JP2022097348A - Manufacturing method for organic electroluminescent element, organic electroluminescent element, display device, and lighting device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、有機電界発光(以下、電界発光を「エレクトロルミネッセンス」や「EL」と記す場合がある。)素子、表示装置、照明装置に関する。 The present invention relates to an organic electric field emission (hereinafter, electroluminescence may be referred to as "electroluminescence" or "EL") element, a display device, and a lighting device.
有機EL素子は、薄く、柔軟でフレキシブルである。また、有機EL素子を用いた表示装置は、現在主流となっている液晶表示装置およびプラズマ表示装置と比べて、高輝度、高精細な表示が可能である。また、有機EL素子を用いた表示装置は、液晶表示装置に比べて視野角が広い。このため、有機EL素子を用いた表示装置は、今後、テレビや携帯電話のディスプレイ等としての利用の拡大が期待されている。また、有機EL素子は、照明装置としての利用も期待されている。 The organic EL element is thin, flexible and flexible. Further, a display device using an organic EL element is capable of high-luminance and high-definition display as compared with the liquid crystal display device and the plasma display device which are currently mainstream. Further, the display device using the organic EL element has a wider viewing angle than the liquid crystal display device. Therefore, it is expected that the display device using the organic EL element will be widely used as a display of a television or a mobile phone in the future. Further, the organic EL element is also expected to be used as a lighting device.
有機EL素子は、陰極と発光層と陽極とが積層されたものである。有機EL素子では、陽極から注入されたホールと陰極から注入された電子との再結合時のエネルギーを利用して発光性有機化合物を励起させ、発光を得る有機電界発光素子では、陽極からのホール注入、陰極からの電子注入がともにスムーズに行われることが重要であるため、よりスムーズなホール注入、電子注入が行われるよう、正孔注入層、電子注入層の材料についても種々検討され、最近では塗布できる電子注入層の材料として、ポリエチレンイミンやポリエチレンイミンを修飾した化合物を用いた順構造の有機電界発光素子が報告されている(非特許文献1~3参照。)。
また、同様に窒素原子を有するフェナントロリン誘導体について、その金属イオンとの高い配位能力により金属原子からの電子放出を促進し、電極・有機層界面で電子注入障壁を大きく下げることが非特許文献4~6に報告されており、電極と有機層間にフェナントロリン誘導体を用いることが電子注入能を向上させることが報告されている。また、電子注入層の材料として電子輸送性化合物由来の基に直接又は他の基を介して窒素原子を含有するアミノ基などが結合した構造の化合物や酸解離定数pKaが1以上の有機材料を用いた有機EL素子が開示されている(特許文献1~3参照)。
ところで、陰極と陽極との間の層が全て有機化合物で形成された有機電界発光素子は、原理的に酸素や水によって劣化しやすく、これらの侵入を防ぐために厳密な封止が不可欠である。このことは、有機電界発光素子の製造工程を煩雑なものとすると共にフレキシブル素子への道の障害となっている。
これに対し、陰極と陽極との間の層の一部が無機酸化物を配し基板側に陰極を配置した逆構造で形成された有機無機ハイブリッド型の電界発光素子(HOILED素子)が提案されている(特許文献4参照。)。この素子では、正孔輸送層、電子輸送層を無機酸化物に変えることで、陰極として導電性酸化物電極であるFTOやITO、陽極として金を使用することが可能になった。このことは素子駆動の観点からは電極に対する制約がなくなったことを意味する。結果、アルカリ金属やアルカリ金属化合物等、仕事関数の小さな金属を用いる必要がなくなり、厳密な封止無しで発光させることが可能となっており、フレキシブル素子に向けて大きく貢献している。本HOILED素子は逆構造有機EL素子の候補として発展が期待されている。
The organic EL element is a stack of a cathode, a light emitting layer, and an anode. In an organic EL element, a hole from the anode is used to excite a luminescent organic compound by using the energy at the time of recombination between a hole injected from the anode and an electron injected from the cathode, and a hole from the anode is used to obtain light emission. Since it is important that both injection and electron injection from the cathode are performed smoothly, various materials for the hole injection layer and electron injection layer have been studied recently so that hole injection and electron injection can be performed more smoothly. As a material for an electron injection layer that can be applied, an organic electroluminescent element having a forward structure using polyethyleneimine or a compound modified with polyethyleneimine has been reported (see Non-Patent
Similarly, regarding a phenanthroline derivative having a nitrogen atom, it is possible to promote electron emission from the metal atom by its high coordination ability with the metal ion, and to greatly lower the electron injection barrier at the electrode-organic layer interface. It has been reported in No. 6 to that the use of a phenanthroline derivative between the electrode and the organic layer improves the electron injection ability. Further, as the material of the electron injection layer, a compound having a structure in which an amino group containing a nitrogen atom is directly bonded to a group derived from an electron transporting compound or an organic material having an acid dissociation constant pKa of 1 or more is used. The organic EL element used is disclosed (see
By the way, an organic electroluminescent device in which the layer between the cathode and the anode is entirely made of an organic compound is liable to be deteriorated by oxygen or water in principle, and strict sealing is indispensable to prevent their invasion. This complicates the manufacturing process of the organic electroluminescent device and hinders the way to a flexible device.
On the other hand, an organic-inorganic hybrid electroluminescent device (HOILED device) has been proposed, in which a part of the layer between the cathode and the anode is formed with an inverted structure in which an inorganic oxide is arranged and the cathode is arranged on the substrate side. (See Patent Document 4). In this device, by changing the hole transport layer and the electron transport layer to inorganic oxides, it has become possible to use FTO and ITO, which are conductive oxide electrodes, as a cathode, and gold as an anode. This means that there are no restrictions on the electrodes from the viewpoint of device drive. As a result, it is no longer necessary to use metals with a small work function, such as alkali metals and alkali metal compounds, and it is possible to emit light without strict sealing, which greatly contributes to flexible devices. This HOILED element is expected to develop as a candidate for a reverse-structured organic EL element.
本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、より高特性かつより安価なフレキシブル有機電界発光素子を提供することを目的とする。特に、有機電界発光素子の課題である駆動寿命の向上および低い電圧での駆動が求められおり、それを解決する発明となっている。 The present invention has been made in view of the above situation, and an object of the present invention is to provide a flexible organic electroluminescent device having higher characteristics and lower cost. In particular, there is a demand for improvement in drive life and driving at a low voltage, which are problems of an organic electroluminescent device, and the invention has been made to solve these problems.
本発明者等は、有機電界発光素子の電子注入層に用いる材料として、電子供与性の窒素原子を複素環内に有する多座配位可能な有機材料などの配位可能な部位を有する有機材料を用い、その配位先である金属種に着目した検討である。さらに、その金属元素として大きな仕事関数を有する金属を用いることで大気安定性に配慮し、フレキシブル素子を実現するものである。結果、陰極層上に配位反応のための金属層を設けることにより、既出の酸化物を用いるよりも長寿命の有機電界発光素子となることがわかった。そのメカニズムは、金属層の方が酸化物層よりも配位結合が密に存在するために、注入障壁の強固かつ均一な低減、そして外部から侵入する酸素や水の軽減ができるためと考えられる。 The present inventors have, as a material used for the electron injection layer of an organic electric field light emitting element, an organic material having a coordinating site such as a multi-position coordinating organic material having an electron-donating nitrogen atom in a heterocycle. Is used, and the study focuses on the metal species to which it is coordinated. Further, by using a metal having a large work function as the metal element, consideration is given to atmospheric stability and a flexible element is realized. As a result, it was found that by providing the metal layer for the coordination reaction on the cathode layer, the organic electroluminescent device has a longer life than the existing oxide. The mechanism is considered to be that the metal layer has denser coordination bonds than the oxide layer, so that the injection barrier can be strongly and uniformly reduced, and oxygen and water invading from the outside can be reduced. ..
すなわち、本発明での有機電界発光素子の陰極はどの材料でもよく、つまり、必要な機能を付した材料を選ぶことができ、例えば大気安定かつ透明な材料を選ぶことができ、電子注入のために該陰極上に配位反応可能な金属原子層(金属電子注入層)を薄く用意し、その直上に、相対する配位子となる有機物からなる有機層(有機電子注入層)を用意すればよい。この際の金属電子注入層は仕事関数に寄らず、配位能にのみ制限されるため、大気に安定な金属種を選ぶことができる。このことから、上記の陰極材料の選択自由度を加味すると、有機電界発光素子において最も水および酸素の劣化を受けやすい陰極および電子注入層を大気に安定な構成として素子を作製可能である。 That is, the cathode of the organic electric field light emitting element in the present invention may be made of any material, that is, a material having a necessary function can be selected, for example, an atmospherically stable and transparent material can be selected, and for electron injection. If a thin metal atom layer (metal electron injection layer) capable of coordinating reaction is prepared on the cathode, and an organic layer (organic electron injection layer) made of an organic substance serving as a opposing ligand is prepared directly above the metal atom layer. good. At this time, the metal electron injection layer does not depend on the work function and is limited only to the coordination ability, so that a metal species stable to the atmosphere can be selected. From this, when the above-mentioned degree of freedom in selecting the cathode material is taken into consideration, it is possible to manufacture the device with the cathode and the electron injection layer, which are most susceptible to deterioration of water and oxygen in the organic electroluminescent device, as a structure stable to the atmosphere.
