
(2) Production of Transparent Electrode 302 A transparent electrode 302 was produced in the same manner as the production of the transparent electrode 301 except that the thickness of the conductive layer was changed to 20 nm.
(3)透明電極303の作製
無アルカリガラス製の基材上に、比較化合物(1)のトルエン溶液を用い、スピンコート法により薄膜を形成した。150℃で1時間加熱乾燥し、層厚40nmの比較化合物(1)からなる中間層を設けた。
(3) Production of transparent electrode 303 A thin film was formed by spin coating on a non-alkali glass substrate using a toluene solution of the comparative compound (1). An intermediate layer made of the comparative compound (1) having a layer thickness of 40 nm was provided by heating and drying at 150 ° C. for 1 hour.
この中間層上に、導電性層材料として錯体銀からなるインクジェットインク(Ink Tec(株)製、TEC−IJ−010)0.1mLを、スピンコート法により塗布・パターニングした後、130℃で5分間焼成し、層厚12nmの銀からなる導電性層を形成し、中間層と導電性層との積層構造からなる透明電極303を作製した。 On this intermediate layer, 0.1 mL of inkjet ink (TEC-IJ-010, manufactured by Ink Tec Co., Ltd.) made of complex silver as a conductive layer material was applied and patterned by a spin coating method, and then 5 ° C. at 130 ° C. After baking for a minute, a conductive layer made of silver having a layer thickness of 12 nm was formed, and a transparent electrode 303 having a laminated structure of an intermediate layer and a conductive layer was produced.
(4)透明電極304〜315の作製
透明電極303の作製において、中間層の構成材料をそれぞれ表3に記載の化合物に変更した以外は同様にして、透明電極304〜315を作製した。なお、透明電極307の導電性層の層厚は、20nmとした。
(4) Production of transparent electrodes 304 to 315 Transparent electrodes 304 to 315 were produced in the same manner except that the constituent materials of the intermediate layer were changed to the compounds shown in Table 3 in the production of the transparent electrode 303. Note that the thickness of the conductive layer of the transparent electrode 307 was set to 20 nm.
(5)透明電極316〜318の作製
透明電極313〜315の作製において、基材を無アルカリガラスからPET(ポリエチレンテレフタレート)フィルムに変更した以外は同様にして、透明電極316〜318を作製した。
(5) Production of transparent electrodes 316 to 318 Transparent electrodes 316 to 318 were produced in the same manner except that the base material was changed from non-alkali glass to PET (polyethylene terephthalate) film.
《透明電極の評価》
(1)光透過率、シート抵抗値及び電極寿命の測定
作製した各透明電極について、実施例1と同様にして、光透過率(%)、シート抵抗値(Ω/□)及び電極寿命を測定した。なお、電極寿命は、透明電極304の電極寿命を100とする相対値で示している。
測定結果を表3に示す。
<< Evaluation of transparent electrode >>
(1) Measurement of light transmittance, sheet resistance value and electrode life For each transparent electrode produced, the light transmittance (%), sheet resistance value (Ω / □) and electrode life were measured in the same manner as in Example 1. did. The electrode life is shown as a relative value with the electrode life of the transparent electrode 304 as 100.
Table 3 shows the measurement results.
(2)まとめ
表3から明らかなように、1配位〜4配位のいずれかである金属錯体を用いた中間層上に銀(Ag)を主成分とした導電性層を設けた本発明の透明電極306〜318は、いずれも光透過率が51%以上であり、シート抵抗値が17.9Ω/□以下に抑えられている。これに対して、比較例の透明電極301〜305は、光透過率が51%未満のものがあり、しかもシート抵抗値が19.0Ω/□を超えるものがあった。
また、耐久性(電極寿命)においても、本発明の透明電極306〜318が、比較例の透明電極301〜305と比較して、優れていることがわかる。
(2) Summary As is apparent from Table 3, the present invention is such that a conductive layer mainly composed of silver (Ag) is provided on an intermediate layer using a metal complex having any one of 1-coordination to 4-coordination. Each of the transparent electrodes 306 to 318 has a light transmittance of 51% or more and a sheet resistance value of 17.9 Ω / □ or less. On the other hand, some of the transparent electrodes 301 to 305 of the comparative example had a light transmittance of less than 51% and a sheet resistance value exceeded 19.0Ω / □.