本発明は、上記の知見に基づいて完成されたものであり、その要旨は、以下のとおりである。
[1] 少なくとも一対の電極とその間に有機層を有する有機電界発光素子であって、陰極に隣接して配位結合可能な金属元素と有機材料がそれぞれ金属層と有機材料層に含まれており、金属電子注入層、有機材料層の順に構成されていることを特徴とする有機電界発光素子。
[2] 上記金属電子注入層に含まれる金属種すべての仕事関数が4.0eV以上であることを特徴とする[1]記載の有機電界発光素子
[3] 上記金属電子注入層が、亜鉛、銅、アルミニウムからなる群より選択される少なくとも1種を含むことを特徴とする[1]および[2]記載の有機電界発光素子
[4] 上記金属電子注入層の膜厚が5nm以下であることを特徴とする[1]~[3]記載の有機電界発光素子
[5] 上記陰極の仕事関数が4.0eV以上であることを特徴とする[1]~[4]記載の有機電界発光素子。
[6] 上記陰極が基板上にあることを特徴とする[1]~[5]記載の有機電界発光素子。
[7] 上記金属電子注入層が陰極構成材料と混合して作られることを特徴とする[1]~[3]および[5]、[6]記載の有機電界発光素子。
[8] [1]~[7]のいずれかに記載の有機電界発光素子を備えることを特徴とする表示装置。
[9] [1]~[7]のいずれかに記載の有機電界発光素子を備えることを特徴とする照明装置。
[10] 少なくとも一対の電極とその間に有機層を有する有機電界発光素子であって、陰極に隣接して配位結合可能な金属元素と有機材料がそれぞれ金属電子注入層と有機電子注入層に含まれており、金属電子注入層、有機電子注入層の順に構成されていることを特徴とする有機電界発光素子の製造方法。
The present invention has been completed based on the above findings, and the gist thereof is as follows.
[1] An organic electric field light emitting element having at least a pair of electrodes and an organic layer between them, and the metal element and the organic material which can be coordinated and bonded adjacent to the cathode are contained in the metal layer and the organic material layer, respectively. , A metal electron injection layer, and an organic material layer in this order.
[2] The organic electric field light emitting element according to [1], wherein the work function of all the metal species contained in the metal electron injection layer is 4.0 eV or more. [3] The metal electron injection layer is made of zinc. The organic electric field light emitting element according to [1] and [2], which comprises at least one selected from the group consisting of copper and aluminum [4] The thickness of the metal electron injection layer is 5 nm or less. [1] to [3] The organic electric field light emitting element according to [1] to [4] The organic electric field light emitting element according to [1] to [4], wherein the work function of the cathode is 4.0 eV or more. ..
[6] The organic electroluminescent device according to [1] to [5], wherein the cathode is on a substrate.
[7] The organic electroluminescent device according to [1] to [3] and [5], [6], wherein the metal electron injection layer is made by mixing with a cathode constituent material.
[8] A display device including the organic electroluminescent device according to any one of [1] to [7].
[9] A lighting device comprising the organic electroluminescent element according to any one of [1] to [7].
[10] An organic electric field light emitting element having at least a pair of electrodes and an organic layer between them, and a metal element and an organic material that can be coordinated and bonded adjacent to the cathode are contained in the metal electron injection layer and the organic electron injection layer, respectively. A method for manufacturing an organic electric field light emitting element, which comprises a metal electron injection layer and an organic electron injection layer in this order.
本発明の有機電界発光素子は、大気安定性および駆動寿命に優れることから、フレキシブル有機電界発光素子として表示装置や照明、そして光源として用いることができる。 Since the organic electroluminescent device of the present invention is excellent in atmospheric stability and drive life, it can be used as a flexible organic electroluminescent device as a display device, lighting, and a light source.
以下に本発明を有機電界発光素子の層に沿って詳述する。
「有機EL素子」
本発明は、陰極と陽極との間に発光層を有し、陰極に隣接して金属薄膜である金属電子注入層とその金属層の金属元素と配位反応を起こす有機材料を有する有機電子注入層が積層された層を含む有機エレクトロルミネッセンス素子(有機EL素子)である。
上記有機EL素子は、陰極が基板上にある逆構造であることが好ましいが、基板上に陽極を配する順構造であってもよい。また、それぞれ基板側から光を取り出すボトムエミッションであってもよく、基板上部から光を取り出すトップエミッションであってもよい。
The present invention will be described in detail below along with the layers of the organic electroluminescent device.
"Organic EL element"
The present invention has an organic electron injection layer having a light emitting layer between the cathode and the anode, and having a metal electron injection layer which is a metal thin film adjacent to the cathode and an organic material which causes a coordination reaction with a metal element of the metal layer. It is an organic electroluminescence element (organic EL element) including a layer in which layers are laminated.
The organic EL element preferably has an inverted structure in which the cathode is on the substrate, but may have a forward structure in which the anode is arranged on the substrate. Further, it may be a bottom emission that extracts light from the substrate side, or a top emission that extracts light from the upper part of the substrate.
次に、本発明の有機EL素子について、例を挙げて詳細に説明する。
図1は、本発明の有機EL素子の一例を説明するための概略断面図である。ここでは逆構造の構成を示す。図1に示す本実施形態の有機EL素子1は、陰極3と陽極11との間に発光層8を有する。図1に示す有機EL素子1では、陰極3と発光層8との間に、本発明の構成である金属電子注入層5と有機電子注入層6が隣接して存在する。また、必要に応じて電子輸送層7や正孔阻止層12を有している。発光層8と陽極11の間には、正孔輸送層9と正孔注入層10を有する。
Next, the organic EL device of the present invention will be described in detail with reference to an example.
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view for explaining an example of the organic EL device of the present invention. Here, the structure of the reverse structure is shown. The
本実施形態においては、逆構造の有機EL素子1を例に挙げて説明するが、本発明の有機EL素子は、基板と発光層との間に陽極が配置された順構造のものであってもよい。本発明の有機EL素子が順構造である場合も、逆構造の場合と同様に、陰極と発光層との間に上記有機電子注入層と金属電子注入層を接した積層構造として有する。本発明の有機EL素子の構成の他の例としては、図2~6に示した構成が挙げられる。
以下に説明する有機EL素子1を構成する各層の材料や厚さ及び封止は、後述する陰極、陽極の材料を除き、順構造の有機EL素子についても同様である。逆構造のトップエミッションのみ後述する金属電子注入層の膜厚の制限はなく、どの厚さでも良い。
In the present embodiment, the
The material, thickness, and sealing of each layer constituting the
「基板」
基板2の材料としては、樹脂材料、ガラス材料等が挙げられる。
基板2に用いられる樹脂材料としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリプロピレン、シクロオレフィンポリマー、ポリアミド、ポリエーテルサルフォン、ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネート、ポリアリレート等が挙げられる。基板2の材料として、樹脂材料を用いた場合、柔軟性に優れた有機EL素子1が得られるため好ましい。
基板2に用いられるガラス材料としては、石英ガラス、ソーダガラス等が挙げられる。
"substrate"
Examples of the material of the
Examples of the resin material used for the
Examples of the glass material used for the
有機EL素子1がボトムエミッション型のものである場合には、基板2の材料として、透明基板を用いる。
有機EL素子1がトップエミッション型のものである場合には、基板2の材料として透明基板だけでなく、不透明基板を用いてもよい。不透明基板としては、例えば、アルミナのようなセラミックス材料からなる基板、ステンレス鋼のような金属板の表面に酸化膜(絶縁膜)を形成した基板、樹脂材料で構成された基板等が挙げられる。
When the
When the
基板2の平均厚さは、基板2の材料等に応じて決定でき、0.1~30mmであることが好ましく、0.1~10mmであることがより好ましい。
基板2の平均厚さは、デジタルマルチメーター、ノギスにより測定できる。
The average thickness of the
The average thickness of the
「陰極」
陰極3は、基板2上に直接接触して形成されている。
陰極3の材料としては、仕事関数が4.0eV以上の材料が良く、例えば、ITO(インジウム酸化錫)、IZO(インジウム酸化亜鉛)、FTO(フッ素酸化錫)、In3O3、SnO2、Sb含有SnO2、Al含有ZnO等の酸化物の導電材料、さらには銀もしくは銀合金が挙げられる。この中でも、陰極3の材料として、ITO、IZO、FTO、銀を用いることが好ましい。
陰極3の平均厚さは、特に制限されないが、10~500nmであることが好ましく、100~200nmであることがより好ましい。銀については5~40nmであることが好ましく、10~20nmであることがより好ましい。
陰極3の平均厚さは、触針式段差計、分光エリプソメトリーにより測定できる。
これらの材料は、本発明の有機EL素子が基板と発光層との間に陽極が配置された順構造のものである場合には陽極の材料として使用することができる。その場合の陽極の平均厚さは上記陰極3と同様であることが好ましい。
なお、仕事関数については、非特許文献7に記載の値を基準にした。
"cathode"
The
As the material of the
The average thickness of the
The average thickness of the
These materials can be used as the material of the anode when the organic EL element of the present invention has a forward structure in which the anode is arranged between the substrate and the light emitting layer. In that case, the average thickness of the anode is preferably the same as that of the
The work function is based on the value described in
「金属電子注入層」
金属電子注入層5は、有機電子注入層に含まれる材料を配位子とした場合、金属錯体の中心金属の位置づけになる金属元素から構成される層であるため、機能としては薄膜でもよく、ボトムエミッションであれば、透明性が必要なため、0.1~5nmであることが好ましく、0.5~2nmであることがより好ましい。トップエミッションであれば、透明性は必要なく、厚さに制限はない。
金属電子注入層5の平均厚さは、触針式段差計、分光エリプソメトリーにより測定できる。
金属電子注入層5に含まれる材料は、配位能がある金属種の単体であればよいが、大気安定性を鑑みると、仕事関数が4.0eV以上であるものが好ましい。
金属電子注入層5は、一種類の金属単体の金属層、二種類以上の金属単体を混合した層と一種類の金属単体からなる層のいずれか一方または両方を積層した層、二種類以上の金属単体を混合した層のいずれであってもよい。また、本金属電子注入層が陰極を兼ねてもよい。
金属電子注入層5を形成する金属元素としては、銅、ニッケル、パラジウム、白金、金、コバルト、亜鉛、アルミニウム、クロム、マンガン、鉄、錫、インジウム、チタン、ジルコニウム、バナジウム、ニオブ、タンタル、モリブデン、タングステン、インジウム、ガリウム、カドミウムが挙げられる。
なお、仕事関数については、非特許文献7に記載の値を基準とした。
金属電子注入層5が、二種類以上の金属元素を混合した層を含む場合、金属を構成する金属元素の少なくとも一つが、アルミニウム、亜鉛、銅のいずれかである層であることが好ましい。
金属電子注入層5が、一種類の金属単体からなる層である場合、アルミニウム、亜鉛、銅からなる群から選ばれる金属からなる層であることが好ましい。
"Metal electron injection layer"
Since the metal
The average thickness of the metal
The material contained in the metal
The metal
Metal elements forming the metal
The work function is based on the value described in
When the metal
When the metal
「有機電子注入層」
有機電子注入層6は、金属電子注入層5と錯体形成を起こすことで電子注入を改善するものである。有機電子注入層6は、配位能を有する有機材料であればよい。中でも、窒素原子を有する置換基を有する化合物が好適である、さらに窒素原子を有する複素環の縮環構造を有する化合物はより好適である。例えば、本発明の有機電子注入層に含まれる有機材料としては、下記一般式(1)で表される構造を有する化合物が挙げられる。
"Organic electron injection layer"
The organic
(一般式(1)中、X1、X2は、同一又は異なって、置換基を有していてもよい窒素原子、酸素原子、硫黄原子又は2価の連結基を表す。Lは直接結合またはp価の連結基を表す。n1は、0又は1の数を表し、pは、1~4の数を表す。qは、0又は1の数を表し、pが1のとき、qは0である。R1~R3は、同一又は異なって、1価の置換基を表す。m1~m3は、同一又は異なって、0~3の数を表す。R1~R3は、X1、X2と結合して環構造を形成していてもよい。R1が複数ある場合、複数のR1が結合して環構造を形成していてもよい。R2、R3についても同様である。)
(In the general formula (1), X 1 and X 2 represent a nitrogen atom, an oxygen atom, a sulfur atom or a divalent linking group which may have the same or different substituents, and L represents a direct bond. Or, it represents a linking group of p-value. N 1 represents a number of 0 or 1, p represents a number of 1 to 4. q represents a number of 0 or 1, and when p is 1, q represents. Is 0. R 1 to R 3 represent the same or different monovalent substituents. M 1 to m 3 represent the same or
上記一般式(1)におけるX1、X2は、同一又は異なって、置換基を有していてもよい窒素原子、酸素原子、硫黄原子又は2価の連結基を表す。
2価の連結基としては、2価の炭化水素基及び炭化水素基の炭素原子の一部が窒素原子、酸素原子、硫黄原子のいずれかのヘテロ原子で置換された基が挙げられる。
炭化水素基としては、炭素数1~6のものが好ましく、炭素数1、2、または6のものがより好ましい。
炭化水素基は、直鎖状、分岐鎖状、環状及びこれらを組み合わせたもののいずれのものであってもよい。
2価の炭化水素基は、飽和炭化水素基であるアルキレン基でもよく、アルケニレン基、アルキニレン基等の不飽和炭化水素基でもよい。
2価の炭化水素基として、具体的には下記式(2-1)~(2-4)で表されるものが好ましい。下記式における(2-1)~(2-4)におけるRは置換基を表す。(2-1)~(2-4)におけるRも含め、X1、X2における置換基の具体例としては、後述するR1~R3の1価の置換基と同様の基が挙げられる。
X 1 and X 2 in the above general formula (1) represent a nitrogen atom, an oxygen atom, a sulfur atom or a divalent linking group which may have the same or different substituents.
Examples of the divalent linking group include a divalent hydrocarbon group and a group in which a part of the carbon atom of the hydrocarbon group is replaced with a hetero atom of any one of a nitrogen atom, an oxygen atom and a sulfur atom.
The hydrocarbon group preferably has 1 to 6 carbon atoms, and more preferably 1, 2, or 6 carbon atoms.
The hydrocarbon group may be linear, branched, cyclic or a combination thereof.
The divalent hydrocarbon group may be an alkylene group which is a saturated hydrocarbon group, or an unsaturated hydrocarbon group such as an alkenylene group or an alkynylene group.
As the divalent hydrocarbon group, specifically, those represented by the following formulas (2-1) to (2-4) are preferable. R in (2-1) to (2-4) in the following formula represents a substituent. Specific examples of the substituents in X 1 and X 2 , including R in (2-1) to (2-4), include the same groups as the monovalent substituents in R 1 to R 3 described later. ..
上記一般式(1)におけるLは直接結合またはp価の連結基を表す。なお、Lが直接結合となるのは、pが2の場合のみである。
p価の連結基としては、窒素原子、酸素原子、硫黄原子、炭素原子の他、炭化水素基や炭化水素基の炭素原子の一部が窒素原子、酸素原子、硫黄原子のいずれかのヘテロ原子で置換された基から水素原子をp個除いてできる基が挙げられる。
p価の連結基が炭素原子を有するものである場合、炭素数1~30のものが好ましい。より好ましくは、炭素数1~20のものである。
炭化水素基は、直鎖状、分岐鎖状、環状及びこれらを組み合わせたもののいずれのものであってもよい。
炭化水素基としては、飽和炭化水素基、不飽和炭化水素基、芳香族炭化水素基のいずれのものであってもよい。
芳香族炭化水素基としては、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、テトラセン環、ペンタセン環、トリフェニレン環、ピレン環、フルオレン環、インデン環等の芳香族化合物から水素原子を除いてできる基が挙げられる。
L in the above general formula (1) represents a direct bond or a linking group having a p-value. It should be noted that L is a direct bond only when p is 2.
The p-valent linking group includes a nitrogen atom, an oxygen atom, a sulfur atom, and a carbon atom, as well as a hydrocarbon group and a part of the carbon atom of the hydrocarbon group is a hetero atom of either a nitrogen atom, an oxygen atom, or a sulfur atom. Examples thereof include groups formed by removing p hydrogen atoms from the groups substituted with.
When the p-valent linking group has a carbon atom, one having 1 to 30 carbon atoms is preferable. More preferably, it has 1 to 20 carbon atoms.
The hydrocarbon group may be linear, branched, cyclic or a combination thereof.
The hydrocarbon group may be any of a saturated hydrocarbon group, an unsaturated hydrocarbon group and an aromatic hydrocarbon group.
Examples of the aromatic hydrocarbon group include groups formed by removing a hydrogen atom from aromatic compounds such as a benzene ring, a naphthalene ring, an anthracene ring, a tetracene ring, a pentacene ring, a triphenylene ring, a pyrene ring, a fluorene ring, and an inden ring. ..
上記一般式(1)におけるR1~R3は、同一又は異なって、1価の置換基を表す。
1価の置換基としては、フッ素原子;フルオロメチル基、ジフルオロメチル基、トリフルオロメチル基等のハロアルキル基;メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、tert-ブチル基等の炭素数1~20の直鎖状又は分岐鎖状アルキル基;シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基等の炭素数5~7の環状アルキル基;メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ基、イソブトキシ基、tert-ブトキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、ヘプチルオキシ基、オクチルオキシ基等の炭素数1~20の直鎖状又は分岐鎖状アルコキシ基;ニトロ基;シアノ基;メチルアミノ基、エチルアミノ基、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基等の炭素数1~10のアルキル基を有するアルキルアミノ基;ピロリジノ基、ピペリジノ基、モルホリノ基等の環状アミノ基;ジフェニルアミノ基、カルバゾリル基等のジアリールアミノ基;アセチル基、プロピオニル基、ブチリル基等のアシル基;スチリル基等の炭素数2~30のアルケニル基;フッ素原子等のハロゲン原子や炭素数1~20のアルキル基、アルコキシ基、アミノ基等で置換されていてもよい炭素数5~20のアリール基(アリール基の具体例は、上記芳香族炭化水素基と同様);フッ素原子等のハロゲン原子や炭素数1~20のアルキル基、アルコキシ基、アミノ基等で置換されていてもよい炭素数4~40の窒素原子、硫黄原子、酸素原子のいずれか1つ以上を含む複素環基(複素環基は、1つの環のみからなるものであってもよく、1つの芳香族複素環のみからなる化合物が1つの炭素原子同士で複数直接結合した化合物であってもよく、縮合複素環基であってもよい。複素環基の具体例には、チオフェン環、フラン環、ピロール環、ベンゾチオフェン環、ベンゾフラン環、インドール環、ジベンゾチオフェン環、ジベンゾフラン環、カルバゾール環、チアゾール環、ベンゾチアゾール環、オキサゾール環、ベンゾオキサゾール環、イミダゾール環、ベンゾイミダゾール環、ピリジン環、ピリミジン環、ピラジン環、ピリダジン環、トリアジン環、キノリン環、イソキノリン環、キノキサリン環、ベンゾチアジアゾール環、フェナントリジン環等の芳香族複素環基の具体例が含まれる。);エステル基、チオエーテル基等や、これらを組み合わせでできる基が挙げられる。なお、これらの基は、ハロゲン原子やヘテロ元素、アルキル基、芳香環等で置換されていてもよい。
R 1 to R 3 in the above general formula (1) represent the same or different monovalent substituents.