Moreover, it turns out that the transparent electrodes 306-318 of this invention are excellent also in durability (electrode lifetime) compared with the transparent electrodes 301-305 of a comparative example.
以上から、本発明の透明電極は、高い光透過率と導電性とを兼ね備え、更に耐久性に優れていることが確認された。 From the above, it was confirmed that the transparent electrode of the present invention has high light transmittance and conductivity, and is further excellent in durability.
[実施例4]
《発光パネルの作製》
本発明の透明電極をアノードとして用いた両面発光型の発光パネル401〜423を作製した。以下、図7を参照して、作製手順を説明する。
[Example 4]
<Production of light emitting panel>
Double-sided light emitting panels 401 to 423 using the transparent electrode of the present invention as an anode were manufactured. Hereinafter, a manufacturing procedure will be described with reference to FIG.
(1)発光パネル401の作製
まず、実施例1で作製した透明電極101、すなわち、導電性層1bのみを有する透明電極1が形成された透明基板13を、市販の真空蒸着装置の基板ホルダーに固定し、透明電極1の形成面側に蒸着マスクを対向配置した。また、真空蒸着装置内の加熱ボートの各々に、有機機能層3を構成する各材料を、それぞれの層の成膜に最適な量で充填した。なお、加熱ボートは、タングステン製抵抗加熱用材料で作製されたものを用いた。
(1) Production of Light-Emitting Panel 401 First, the transparent substrate 101 produced in Example 1, that is, the
次いで、真空蒸着装置の蒸着室内を真空度4×10−4Paまで減圧し、各材料が入った加熱ボートを順次通電して加熱することにより、以下のように各層を成膜した。 Next, the inside of the vapor deposition chamber of the vacuum vapor deposition apparatus was depressurized to a vacuum degree of 4 × 10 −4 Pa, and each layer was formed as follows by sequentially energizing and heating the heating boat containing each material.
まず、正孔輸送注入材料として下記に示すα−NPDが入った加熱ボートに通電して加熱し、α−NPDよりなる正孔注入層と正孔輸送層とを兼ねた正孔輸送注入層31を、透明電極1を構成する導電性層1b上に成膜した。この際、蒸着速度0.1〜0.2nm/秒、層厚20nmとした。
First, a hole-injecting
次いで、ホスト材料H4の入った加熱ボートと、リン光発光ドーパントIr−4の入った加熱ボートとを、それぞれ独立に通電し、ホスト材料H4とリン光発光ドーパントIr−4とよりなる発光層3cを、正孔輸送注入層31上に成膜した。この際、蒸着速度がホスト材料H4:リン光発光ドーパントIr−4=100:6となるように、加熱ボートの通電を調節した。また、層厚は30nmとした。
Next, the heating boat containing the host material H4 and the heating boat containing the phosphorescent dopant Ir-4 are energized independently, and the
次いで、正孔阻止材料として下記に示すBAlqが入った加熱ボートに通電して加熱し、BAlqよりなる正孔阻止層33を、発光層3c上に成膜した。この際、蒸着速度0.1〜0.2nm/秒、層厚10nmとした。
Next, a heating boat containing BAlq shown below as a hole blocking material was energized and heated to form a
その後、電子輸送材料として下記に示すET−6の入った加熱ボートと、フッ化カリウムの入った加熱ボートとを、それぞれ独立に通電し、ET−6とフッ化カリウムとよりなる電子輸送層3dを、正孔阻止層33上に成膜した。この際、蒸着速度がET−6:フッ化カリウム=75:25になるように、加熱ボートの通電を調節した。また、層厚30nmとした。
Thereafter, a heating boat containing ET-6 shown below as an electron transporting material and a heating boat containing potassium fluoride were energized independently, and an
次に、電子注入材料としてフッ化カリウムの入った加熱ボートに通電して加熱し、フッ化カリウムよりなる電子注入層3eを、電子輸送層3d上に成膜した。この際、蒸着速度0.01〜0.02nm/秒、層厚1nmとした。