The monovalent substituent includes a fluorine atom; a haloalkyl group such as a fluoromethyl group, a difluoromethyl group and a trifluoromethyl group; a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, a butyl group, an isobutyl group and a tert-butyl group. Linear or branched alkyl group having 1 to 20 carbon atoms; cyclic alkyl group having 5 to 7 carbon atoms such as cyclopentyl group, cyclohexyl group, cycloheptyl group; methoxy group, ethoxy group, propoxy group, isopropoxy. A linear or branched alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms such as a group, a butoxy group, an isobutoxy group, a tert-butoxy group, a pentyloxy group, a hexyloxy group, a heptyloxy group, an octyloxy group; a nitro group; a cyano group; Group; Alkylamino group having an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms such as methylamino group, ethylamino group, dimethylamino group and diethylamino group; cyclic amino group such as pyrrolidino group, piperidino group and morpholino group; diphenylamino group, Diarylamino group such as carbazolyl group; acyl group such as acetyl group, propionyl group, butyryl group; alkenyl group having 2 to 30 carbon atoms such as styryl group; halogen atom such as fluorine atom or alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, An aryl group having 5 to 20 carbon atoms which may be substituted with an alkoxy group, an amino group or the like (specific examples of the aryl group are the same as the above aromatic hydrocarbon group); a halogen atom such as a fluorine atom or 1 to 1 carbon atoms. A heterocyclic group containing any one or more of a nitrogen atom, a sulfur atom and an oxygen atom having 4 to 40 carbon atoms which may be substituted with 20 alkyl groups, alkoxy groups, amino groups and the like (the heterocyclic group is 1). It may be composed of only one ring, a compound composed of only one aromatic heterocycle may be a compound in which a plurality of carbon atoms are directly bonded to each other, or may be a fused heterocyclic group. Specific examples of the heterocyclic group include a thiophene ring, a furan ring, a pyrrole ring, a benzothiophene ring, a benzofuran ring, an indol ring, a dibenzothiophene ring, a dibenzofuran ring, a carbazole ring, a thiazole ring, a benzothiazole ring, an oxazole ring and a benzoxazole ring. Specific examples of aromatic heterocyclic groups such as a ring, an imidazole ring, a benzoimidazole ring, a pyridine ring, a pyrimidine ring, a pyrazine ring, a pyridazine ring, a triazine ring, a quinoline ring, an isoquinoline ring, a quinoxalin ring, a benzothiasiazol ring, and a phenanthridine ring. Examples are included.); Examples include an ester group, a thioether group, and a group formed by combining these. These groups may be substituted with a halogen atom, a hetero element, an alkyl group, an aromatic ring or the like.
上記一般式(1)で表される化合物には、フェナントロリン骨格を一つだけ有する下記一般式(3)で表される構造を有する化合物が含まれ、この化合物も本発明の有機電子注入層の材料として好適である。 The compound represented by the general formula (1) includes a compound having only one phenanthroline skeleton and having a structure represented by the following general formula (3), and this compound is also the organic electron injection layer of the present invention. Suitable as a material.
(一般式(3)中、R4、R5は同一又は異なって、ジアルキルアミノ基又はアルコキシ基を表す。m4、m5は、同一又は異なって、1又は2の数を表す。R4が複数ある場合、複数のR4が結合して環構造を形成していてもよい。R5についても同様である。) (In the general formula (3), R 4 and R 5 are the same or different and represent a dialkylamino group or an alkoxy group. M 4 and m 5 are the same or different and represent a number of 1 or 2 . When there are a plurality of R4s, a plurality of R4s may be combined to form a ring structure. The same applies to R5.)
上記一般(3)におけるR4、R5は、同一又は異なって、ジアルキルアミノ基又はアルコキシ基を表す。
ジアルキルアミノ基としては、メチル基、エチル基等の炭素数1~20のアルキル基を有するものが好ましい。より好ましくは、炭素数1~10のアルキル基を有するものである。また、ジアルキルアミノ基が有する2つのアルキル基は、炭素数が同じであってもよく、異なっていてもよい。また、2つのアルキル基が連結したアミノ基、例えばピペリジノ基やピロリジノ基、モルホリノ基のような環状アミノ基も好ましい。
アルコキシ基としては、上記一般式(1)におけるR1~R3がアルコキシ基である場合と同様のものが挙げられる。
R 4 and R 5 in the above general (3) represent the same or different dialkylamino group or alkoxy group.
The dialkylamino group preferably has an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms such as a methyl group and an ethyl group. More preferably, it has an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms. Further, the two alkyl groups of the dialkylamino group may have the same carbon number or different carbon atoms. Further, an amino group in which two alkyl groups are linked, for example, a cyclic amino group such as a piperidino group, a pyrrolidine group, or a morpholino group is also preferable.
Examples of the alkoxy group include the same as in the case where R 1 to R 3 in the above general formula (1) are alkoxy groups.
フェナントロリン骨格を一つだけ有する化合物に加え、下記式(4-1)~(4-4)に示すようなフェナントロリン骨格を複数個有する化合物もマイナス電荷の発生に有効であると考えられる。 In addition to the compound having only one phenanthroline skeleton, the compounds having a plurality of phenanthroline skeletons as shown in the following formulas (4-1) to (4-4) are also considered to be effective in generating a negative charge.
また、上記一般式(1)におけるpは、1~4の数を表すが、1~3の数であることが好ましい。一般式(1)のpが1である化合物の具体例としては、例えば、下記式(5-1)~(5-9)で表される化合物が挙げられる。 Further, p in the general formula (1) represents a number of 1 to 4, but is preferably a number of 1 to 3. Specific examples of the compound in which p of the general formula (1) is 1 include compounds represented by the following formulas (5-1) to (5-9).
上記一般式(1)におけるn1は、0又は1の数を表すが、上記一般式(1)で表される化合物が、n1が0の化合物であることは本発明の好適な実施形態の1つである。一般式(1)のn1が0の化合物の具体例としては、例えば、上記式(5-1)~(5-6)で表される化合物が挙げられる。 Although n 1 in the general formula (1) represents 0 or a number of 1, it is a preferred embodiment of the present invention that the compound represented by the general formula (1) is a compound in which n 1 is 0. It is one of. Specific examples of the compound in which n 1 of the general formula (1) is 0 include compounds represented by the above formulas (5-1) to (5-6).
また、上記一般式(1)に含まれ、上記に類似した構造の化合物である下記式(5-10)~(5-65)で表される化合物も好適である。 Further, compounds represented by the following formulas (5-10) to (5-65), which are included in the general formula (1) and have a structure similar to the above, are also suitable.
更に有機電子注入層6の材料としては配位可能な窒素原子があればよく、下記式(5-66)~(5-68)で表される構造を骨格構造として有する各種化合物も用いることができる。それらの化合物には、下記式(5-66)~(5-68)で表される構造の化合物の他、下記式(5-66)~(5-68)で表される構造に置換基を有する化合物が含まれる。置換基としては、上述した一般式(1)におけるR1~R3と同様のものが挙げられ、置換基の数は1つであってもよく、複数であってもよい。複数の場合、置換基同士が結合して環構造を形成していてもよい。
Further, as the material of the organic
更に下記一般式(6)で表される構造を有するヘキサヒドロピリミドピリミジン化合物も有機電子注入層6の材料として用いることができる。
Further, a hexahydropyrimidopyrimidine compound having a structure represented by the following general formula (6) can also be used as a material for the organic
(一般式(6)中、R6は、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基、芳香族複素環基、アリールアルキレン基、2~4価の鎖状または環状炭化水素基、又は、これらの基を2つ以上組み合わせてできる基、これらの基の1つ若しくは2つ以上と窒素原子とを組み合わせてできる基を表す。n2は、1~4の整数である。) (In the general formula (6), R 6 is an aromatic hydrocarbon group which may have a substituent, an aromatic heterocyclic group, an arylalkylene group, a 2- to 4-valent chain or cyclic hydrocarbon group, and the like. Alternatively, it represents a group formed by combining two or more of these groups, or a group formed by combining one or two or more of these groups with a nitrogen atom. N 2 is an integer of 1 to 4).
上記一般式(6)で表される構造を有するヘキサヒドロピリミドピリミジン化合物は、金属電子注入層5に含まれる金属種に配位することができ、外部から侵入する酸素や水との界面での反応を妨げ、素子の大気安定性を高める効果があることが確認されている。さらに、金属電子注入層5に含まれる金属種と相互作用することにより発生する双極子により結果として、金属電子注入層5の電子注入性を向上させることができる。
The hexahydropyrimidopyrimidine compound having the structure represented by the general formula (6) can be coordinated to the metal species contained in the metal
上記一般式(6)におけるR6は、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基、芳香族複素環基、アリールアルキレン基、2~4価の鎖状または環状炭化水素基、又は、これらの基を2つ以上組み合わせてできる基、これらの基の1つ若しくは2つ以上と窒素原子とを組み合わせてできる基を表す。
芳香族炭化水素基、芳香族複素環基としては、炭素数3~30のものが好ましく、炭素数4~24のものがより好ましく、炭素数5~20のものがさらに好ましい。
芳香族炭化水素基としては、ベンゼン等の1つの芳香環のみからなる化合物;ビフェニル、ジフェニルベンゼン等の複数の芳香環が1つの炭素原子同士で直接結合した化合物;ナフタレン、アントラセン、フェナントレン、ピレン等の縮合環式芳香族炭化水素化合物のいずれかの芳香環から水素原子を1~4個除いてできる基が挙げられる。
芳香族複素環基としては、チオフェン、フラン、ピロール、オキサゾール、オキサジアゾール、チアゾール、チアジアゾール、イミダゾール、ピリジン、ピリミジン、ピラジン、トリアジン等の1つの芳香族複素環のみからなる化合物;これらの1つの芳香族複素環のみからなる化合物が1つの炭素原子同士で複数直接結合した化合物(ビピリジン等);キノリン、キノキサリン、ベンゾチオフェン、ベンゾチアゾール、ベンゾイミダゾール、ベンゾオキサゾール、インドール、カルバゾール、ジベンゾフラン、ジベンゾチオフェン、アクリジン、フェナントロリン等の縮合環式複素芳香族炭化水素化合物のいずれかの芳香族複素環から水素原子を1~4個除いてできる基が挙げられる。
アリールアルキレン基としては、上記芳香族炭化水素基と炭素数1~3のアルキレン基とを組み合わせた基が挙げられる。
2~4価の鎖状または環状炭化水素基としては、炭素数1~12のものが好ましく、炭素数1~6のものがより好ましく、炭素数1~4のものがさらに好ましい。鎖状炭化水素基は直鎖状のものであってもよく、分岐鎖状のものであってもよい。
また、R6は上記芳香族炭化水素基、芳香族複素環基、アリールアルキレン基、2~4価の鎖状炭化水素基を2つ以上組み合わせてできる基でもよい。
更に、R6は上記芳香族炭化水素基、芳香族複素環基、アリールアルキレン基、2~4価の鎖状炭化水素基の1つ若しくは2つ以上と窒素原子とを組み合わせてできる基であってもよい。そのような基としては、例えば、トリメチルアミン等のトリアルキルアミンやトリフェニルアミンから水素原子を1~4個除いてできる基等が挙げられる。
R 6 in the above general formula (6) is an aromatic hydrocarbon group, an aromatic heterocyclic group, an arylalkylene group, a 2- to 4-valent chain or cyclic hydrocarbon group which may have a substituent, or a cyclic hydrocarbon group. , A group formed by combining two or more of these groups, and a group formed by combining one or more of these groups with a nitrogen atom.
As the aromatic hydrocarbon group and the aromatic heterocyclic group, those having 3 to 30 carbon atoms are preferable, those having 4 to 24 carbon atoms are more preferable, and those having 5 to 20 carbon atoms are further preferable.
As the aromatic hydrocarbon group, a compound consisting of only one aromatic ring such as benzene; a compound in which a plurality of aromatic rings such as biphenyl and diphenylbenzene are directly bonded to each other by one carbon atom; naphthalene, anthracene, phenanthrene, pyrene and the like. Examples thereof include a group formed by removing 1 to 4 hydrogen atoms from any of the aromatic rings of the fused ring-type aromatic hydrocarbon compound.
As the aromatic heterocyclic group, a compound consisting of only one aromatic heterocycle such as thiophene, furan, pyrrol, oxazole, oxadiazole, thiazole, thiadiazol, imidazole, pyridine, pyrimidine, pyrazine, and triazine; one of these. Compounds in which a compound consisting only of an aromatic heterocycle is directly bonded to one carbon atom (bipyridine, etc.); quinoline, quinoxalin, benzothiophene, benzothiazole, benzoimidazole, benzoxazole, indol, carbazole, dibenzofuran, dibenzothiophene, Examples thereof include a group formed by removing 1 to 4 hydrogen atoms from any of the aromatic heterocycles of fused ring-type heteroaromatic hydrocarbon compounds such as acrydin and phenanthroline.
Examples of the arylalkylene group include a group in which the above aromatic hydrocarbon group and an alkylene group having 1 to 3 carbon atoms are combined.
As the 2- to 4-valent chain or cyclic hydrocarbon group, those having 1 to 12 carbon atoms are preferable, those having 1 to 6 carbon atoms are more preferable, and those having 1 to 4 carbon atoms are further preferable. The chain hydrocarbon group may be linear or branched.
Further, R 6 may be a group formed by combining two or more of the above aromatic hydrocarbon group, aromatic heterocyclic group, arylalkylene group and 2- to tetravalent chain hydrocarbon group.
Further, R 6 is a group formed by combining one or more of the above aromatic hydrocarbon group, aromatic heterocyclic group, arylalkylene group and 2- to tetravalent chain hydrocarbon group with a nitrogen atom. May be. Examples of such a group include a trialkylamine such as trimethylamine and a group obtained by removing 1 to 4 hydrogen atoms from triphenylamine.
上記芳香族炭化水素基、芳香族複素環基、又は、アリールアルキレン基は1価の置換基を1つ又は2つ以上有していてもよい。
1価の置換基としては、上述した一般式(1)におけるR1~R3の1価の置換基の具体例と同様のものが挙げられる。
The aromatic hydrocarbon group, aromatic heterocyclic group, or arylalkylene group may have one or more monovalent substituents.
Examples of the monovalent substituent include those similar to the specific examples of the monovalent substituents of R 1 to R 3 in the above-mentioned general formula (1).
上記一般式(6)におけるn2は、1~4の整数であるが、2又は3であることが好ましい。
上記一般式(6)で表される構造を有するヘキサヒドロピリミドピリミジン化合物の具体例としては、例えば、下記式(7-1)~(7-34)で表される化合物が挙げられる。
Although n 2 in the above general formula (6) is an integer of 1 to 4, it is preferably 2 or 3.
Specific examples of the hexahydropyrimidopyrimidine compound having the structure represented by the general formula (6) include compounds represented by the following formulas (7-1) to (7-34).
上記一般式(6)で表される化合物は、下記式(8)に示すように、よう素、臭素、塩素、フッ素を有するハロゲン化合物とヘキサヒドロピリミドピリミジンとを原料とし、Ullmannカップリング反応、Buchwald-Hartwigアミノ化反応または求核置換反応等により合成することができる。 As shown in the following formula (8), the compound represented by the above general formula (6) uses a halogen compound having iodine, bromine, chlorine and fluorine as a raw material and a hexahydropyrimidopyrimidine as a raw material, and a Ullmann coupling reaction. , Buchwald-Hartwig amination reaction, nucleophilic substitution reaction and the like.
この他にも、配位子と用いることができれば良いので、窒素原子だけではなく、酸素原子が配位元素となるアセチルアセトナト誘導体などがあげられる。
有機電子注入層6の平均厚さは、0.5~10nmであることが好ましく、1~5nmであることがより好ましく、1~5nmであることがより好ましい。
有機電子注入層6の平均厚さは、例えば、触針式段差計、分光エリプソメトリーにより測定できる。
また、有機電子注入層は次の層である電子輸送層7と混合してもよい。
In addition to this, as long as it can be used as a ligand, not only a nitrogen atom but also an acetylacetonato derivative in which an oxygen atom is a coordinating element can be mentioned.
The average thickness of the organic
The average thickness of the organic
Further, the organic electron injection layer may be mixed with the next layer, the
「電子輸送材料」
電子輸送層7としては、電子輸送層の材料として通常用いることができるいずれの材料を用いてもよく、必要に応じて用いることができる。
具体的には、電子輸送層7の材料として、フェニル-ディピレニルホスフィンオキサイド(POPy2)のようなホスフィンオキサイド誘導体、トリス-1,3,5-(3’-(ピリジン-3’’-イル)フェニル)ベンゼン(TmPhPyB)のようなピリジン誘導体、(2-(3-(9-カルバゾリル)フェニル)キノリン(mCQ))のようなキノリン誘導体、2-フェニル-4,6-ビス(3,5-ジピリジルフェニル)ピリミジン(BPyPPM)のようなピリミジン誘導体、ピラジン誘導体、バソフェナントロリン(BPhen)のようなフェナントロリン誘導体、2,4-ビス(4-ビフェニル)-6-(4’-(2-ピリジニル)-4-ビフェニル)-[1,3,5]トリアジン(MPT)のようなトリアジン誘導体、3-フェニル-4-(1’-ナフチル)-5-フェニル-1,2,4-トリアゾール(TAZ)のようなトリアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、2-(4-ビフェニリル)-5-(4-tert-ブチルフェニル-1,3,4-オキサジアゾール)(PBD)のようなオキサジアゾール誘導体、2,2’,2’’-(1,3,5-ベンゼントリイル)-トリス(1-フェニル-1-H-ベンズイミダゾール)(TPBI)のようなイミダゾール誘導体、ナフタレン-1,4,5,8-テトラカルボン酸二無水物、3,4,9,10-ペリレンテトラカルボン酸二無水物等の芳香環カルボン酸無水物、N,N‘-ジメチル-3,4,9,10-ペリレンテトラカルボンサンジイミドのような芳香環イミド化合物、イソインジゴ誘導体や2,5-ジヒドロピロロ[3,4-c]ピロール-1,4-ジオン誘導体(ジケトピロロピロール)、トルキセノンのようなカルボニル基を有する化合物、ナフト[1,2-c:5,6-c’]ビス[1,2,5]チアジアゾール、ベンゾ[c][1,2,5]チアジアゾールのような1,2,5-チアジアゾール誘導体、ビス[2-(2-ヒドロキシフェニル)ベンゾチアゾラト]亜鉛(Zn(BTZ)2)、トリス(8-ヒドロキシキノリナト)アルミニウム(Alq3)などに代表される各種金属錯体、2,5-ビス(6’-(2’,2’’-ビピリジル))-1,1-ジメチル-3,4-ジフェニルシロール(PyPySPyPy),等のシロール誘導体に代表される有機シラン誘導体、トリス(2,4,6-トリメチル-3-(ピリジン-3-イル)フェニル)ボラン(3TPYMB)や特願2012-228460、特願2015-503053、特願2015-053872、特願2015-081108および特願2015-081109に記載のホウ素含有化合物等が挙げられ、これらの1種又は2種以上を用いることができる。
上記の材料に加えて、芳香環を有する種々の炭化水素化合物である芳香族炭化水素化合物、窒素-ホウ素結合を有する化合物、ピロール環、フラン環、チオフェン環等の芳香環を含むπ電子過剰系複素芳香族化合物、シロール環を含む化合物についても用いることができる。
これらの電子輸送層7の材料の中でも、特に、POPy2のようなホスフィンオキサイド誘導体、Alq3のような金属錯体、TmPhPyBのようなピリジン誘導体を用いることが好ましい。
"Electron transport material"
As the
Specifically, as the material of the electron transport layer 7, a phosphine oxide derivative such as phenyl-dipyrenylphosphinoxide (POPy 2 ), Tris-1,3,5- (3'-(pyridine-3''-)- Il) phenyl) pyridine derivatives such as benzene (TmPhPyB), quinoline derivatives such as (2- (3- (9-carbazolyl) phenyl) quinoline (mCQ)), 2-phenyl-4,6-bis (3,) 5-Dipyridylphenyl) Pyrimidine derivatives such as pyrimidine (BPyPPM), pyrazine derivatives, phenanthroline derivatives such as bassofenantroline (BPhen), 2,4-bis (4-biphenyl) -6- (4'-(2-pyridinyl) ) -4-Biphenyl)-[1,3,5] Triazine derivatives such as triazine (MPT), 3-phenyl-4- (1'-naphthyl) -5-phenyl-1,2,4-triazole (TAZ) ), Oxazole derivatives, 2- (4-biphenylyl) -5- (4-tert-butylphenyl-1,3,4-oxadiazol) (PBD) and other oxadiazole derivatives, 2 , 2', 2''-(1,3,5-benzenetriyl) -tris (1-phenyl-1-H-benzimidazole) (TPBI) imidazole derivatives, naphthalene-1,4,5,5 Arocyclic carboxylic acid anhydrides such as 8-tetracarboxylic acid dianhydride, 3,4,9,10-perylenetetracarboxylic acid dianhydride, N, N'-dimethyl-3,4,9,10-perylenetetra It has an aromatic ring imide compound such as carboxylic sandiimide, an isoindigo derivative, a 2,5-dihydropyrrolo [3,4-c] pyrrol-1,4-dione derivative (diketopyrrolopyrrole), and a carbonyl group such as tolucsenone. Compounds, 1,2,5-thiaidazole derivatives such as naphtho [1,2-c: 5,6-c'] bis [1,2,5] thiazazole, benzo [c] [1,2,5] thiaxazole. , Bis [2- (2-hydroxyphenyl) benzothiazolato] Zinc (Zn (BTZ) 2 ), Tris (8-hydroxyquinolinato) Aluminum (Alq 3 ), etc. Various metal complexes, 2,5-bis ( Tris (2,4,6), an organic silane derivative typified by a syrol derivative such as 6'-(2', 2''-bipyridyl))-1,1-dimethyl-3,4-diphenylsilol (PyPySPyPy) -Trimethyl-3- ( Pyridine-3-yl) phenyl) borane (3TPYMB), boron-containing compounds according to Japanese Patent Application No. 2012-228460, Japanese Patent Application 2015-503053, Japanese Patent Application 2015-053872, Japanese Patent Application 2015-0811108 and Japanese Patent Application 2015-0811109. These can be mentioned, and one or more of these can be used.