Next, a heating boat containing potassium fluoride as an electron injection material was energized and heated to form an
その後、電子注入層3eまで成膜した透明基板13を、真空蒸着装置の蒸着室から、対向電極材料としてITOのターゲットが取り付けられたスパッタ装置の処理室内に、真空状態を保持したまま移送した。次いで、処理室内において、成膜速度0.3〜0.5nm/秒で、膜厚150nmのITOからなる光透過性の対向電極5aをカソードとして成膜した。以上により、透明基板13上に有機EL素子400を形成した。
Thereafter, the
その後、有機EL素子400を、厚さ300μmのガラス基板からなる封止材17で覆い、有機EL素子400を囲む状態で、封止材17と透明基板13との間に接着剤19(シール材)を充填した。接着剤19としては、エポキシ系光硬化型接着剤(東亞合成社製ラックストラックLC0629B)を用いた。封止材17と透明基板13との間に充填した接着剤19に対して、ガラス基板(封止材17)側からUV光を照射し、接着剤19を硬化させて有機EL素子400を封止した。
Thereafter, the
なお、有機EL素子400の形成においては、各層の形成に蒸着マスクを使用し、5cm×5cmの透明基板13における中央の4.5cm×4.5cmを発光領域Aとし、発光領域Aの全周に幅0.25cmの非発光領域Bを設けた。また、アノードである透明電極1とカソードである対向電極5aとは、正孔輸送注入層31〜電子注入層3eまでの有機機能層3によって絶縁された状態で、透明基板13の周縁に端子部分を引き出された形状で形成した。
In forming the
以上のようにして、透明基板13上に有機EL素子400を設け、これを封止材17と接着剤19とで封止した発光パネル401を作製した。
発光パネル401においては、発光層3cで発生した各色の発光光hが、透明電極1側すなわち透明基板13側と、対向電極5a側すなわち封止材17側との両方から取り出される。
As described above, the light emitting panel 401 in which the
In the light emitting panel 401, the emitted light h of each color generated in the
(2)発光パネル402〜404の作製
発光パネル401の作製において、導電性層1bの層厚をそれぞれ8.5nm、10nm、15nmに変更した以外は同様にして、発光パネル402〜404を作製した。
(2) Production of light-emitting panels 402 to 404 Light-emitting panels 402 to 404 were produced in the same manner except that the thickness of the
(3)発光パネル405の作製
発光パネル401の作製において、透明電極1を下記のようにして作製した以外は同様にして、発光パネル405を作製した。
(3) Production of Light Emitting Panel 405 A light emitting panel 405 was produced in the same manner as the light emitting panel 401 except that the
透明な無アルカリガラス製の基材13を市販の真空蒸着装置の基材ホルダーに固定し、比較化合物(1)をタンタル製抵抗加熱ボートに充填し、これらの基板ホルダーと加熱ボートとを真空蒸着装置の第1真空槽に取り付けた。また、タングステン製の抵抗加熱ボートに銀を充填し、第2真空槽内に取り付けた。
A transparent non-alkali
この状態で、まず、第1真空槽を4×10−4Paまで減圧した後、比較化合物(1)の入った加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度0.1〜0.2nm/秒の範囲内で、基材13上に層厚20nmの比較化合物(1)からなる中間層1aを設けた。
In this state, first, the first vacuum chamber was depressurized to 4 × 10 −4 Pa, and then the heating boat containing the comparative compound (1) was energized and heated, and the deposition rate was 0.1 to 0.2 nm / second. In this range, an
次に、中間層1aまで成膜した基材13を真空のまま第2真空槽に移し、第2真空槽を4×10−4Paまで減圧した後、銀の入った加熱ボートを通電して加熱し、蒸着速度0.1〜0.2nm/秒の範囲内で、層厚8.5nmの銀からなる導電性層1bを形成し、中間層1aと導電性層1bとの積層構造からなる透明電極1を作製した。
Next, the
(4)発光パネル406〜408の作製
発光パネル405の作製において、中間層1aの構成材料を下記に示すET−1〜ET−3に変更した以外は同様にして、発光パネル406〜408を作製した。
(4) Production of light-emitting panels 406 to 408 Light-emitting panels 406 to 408 were produced in the same manner except that the constituent material of the
(5)発光パネル409の作製
発光パネル405の作製において、中間層1aの構成材料を例示化合物(24)に変更し、導電性層の層厚を5nmに変更した以外は同様にして、発光パネル409を作製した。