In addition to the above materials, a π-electron excess system containing an aromatic hydrocarbon compound which is various hydrocarbon compounds having an aromatic ring, a compound having a nitrogen-boron bond, and an aromatic ring such as a pyrrole ring, a furan ring, and a thiophene ring. Heteroaromatic compounds and compounds containing a silol ring can also be used.
Among these materials for the
本発明の有機EL素子の有機電子注入層6の材料と上記電子輸送材料を混合して用いた場合、電子輸送層7はなくてもよい。また、これらの一部を正孔阻止材料として用いて、正孔阻止層を形成してもよい。別途、正孔阻止層の材料としては、通常用いることができるいずれの材料を用いてもよく、必要に応じて用いることができる。
電子輸送層7の平均厚さは、特に限定されないが、10~150nmであることが好ましく、20~100nmであることが、より好ましい。
電子輸送層7の平均厚さは、触針式段差計、分光エリプソメトリーにより測定できる。
When the material of the organic
The average thickness of the
The average thickness of the
「発光層」
発光層8を形成する材料としては、発光層8の材料として通常用いることのできるいずれの材料を用いてもよく、これらを混合して用いてもよい。例えば、発光層8として、ビス[2-(2-ベンゾチアゾリル)フェノラト]亜鉛(II)(Zn(BTZ)2)と、トリス[1-フェニルイソキノリン]イリジウム(III)(Ir(piq)3)とを含むものとすることができる。
例えば、配位子に2,2’-ビピリジン-4,4’-ジカルボン酸を持つ、3配位のイリジウム錯体、ファクトリス(2-フェニルピリジン)イリジウム(Ir(ppy)3)、8-ヒドロキシキノリンアルミニウム(Alq3)、トリス(4-メチル-8キノリノレート)アルミニウム(III)(Almq3)、8-ヒドロキシキノリン亜鉛(Znq2)、(1,10-フェナントロリン)-トリス-(4,4,4-トリフルオロ-1-(2-チエニル)-ブタン-1,3-ジオネート)ユーロピウム(III)(Eu(TTA)3(phen))、2,3,7,8,12,13,17,18-オクタエチル-21H,23H-ポルフィンプラチナム(II)のような各種金属錯体;ジスチリルベンゼン(DSB)、ジアミノジスチリルベンゼン(DADSB)のようなベンゼン系化合物;ナフタレン、ナイルレッドのようなナフタレン系化合物;フェナントレンのようなフェナントレン系化合物;クリセン、6-ニトロクリセンのようなクリセン系化合物;ペリレン、N,N’-ビス(2,5-ジ-t-ブチルフェニル)-3,4,9,10-ペリレン-ジ-カルボキシイミド(BPPC)のようなペリレン系化合物;コロネンのようなコロネン系化合物;アントラセン、ビススチリルアントラセンのようなアントラセン系化合物;ピレンのようなピレン系化合物;4-(ジ-シアノメチレン)-2-メチル-6-(パラ-ジメチルアミノスチリル)-4H-ピラン(DCM)のようなピラン系化合物;アクリジンのようなアクリジン系化合物;スチルベンのようなスチルベン系化合物;2,5-ジベンゾオキサゾールチオフェンのようなチオフェン系化合物;ベンゾオキサゾールのようなベンゾオキサゾール系化合物;ベンゾイミダゾールのようなベンゾイミダゾール系化合物;2,2’-(パラ-フェニレンジビニレン)-ビスベンゾチアゾールのようなベンゾチアゾール系化合物;ビスチリル(1,4-ジフェニル-1,3-ブタジエン)、テトラフェニルブタジエンのようなブタジエン系化合物;ナフタルイミドのようなナフタルイミド系化合物;クマリンのようなクマリン系化合物;ペリノンのようなペリノン系化合物;オキサジアゾールのようなオキサジアゾール系化合物;アルダジン系化合物;1,2,3,4,5-ペンタフェニル-1,3-シクロペンタジエン(PPCP)のようなシクロペンタジエン系化合物;キナクリドン、キナクリドンレッドのようなキナクリドン系化合物;ピロロピリジン、チアジアゾロピリジンのようなピリジン系化合物;2,2’,7,7’-テトラフェニル-9,9’-スピロビフルオレンのようなスピロ化合物;フタロシアニン(H2Pc)、銅フタロシアニンのような金属または無金属のフタロシアニン系化合物;更には特開2009-155325号公報、特開2011-184430号公報および特願2011-6458号に記載のホウ素化合物材料等が挙げられる。
"Light emitting layer"
As the material for forming the
For example, a tri-coordinated iridium complex having 2,2'-bipyridine-4,4'-dicarboxylic acid as a ligand, factories (2-phenylpyridine) iridium (Ir (ppy) 3 ), 8-hydroxy. Quinoline Aluminum (Alq 3 ), Tris (4-Methyl-8 Kinolinolate) Aluminum (III) (Almq 3 ), 8-Hydroxyquinoline Zinc (Znq 2 ), (1,10-Phenanthrolin) -Tris- (4,4) 4-Trifluoro-1- (2-thienyl) -butane-1,3-geonate) europium (III) (Eu (TTA) 3 (phen)), 2,3,7,8,12,13,17, Various metal complexes such as 18-octaethyl-21H, 23H-porfin platinum (II); benzene compounds such as distyrylbenzene (DSB), diaminodistyrylbenzene (DADSB); naphthalenes such as naphthalene and nile red. Compounds; phenanthren-based compounds such as phenanthrene; chrysene, chrysene-based compounds such as 6-nitrochrysene; perylene, N, N'-bis (2,5-di-t-butylphenyl) -3,4,9, Perylene-based compounds such as 10-perylene-di-carboxyimide (BPPC); coronene-based compounds such as coronen; anthracene-based compounds such as anthracene, bisstyrylanthracene; pyrene-based compounds such as pyrene; 4- (di) -Pyranone compounds such as -cyanomethylene) -2-methyl-6- (para-dimethylaminostyryl) -4H-pyran (DCM); aclysine compounds such as aclydin; stelvene compounds such as stilben; 2, 5-Dibenzoxazole A thiophene-based compound such as thiophene; a benzoxazole-based compound such as benzoxazole; a benzoimidazole-based compound such as benzoimidazole; Benzene-based compounds; butadiene-based compounds such as bistylyl (1,4-diphenyl-1,3-butadiene), tetraphenylbutadiene; naphthalimide-based compounds such as naphthalimide; quinoline-based compounds such as quinoline; perinone Perinone-based compounds such as; oxadiazole-based compounds such as oxadiazole; aldazine-based compounds; 1,2,3,4,5-pentaphenyl-1,3-cyclopentadiene (PPCP) Cyclopentadiene compounds such as; quinacridone compounds such as quinacridone, quinacridone red; pyridine compounds such as spirolopyridine and thiadiazolopyridine; 2,2', 7,7'-tetraphenyl-9,9'- Spiro compounds such as spirobifluorene; metallic or non-metal phthalocyanine compounds such as phthalocyanine (H 2 Pc), copper phthalocyanine; and further, JP-A-2009-155325, JP-A-2011-184430 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2009-155325 Examples thereof include the boron compound material described in 2011-6458.
また、発光層8を形成する材料は、低分子化合物であってもよいし、高分子化合物であってもよい。なお、本発明において低分子材料とは、高分子材料(重合体)ではない材料を意味し、分子量が低い有機化合物を必ずしも意味するものではない。
発光層8の平均厚さは、特に限定されないが、10~150nmであることが好ましく、20~100nmであることがより好ましい。
発光層8の平均厚さは、触針式段差計により測定してもよいし、水晶振動子膜厚計により発光層8の成膜時に測定してもよい。
Further, the material forming the
The average thickness of the
The average thickness of the
「正孔輸送層」
正孔輸送層9に用いる正孔輸送性有機材料としては、各種p型の高分子材料(有機ポリマー)、各種p型の低分子材料を単独または組み合わせて用いることができる。
"Hole transport layer"
As the hole-transporting organic material used for the hole-transporting
具体的には、正孔輸送層9の材料として、例えば、N,N’-ジ(1-ナフチル)-N,N’-ジフェニル-1,1’-ビフェニル-4,4’-ジアミン(α-NPD)、N4,N4’-ビス(ジベンゾ[b,d]チオフェン-4-イル)-N4,N4’-ジフェニルビフェニルー4,4’-ジアミン(DBTPB)、ポリアリールアミン、フルオレン-アリールアミン共重合体、フルオレン-ビチオフェン共重合体、ポリ(N-ビニルカルバゾール)、ポリビニルピレン、ポリビニルアントラセン、ポリチオフェン、ポリアルキルチオフェン、ポリヘキシルチオフェン、ポリ(p-フェニレンビニレン)、ポリチエニレンビニレン、ピレンホルムアルデヒド樹脂、エチルカルバゾールホルムアルデヒド樹脂またはその誘導体等が挙げられる。これらの正孔輸送層9の材料は、他の化合物との混合物として用いることもできる。一例として、正孔輸送層9の材料として用いられるポリチオフェンを含有する混合物として、ポリ(3,4-エチレンジオキシチオフェン/スチレンスルホン酸)(PEDOT/PSS)等が挙げられる。
Specifically, as the material of the
正孔輸送層9の平均厚さは、特に限定されないが、10~150nmであることが好ましく、20~100nmであることがより好ましい。
正孔輸送層9の平均厚さは、例えば、触針式段差計、分光エリプソメトリーにより測定することができる。
The average thickness of the
The average thickness of the
「正孔注入層」
正孔注入層10は、無機材料からなるものであってもよいし、有機材料からなるものであってもよい。無機材料は、有機材料と比較して安定であるため、有機材料を用いた場合と比較して、酸素や水に対する高い耐性が得られやすい。
"Hole injection layer"
The
無機材料としては、特に制限されないが、例えば、酸化バナジウム(V2O5)、酸化モリブテン(MoO3)、酸化ルテニウム(RuO2)等の金属酸化物を1種又は2種以上を用いることができる。 The inorganic material is not particularly limited, and for example, one or more metal oxides such as vanadium oxide (V2 O 5 ), molybdenum oxide (MoO 3 ), and ruthenium oxide (RuO 2 ) may be used. can.
有機材料としては、ジピラジノ[2,3-f:2’,3’-h]キノキサリン-2,3,6,7,10,11-ヘキサカルボニトリル(HAT-CN)や2,3,5,6-テトラフルオロ-7,7,8,8-テトラシアノ-キノジメタン(F4-TCNQ)等の低分子材料や、ポリ(3,4-エチレンジオキシチオフェン)/ポリスチレンスルホネート(PEDOT:PSS)等を用いることができる。 Organic materials include dipyrazino [2,3-f: 2', 3'-h] quinoxaline-2,3,6,7,10,11-hexacarbonitrile (HAT-CN) and 2,3,5. Use low molecular weight materials such as 6-tetrafluoro-7,7,8,8-tetracyano-quinodimethane (F4-TCNQ), poly (3,4-ethylenedioxythiophene) / polystyrene sulfonate (PEDOT: PSS), etc. be able to.
正孔注入層10の平均厚さは、特に限定されないが、1~1000nmであることが好ましく、5~50nmであることがより好ましい。
正孔注入層10の平均厚さは、水晶振動子膜厚計、触針式段差計、分光エリプソメトリーにより成膜時に測定することができる。
The average thickness of the
The average thickness of the
「陽極」
陽極11に用いられる材料としては、ITO、IZO、Au、Pt、Ag、Cu、Alまたはこれらを含む合金等が挙げられる。この中でも、陽極11の材料として、ITO、IZO、Au、Ag、Alを用いることが好ましい。
"anode"
Examples of the material used for the
陽極11の平均厚さは、特に限定されないが、10~1000nmであることが好ましく、30~150nmであることがより好ましい。また、陽極11の材料として不透過な材料を用いる場合でも、例えば、平均厚さを10~30nm程度にすることで、トップエミッション型の有機EL素子における透明な陽極として使用できる。
The average thickness of the
陽極11の平均厚さは、水晶振動子膜厚計により陽極11の成膜時に測定できる。
これらの材料にMgを加えたものは、本発明の有機EL素子が順構造のものである場合には陰極の材料として使用することができる。その場合の陰極の平均厚さは上記陽極11と同様であることが好ましい。
The average thickness of the
When Mg is added to these materials, the organic EL device of the present invention can be used as a cathode material when it has a forward structure. In that case, the average thickness of the cathode is preferably the same as that of the
「封止」
図1に示す有機EL素子1は、必要に応じて、封止されていてもよい。
"Sealing"
The
例えば、図1に示す有機EL素子1は、有機EL素子1を収容する凹状の空間を有する封止容器(不図示)と、封止容器の縁部と基板2とを接着する接着剤とによって封止されていてもよい。また、封止容器に有機EL素子1を収容し、紫外線(UV)硬化樹脂などからなるシール材を充填することにより封止してもよい。また、例えば、図1に示す有機EL素子1は、陽極11上に配置された板部材(不図示)と、板部材の陽極11と対向する側の縁部に沿って配置された枠部材(不図示)とからなる封止部材と、板部材と枠部材との間および枠部材と基板2との間とを接着する接着剤とを用いて封止されていてもよい。
For example, the
封止容器または封止部材を用いて有機EL素子1を封止する場合、封止容器内または封止部材の内側に、水分を吸収する乾燥材を配置してもよい。また、封止容器または封止部材として、水分を吸収する材料を用いてもよい。また、封止された封止容器内または封止部材の内側には、空間が形成されていてもよい。
When the
図1に示す有機EL素子1を封止する場合に用いる封止容器または封止部材の材料としては、樹脂材料、ガラス材料等を用いることができる。封止容器または封止部材に用いられる樹脂材料およびガラス材料としては、基板2に用いる材料と同様のものが挙げられる。
As the material of the sealing container or the sealing member used when sealing the
本実施形態の有機EL素子1において、陰極としてITOを用い、金属電子注入層5として上記仕事関数4.0eV以上の金属薄膜を用い、有機電子注入層6として、上記一般式(1)で表される配位能を有した有機材料を用い形成した場合には、例えば、電子注入層として大気中で不安定な材料であるアルカリ金属を用いた場合と比較して、優れた耐久性が得られる。このため、封止容器または封止部材の水蒸気透過率が10-4~10-3オーダー(g/m2/day)程度であれば、有機EL素子1の劣化を十分に抑制できる。したがって、封止容器または封止部材の材料として、水蒸気透過率が10-3オーダー(g/m2/day)程度以下の樹脂材料を用いることが可能であり、柔軟性に優れた有機EL素子1を実現できる。
In the
「有機EL素子の製造方法」
次に、本発明の有機EL素子の製造方法の一例として、図1に示す逆構造の有機EL素子1の製造方法を説明するが、本発明の有機EL素子は従来型の順構造でも良い。その場合、例えば、陽極、正孔注入層と構成が逆転するように積層するだけでよく、特に製膜方法に制限されることはない。
図1に示す有機EL素子1を製造するには、まず、基板2上に陰極3を形成する。
陰極3は、スパッタ法、真空蒸着法、ゾルゲル法、スプレー熱分解(SPD)法、原子層堆積(ALD)法、気相成膜法、液相成膜法等により形成することができる。陰極3の形成には、金属箔を接合する方法を用いてもよい。
次に、陰極3上に金属電子注入層5を形成する。金属電子注入層5は、例えば、真空蒸着法等の方法を用いて形成する。
次に、金属電子注入層5上に有機電子注入層6を形成する。
有機電子注入層6は、例えば、真空蒸着法等の方法を用いて形成する。
次に、有機電子注入層5上に、電子輸送層7、発光層8と、正孔輸送層9とをこの順で形成する。
電子輸送層7、発光層8、正孔輸送層9の形成方法は、特に限定されず、電子輸送層7、発光層8、正孔輸送層9それぞれに用いられる材料の特性に合わせて、従来公知の種々の形成方法を適宜用いることができる。
次に、正孔輸送層9上に正孔注入層10と、陽極11とをこの順に形成する。これらの層についても、それぞれに用いられる材料の特性に合わせて、従来公知の種々の形成方法を適宜用いることができる。
以上の工程により、図1に示す有機EL素子1が得られる。
"Manufacturing method of organic EL element"
Next, as an example of the method for manufacturing the organic EL device of the present invention, the method for manufacturing the
In order to manufacture the
The
Next, the metal
Next, the organic
The organic
Next, the
The method for forming the
Next, the
By the above steps, the
「封止方法」
図1に示す有機EL素子1は、有機EL素子の封止に用いられる通常の方法を使用して封止できる。
"Sealing method"
The
以下に実施例を掲げて本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。なお、特に断りのない限り、「%」は「モル%」を意味するものとする。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples. Unless otherwise specified, "%" shall mean "mol%".