(5) Production of light-emitting panel 409 In the production of light-emitting panel 405, the light-emitting panel was similarly manufactured except that the constituent material of
(6)発光パネル410〜412の作製
発光パネル409の作製において、導電性層1bの層厚をそれぞれ8.5nm、15nm、20nmに変更した以外は同様にして、発光パネル410〜412を作製した。
(6) Production of light-emitting panels 410 to 412 Light-emitting panels 410 to 412 were produced in the same manner except that the thickness of the
(7)発光パネル413〜420の作製
発光パネル410の作製において、中間層1aの構成材料を表4に記載の例示化合物に変更した以外は同様にして、発光パネル413〜420を作製した。
(7) Production of light emitting panels 413 to 420 Light emitting panels 413 to 420 were produced in the same manner as the light emitting panel 410 except that the constituent material of the
(8)発光パネル421〜423の作製
発光パネル418〜420の作製において、基材13を無アルカリガラスからPET(ポリエチレンテレフタレート)フィルムに変更した以外は同様にして、発光パネル421〜423を作製した。
(8) Production of light-emitting panels 421 to 423 Light-emitting panels 421 to 423 were produced in the same manner as the light-emitting panels 418 to 420 except that the
《発光パネルの評価》
作製した発光パネル401〜423について、下記の方法に従い、光透過率、駆動電圧及び耐久性(輝度半減寿命)の測定を行った。
<Evaluation of luminous panel>
About the produced light emission panels 401-423, according to the following method, the light transmittance, the drive voltage, and durability (luminance half life) were measured.
(1)光透過率の測定
作製した各発光パネルについて、分光光度計(日立製作所製U−3300)を用い、各発光パネルの透明電極の基材をリファレンスとして、波長550nmにおける光透過率(%)を測定した。
測定結果を表4示す。
(1) Measurement of light transmittance About each produced light emitting panel, the light transmittance (%) in wavelength 550nm is used for the base material of the transparent electrode of each light emitting panel using a spectrophotometer (Hitachi Ltd. U-3300). ) Was measured.
Table 4 shows the measurement results.
(2)駆動電圧の測定
作製した各発光パネルについて、各発光パネルの透明電極1側(すなわち透明基板13側)と、対向電極5a側(すなわち封止材17側)との両側での正面輝度を測定し、その和が1000cd/m2となるときの電圧を駆動電圧(V)として測定した。なお、輝度の測定には、分光放射輝度計CS−1000(コニカミノルタセンシング製)を用いた。得られた駆動電圧の数値が小さいほど、好ましい結果であることを表す。
測定結果を表4に示す。
(2) Measurement of drive voltage For each of the produced light-emitting panels, front luminance on both the
Table 4 shows the measurement results.
(3)輝度半減寿命の測定
作製した各発光パネルを、大気下において10Aの電流を流し続け、初期輝度の半分の輝度になるのに要する時間(τ1/2)を測定した。
測定結果を表4に示す。
なお、輝度半減寿命は、発光パネル408の輝度半減寿命を100とする相対値で示している。
(3) Measurement of Luminance Half Life The time (τ1 / 2) required for each manufactured light-emitting panel to continue to pass a current of 10 A under the atmosphere and to be half the initial luminance was measured.
Table 4 shows the measurement results.
Note that the luminance half-life is shown as a relative value where the luminance half-life of the light-emitting panel 408 is 100.
(4)まとめ
表4から明らかなように、本発明の透明電極を有機EL素子のアノードに用いた本発明の発光パネル409〜423は、いずれも光透過率が53%以上であり、かつ駆動電圧が4.3V以下に抑えられている。これに対して、比較例の透明電極を有機EL素子のアノードに用いた発光パネル401〜408は、光透過率が53%未満であり、しかも、電圧を印加しても発光しないか、又は発光しても駆動電圧が4.3Vを超えるものがあった。
また、耐久性(輝度半減寿命)においても、本発明の発光パネル409〜423が、比較例の発光パネル401〜408と比較して、優れていることがわかる。
(4) Summary As is clear from Table 4, each of the light emitting panels 409 to 423 of the present invention using the transparent electrode of the present invention as the anode of an organic EL element has a light transmittance of 53% or more and is driven. The voltage is suppressed to 4.3V or less. On the other hand, the light emitting panels 401 to 408 using the transparent electrode of the comparative example as the anode of the organic EL element have a light transmittance of less than 53% and do not emit light even when a voltage is applied, or emit light. Even in some cases, the drive voltage exceeded 4.3V.
Moreover, it turns out that the light emission panels 409-423 of this invention are excellent also in durability (luminance half life) compared with the light emission panels 401-408 of a comparative example.
これにより本発明の透明電極を用いた発光パネルは、低い駆動電圧で高輝度発光が可能であることが確認された。またこれにより、所定輝度を得るための駆動電圧の低減と、発光寿命の向上が見込まれることが確認された。 Accordingly, it was confirmed that the light-emitting panel using the transparent electrode of the present invention can emit light with high luminance at a low driving voltage. In addition, it was confirmed that the driving voltage for obtaining the predetermined luminance can be reduced and the light emission life can be improved.
[実施例5]
《発光パネルの作製》
本発明の透明電極をアノードとして用いた両面発光型の発光パネル501〜523を作製した。以下、図8を参照して、作製手順を説明する。
[Example 5]
<Production of light emitting panel>
Double-sided light emitting panels 501 to 523 using the transparent electrode of the present invention as an anode were manufactured. Hereinafter, a manufacturing procedure will be described with reference to FIG.
(1)発光パネル501の作製
まず、実施例1で作製した透明電極101、すなわち導電性層1bのみを有する透明電極2が形成された透明基板13を、市販の真空蒸着装置の基板ホルダーに固定し、透明電極2の形成面側に蒸着マスクを対向配置した。また、真空蒸着装置内の加熱ボートの各々に、有機機能層3を構成する各材料を、それぞれの層の成膜に最適な量で充填した。なお、加熱ボートは、タングステン製抵抗加熱用材料で作製されたものを用いた。
(1) Production of Light-Emitting Panel 501 First, the transparent substrate 101 produced in Example 1, that is, the
次いで、真空蒸着装置の蒸着室内を真空度4×10−4Paまで減圧し、各材料が入った加熱ボートを順次通電して加熱することにより、以下のように各層を成膜した。 Next, the inside of the vapor deposition chamber of the vacuum vapor deposition apparatus was depressurized to a vacuum degree of 4 × 10 −4 Pa, and each layer was formed as follows by sequentially energizing and heating the heating boat containing each material.
まず、正孔輸送注入材料としてα−NPDが入った加熱ボートに通電して加熱し、α−NPDよりなる正孔注入層と正孔輸送層とを兼ねた正孔輸送注入層31を、透明電極2を構成する導電性層1b上に成膜した。この際、蒸着速度0.1〜0.2nm/秒、層厚20nmとした。
First, a heating boat containing α-NPD as a hole transport injection material is energized and heated, and a hole
次いで、ホスト材料H4の入った加熱ボートと、リン光発光ドーパントIr−4の入った加熱ボートとを、それぞれ独立に通電し、ホスト材料H4とリン光発光ドーパントIr−4とよりなる発光層3cを、正孔輸送注入層31上に成膜した。この際、蒸着速度がホスト材料H4:リン光発光ドーパントIr−4=100:6となるように、加熱ボートの通電を調節した。また、層厚は30nmとした。
Next, the heating boat containing the host material H4 and the heating boat containing the phosphorescent dopant Ir-4 are energized independently, and the
次いで、正孔阻止材料としてBAlqが入った加熱ボートに通電して加熱し、BAlqよりなる正孔阻止層33を、発光層3c上に成膜した。この際、蒸着速度0.1〜0.2nm/秒、層厚10nmとした。
Next, a heating boat containing BAlq as a hole blocking material was energized and heated to form a
その後、電子輸送材料としてET−6の入った加熱ボートと、フッ化カリウムの入った加熱ボートとを、それぞれ独立に通電し、ET−6とフッ化カリウムとよりなる電子輸送層3dを、正孔阻止層33上に成膜した。この際、蒸着速度がET−6:フッ化カリウム=75:25になるように、加熱ボートの通電を調節した。また、層厚30nmとした。
Thereafter, a heating boat containing ET-6 as an electron transporting material and a heating boat containing potassium fluoride were energized independently, and an
次に、電子注入材料としてフッ化カリウムの入った加熱ボートに通電して加熱し、フッ化カリウムよりなる電子注入層3eを、電子輸送層3d上に成膜した。この際、蒸着速度0.01〜0.02nm/秒、層厚1nmとした。
Next, a heating boat containing potassium fluoride as an electron injection material was energized and heated to form an
その後、電子注入層3eまで成膜した透明基板13を、真空蒸着装置の蒸着室から、対向電極材料としてITOのターゲットが取り付けられたスパッタ装置の処理室内に、真空状態を保持したまま移送した。次いで、処理室内において、成膜速度0.3〜0.5nm/秒で、膜厚150nmのITOからなる光透過性の対向電極5aをカソードとして成膜した。以上により、透明基板13上に有機EL素子500を形成した。
Thereafter, the
その後、有機EL素子500を、厚さ300μmのガラス基板からなる封止材17で覆い、有機EL素子500を囲む状態で、封止材17と透明基板13との間に接着剤19(シール材)を充填した。接着剤19としては、エポキシ系光硬化型接着剤(東亞合成社製ラックストラックLC0629B)を用いた。封止材17と透明基板13との間に充填した接着剤19に対して、ガラス基板(封止材17)側からUV光を照射し、接着剤19を硬化させて有機EL素子500を封止した。
Thereafter, the
なお、有機EL素子500の形成においては、各層の形成に蒸着マスクを使用し、5cm×5cmの透明基板13における中央の4.5cm×4.5cmを発光領域Aとし、発光領域Aの全周に幅0.25cmの非発光領域Bを設けた。また、アノードである透明電極2とカソードである対向電極5aとは、正孔輸送注入層31〜電子注入層3eまでの有機機能層3によって絶縁された状態で、透明基板13の周縁に端子部分を引き出された形状で形成した。
In forming the
以上のようにして、透明基板13上に有機EL素子500を設け、これを封止材17と接着剤19とで封止した発光パネル501を作製した。
発光パネル501においては、発光層3cで発生した各色の発光光hが、透明電極2側すなわち透明基板13側と、対向電極5a側すなわち封止材17側との両方から取り出される。
As described above, the light emitting panel 501 in which the
In the light emitting panel 501, the emitted light h of each color generated in the
(2)発光パネル502〜504の作製
発光パネル501の作製において、導電性層1bの層厚をそれぞれ8nm、10nm、15nmに変更した以外は同様にして、発光パネル502〜504を作製した。
(2) Production of light-emitting panels 502 to 504 Light-emitting panels 502 to 504 were produced in the same manner except that the thickness of the
(3)発光パネル505の作製
発光パネル501の作製において、透明電極2を下記のようにして作製した以外は同様にして、発光パネル505を作製した。
(3) Production of Light Emitting Panel 505 A light emitting panel 505 was produced in the same manner as the light emitting panel 501, except that the
透明な無アルカリガラス製の基材13を市販の真空蒸着装置の基材ホルダーに固定し、ET−3及び比較化合物(1)をそれぞれタンタル製抵抗加熱ボートに充填し、これらの基板ホルダーと加熱ボートとを真空蒸着装置の第1真空槽に取り付けた。また、タングステン製の抵抗加熱ボートに銀を充填し、第2真空槽内に取り付けた。
A transparent non-alkali
次いで、真空蒸着装置の第1真空槽を真空度4×10−4Paまで減圧し、各材料が入った加熱ボートを順次通電して加熱することにより、以下のように各層を成膜した。 Next, the first vacuum chamber of the vacuum evaporation apparatus was depressurized to a vacuum degree of 4 × 10 −4 Pa, and each layer was formed as follows by sequentially energizing and heating the heating boat containing each material.
まず、ET−3の入った加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度0.1〜0.2nm/秒の範囲内で、基材13上に層厚20nmのET−3からなる第2中間層2a2を設けた。
First, the second intermediate layer made of ET-3 having a layer thickness of 20 nm on the
次いで、比較化合物(1)の入った加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度0.1〜0.2nm/秒の範囲内で、基材上に層厚5nmの比較化合物(1)からなる第1中間層2a1を設けた。 Next, the heating boat containing the comparative compound (1) is energized and heated, and the comparative compound (1) having a layer thickness of 5 nm is formed on the base material within a deposition rate range of 0.1 to 0.2 nm / second. A first intermediate layer 2a1 was provided.
次に、第1中間層2a1まで成膜した基材13を真空のまま第2真空槽に移し、第2真空槽を4×10−4Paまで減圧した後、銀の入った加熱ボートを通電して加熱し、蒸着速度0.1〜0.2nm/秒の範囲内で、層厚8nmの銀からなる導電性層1bを形成し、第2中間層2a2、第1中間層2a1及び導電性層1bの積層構造からなる透明電極2を作製した。
Next, the
(4)発光パネル506〜520の作製
発光パネル505の作製において、第1中間層2a1及び第2中間層2a2の構成材料、並びに第1中間層及び導電性層の層厚を表5に記載の化合物に変更した以外は同様にして、発光パネル506〜520を作製した。
(4) Production of Light-Emitting Panels 506 to 520 Table 5 shows the constituent materials of the first intermediate layer 2a1 and the second intermediate layer 2a2 and the layer thicknesses of the first intermediate layer and the conductive layer in the production of the light-emitting panel 505. Luminescent panels 506 to 520 were produced in the same manner except that the compound was changed.
(5)発光パネル521〜523の作製
発光パネル518〜520の作製において、基材13を無アルカリガラスからPET(ポリエチレンテレフタレート)フィルムに変更した以外は同様にして、発光パネル521〜523を作製した。
(5) Production of light-emitting panels 521 to 523 Light-emitting panels 521 to 523 were produced in the same manner except that the
《発光パネルの評価》
作製した発光パネル501〜523について、下記の方法に従い、光透過率、駆動電圧及び耐久性(輝度半減寿命)の測定を行った。
<Evaluation of luminous panel>
About the produced light emission panels 501-523, the light transmittance, the drive voltage, and durability (luminance half life) were measured in accordance with the following method.
(1)光透過率及び駆動電圧の測定
作製した各発光パネルについて、実施例4と同様にして、光透過率(%)及び駆動電圧(V)を測定した。
測定結果を表5示す。
(1) Measurement of light transmittance and driving voltage For each of the produced light emitting panels, the light transmittance (%) and the driving voltage (V) were measured in the same manner as in Example 4.
Table 5 shows the measurement results.
(2)輝度半減寿命の測定
作製した各発光パネルを、大気下において15Aの電流を流し続け、初期輝度の半分の輝度になるのに要する時間(τ1/2)を測定した。
測定結果を表5に示す。
なお、輝度半減寿命は、発光パネル507の輝度半減寿命を100とする相対値で示している。
(2) Measurement of Luminance Half Life The manufactured light-emitting panel was continuously supplied with a current of 15 A in the atmosphere, and the time (τ1 / 2) required to reach half the initial luminance was measured.
Table 5 shows the measurement results.
Note that the luminance half-life is indicated by a relative value where the luminance half-life of the light-emitting panel 507 is 100.
(3)まとめ
表5から明らかなように、中間層が2層からなる本発明の透明電極を有機EL素子のアノードに用いた本発明の発光パネル508〜523は、いずれも光透過率が51%以上であり、かつ駆動電圧が4.1V以下に抑えられている。これに対して、比較例の透明電極を有機EL素子のアノードに用いた発光パネル501〜507は、光透過率が51%未満であり、しかも、電圧を印加しても発光しないか、又は発光しても駆動電圧が4.1Vを超えるものがあった。
また、耐久性(輝度半減寿命)においても、本発明の発光パネル508〜523が、比較例の発光パネル501〜507と比較して、優れていることがわかる。
(3) Summary As is clear from Table 5, the light-emitting panels 508 to 523 of the present invention using the transparent electrode of the present invention having two intermediate layers as the anode of the organic EL element each have a light transmittance of 51. % And the drive voltage is suppressed to 4.1 V or less. On the other hand, the light emitting panels 501 to 507 using the transparent electrode of the comparative example as the anode of the organic EL element have a light transmittance of less than 51% and do not emit light even when a voltage is applied, or emit light. Even in some cases, the drive voltage exceeded 4.1V.
Moreover, it turns out that the light emission panels 508-523 of this invention are excellent also in durability (luminance half life) compared with the light emission panels 501-507 of a comparative example.
これにより本発明の透明電極を用いた発光パネルは、低い駆動電圧で高輝度発光が可能であることが確認された。またこれにより、所定輝度を得るための駆動電圧の低減と、発光寿命の向上が見込まれることが確認された。 Accordingly, it was confirmed that the light-emitting panel using the transparent electrode of the present invention can emit light with high luminance at a low driving voltage. In addition, it was confirmed that the driving voltage for obtaining the predetermined luminance can be reduced and the light emission life can be improved.
1 透明電極
1a 中間層
1b 導電性層
2 透明電極
2a 中間層
2a1 第1中間層
2a2 第2中間層
3 有機機能層
3a 正孔注入層
3b 正孔輸送層
3c 発光層
3d 電子輸送層
3e 電子注入層
5a,5b,5c 対向電極
11 基材
13,131 透明基板(基材)
13a,131a 光取り出し面
15 補助電極
17 封止材
19 接着剤
21 照明装置
22 発光パネル
23 支持基板
31 正孔輸送注入層
33 正孔阻止層
100,200,300,400,500 有機EL素子
A 発光領域
B 非発光領域
h 発光光
1
13a, 131a Light extraction surface 15
Claims (18)
前記導電性層が、銀を主成分として構成され、
前記中間層には、1配位、2配位、3配位及び4配位のいずれかである金属錯体が含有されていることを特徴とする透明電極。 In a transparent electrode comprising a conductive layer and at least one intermediate layer provided adjacent to the conductive layer,
The conductive layer is composed mainly of silver,
The said intermediate | middle layer contains the metal complex which is either 1 coordination, 2 coordination, 3 coordination, and 4 coordination, The transparent electrode characterized by the above-mentioned.
前記第1中間層が、前記金属錯体を含有する層であり、
前記第2中間層が、芳香族性に関与しない非共有電子対を持つ窒素原子を有する芳香族複素環化合物を含有する層であり、
前記第1中間層の層厚が、0.5〜10nmの範囲内であることを特徴とする請求項1から請求項14までのいずかれ一項に記載の透明電極。 The intermediate layer is composed of two layers of a first intermediate layer and a second intermediate layer in order from the conductive layer side,
The first intermediate layer is a layer containing the metal complex;
The second intermediate layer is a layer containing an aromatic heterocyclic compound having a nitrogen atom having an unshared electron pair not involved in aromaticity;
15. The transparent electrode according to claim 1, wherein a thickness of the first intermediate layer is in a range of 0.5 to 10 nm.
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