(合成例1)
下記式(9)で表される化合物を、以下に示す方法により合成した。
(Synthesis Example 1)
The compound represented by the following formula (9) was synthesized by the method shown below.
100mLなすフラスコ中、4,7-ジクロロ-1,10-フェナントロリン(3.00g)とピロリジン(19.5mL)の混合物をオイルバス100℃にて1時間加熱還流した。室温に戻した混合物を減圧濃縮し、水を加えてから超音波処理することで析出した固体を濾取した。得られた固体を減圧乾燥後、メタノール(100mL)に溶解させた。混合物に活性炭を加えて室温にて1時間撹拌後、不溶物を濾別した。濾液を減圧濃縮し、得られた固体をメタノール(9mL)にて再結晶した。得られた固体を少量のメタノールにて洗浄後、減圧乾燥することで式(9)で表される化合物(1.69g,44%)を白色固体として得た。 A mixture of 4,7-dichloro-1,10-phenanthroline (3.00 g) and pyrrolidine (19.5 mL) was heated to reflux in an oil bath at 100 ° C. for 1 hour in a 100 mL flask. The mixture returned to room temperature was concentrated under reduced pressure, water was added, and the solid was collected by sonication. The obtained solid was dried under reduced pressure and then dissolved in methanol (100 mL). Activated carbon was added to the mixture, and the mixture was stirred at room temperature for 1 hour, and then the insoluble material was filtered off. The filtrate was concentrated under reduced pressure, and the obtained solid was recrystallized from methanol (9 mL). The obtained solid was washed with a small amount of methanol and then dried under reduced pressure to give the compound represented by the formula (9) (1.69 g, 44%) as a white solid.
(合成例2)
下記式(7-2)で表される化合物を、以下に示す方法により合成した。
(Synthesis Example 2)
The compound represented by the following formula (7-2) was synthesized by the method shown below.
200mLの三口フラスコに、rac-BINAP(747mg)、トルエン(67mL)を入れ、窒素雰囲気下90℃に加熱し溶解させた。室温まで放冷後、酢酸パラジウム(180mg)を入れ、室温で1時間撹拌した。これに2,6-ジブロモピリジン(4.74g)、1,3,4,6,7,8-ヘキサヒドロ-2H-ピリミド[1,2-a]ピリミジン(6.13g)、KOtBu(6.28g)を加え、90℃で終夜加熱撹拌した。室温まで放冷後、ジエチルエーテルを加え、析出する固体をろ別し、ろ液を濃縮した。得られた残渣にアセトンを加え、析出した固体をろ取し、上記式(7-2)の化合物(3.7g,52.5%)を得た。 Rac-BINAP (747 mg) and toluene (67 mL) were placed in a 200 mL three-necked flask and heated to 90 ° C. under a nitrogen atmosphere to dissolve them. After allowing to cool to room temperature, palladium acetate (180 mg) was added, and the mixture was stirred at room temperature for 1 hour. To this, 2,6-dibromopyridine (4.74 g), 1,3,4,6,7,8-hexahydro-2H-pyrimid [1,2-a] pyrimidine (6.13 g), KOtBu (6.28 g). ) Was added, and the mixture was heated and stirred at 90 ° C. overnight. After allowing to cool to room temperature, diethyl ether was added, the precipitated solid was filtered off, and the filtrate was concentrated. Acetone was added to the obtained residue, and the precipitated solid was collected by filtration to obtain a compound of the above formula (7-2) (3.7 g, 52.5%).
(有機電界発光素子の作製)
(実施例1)
[工程1]ITO電極層(陰極3)付きガラス基板2(厚さ0.7mm)を用意した。この基板を、UVオゾン洗浄を20分行った。
[工程2]次に第2の陰極層3として銀を10nm、金属電子注入層5として亜鉛を1nmを形成するため、[工程1]の処理を行った基板を真空装置に導入し、5×10-5Pa以下まで減圧し真空蒸着法により製膜した。
[工程3]次に、有機電子注入層6として有機電子注入層用材料である上記式(9)の材料と電子輸送材料であるケミプロ化成製KHLHEI-02を共蒸着により15nm、正孔阻止層12としてケミプロ化成製KHLHS-04を10nm、発光層8としてケミプロ化成製KHLHS-03とKHLHS-04とKHLDG-01を共蒸着により25nm、正孔輸送層9としてケミプロ化成製KHLHS-03を40nmの膜厚となるように真空蒸着法により積層した。
[工程4]次に、正孔輸送層9の上に、正孔注入層10を形成した。ここでは、酸化モリブデンを10nmの膜厚となるように気相成膜法である真空蒸着法により形成した。
[工程5]次に、最終工程として正孔注入層10上に陽極11を形成した。ここでは、アルミニウムを100nmの膜厚となるように真空蒸着法により製膜した。
以上の工程[工程1]~[工程5]により、図2の構成を持つ有機電界発光素子を作製した。
[工程6]下記、有機電界発光素子の発光特性測定により、有機電界発光素子の特性(電圧-輝度特性および寿命特性)を評価した。結果をそれぞれ図7および8に示した。
(Manufacturing of organic electroluminescent device)
(Example 1)
[Step 1] A glass substrate 2 (thickness 0.7 mm) with an ITO electrode layer (cathode 3) was prepared. This substrate was washed with UV ozone for 20 minutes.
[Step 2] Next, in order to form 10 nm of silver as the
[Step 3] Next, as the organic
[Step 4] Next, the
[Step 5] Next, as a final step, the
By the above steps [step 1] to [step 5], an organic electroluminescent device having the configuration shown in FIG. 2 was manufactured.
[Step 6] The characteristics (voltage-luminance characteristics and lifetime characteristics) of the organic electroluminescent device were evaluated by the following measurement of the light emitting characteristics of the organic electroluminescent device. The results are shown in FIGS. 7 and 8, respectively.
<有機電界発光素子の発光特性測定>
ケースレー社製の「2400型ソースメーター」により、素子への電圧印加と、電流測定を行った。トプコン社製の「BM-7」により、発光輝度を測定した。測定は窒素下で行った。
<Measurement of light emission characteristics of organic electroluminescent device>
A voltage was applied to the element and a current was measured by a "2400 type source meter" manufactured by Keithley. The emission brightness was measured by "BM-7" manufactured by Topcon. The measurement was performed under nitrogen.
<有機電界発光素子の素子寿命測定>
窒素雰囲気の環境において定電流下で輝度劣化を測定した。
<Measurement of device life of organic electroluminescent device>
Luminance deterioration was measured under a constant current in a nitrogen atmosphere.
(実施例2)
実施例1の[工程2]の亜鉛を銅1nmに置き換えた以外は実施例1と同様に行い、有機電界発光素子を作製した。[工程6]として、実施例1と同じ方法により有機電界発光素子の特性を評価した結果をそれぞれ図9および10に示した。
(Example 2)
An organic electroluminescent device was produced in the same manner as in Example 1 except that zinc in [Step 2] of Example 1 was replaced with copper of 1 nm. As [Step 6], the results of evaluating the characteristics of the organic electroluminescent device by the same method as in Example 1 are shown in FIGS. 9 and 10, respectively.
(実施例3)
実施例1の[工程2]の亜鉛をアルミニウム1nmに置き換えた以外は実施例1と同様に行い、有機電界発光素子を作製した。[工程6]として、実施例1と同じ方法により有機電界発光素子の特性を評価した結果をそれぞれ図11および12に示した。
(Example 3)
An organic electroluminescent device was produced in the same manner as in Example 1 except that zinc in [Step 2] of Example 1 was replaced with aluminum of 1 nm. As [Step 6], the results of evaluating the characteristics of the organic electroluminescent device by the same method as in Example 1 are shown in FIGS. 11 and 12, respectively.
(実施例4)
実施例1の[工程2]を以下の[工程2-5]に置き換える以外は実施例1と同様に行い、有機電界発光素子を作製した。[工程6]として、実施例1と同じ方法により有機電界発光素子の特性を評価した結果をそれぞれ図13および14に示した。
[工程2-5]次に第2の陰極材料である銀と亜鉛を混合した金属電子注入層4として銀と亜鉛の共蒸着膜11nmを形成するため、[工程1]の処理を行った基板を真空装置に導入し、5×10-5Pa以下まで減圧し真空蒸着法により製膜した。
(Example 4)
An organic electroluminescent device was produced in the same manner as in Example 1 except that [Step 2] of Example 1 was replaced with the following [Step 2-5]. As [Step 6], the results of evaluating the characteristics of the organic electroluminescent device by the same method as in Example 1 are shown in FIGS. 13 and 14, respectively.
[Step 2-5] Next, in order to form a silver-zinc co-deposited film of 11 nm as the metal
(比較例1)
実施例1の[工程2]を以下の[工程2-51]に置き換える以外は実施例1と同様に行い、有機電界発光素子を作製した。[工程6]として、実施例1と同じ方法により有機電界発光素子の特性を評価した結果をそれぞれ図15および16に示した。
[工程2-51]この基板を、亜鉛金属ターゲットを持つミラトロンスパッタ装置の基板ホルダーに固定した。約5×10-5Paまで減圧した後、アルゴンと酸素を導入した状態でスパッタし、金属電子注入層5の代替として、金属酸化物である膜厚約2nmの酸化亜鉛層を作製した。
実施例1~4は、金属電子注入層5を有さずに金属酸化物層4を有する比較例1に比べて、同電圧で高輝度であったり、寿命が長かったりしており、効果が認められる。
(Comparative Example 1)
An organic electroluminescent device was produced in the same manner as in Example 1 except that [Step 2] of Example 1 was replaced with the following [Step 2-51]. As [Step 6], the results of evaluating the characteristics of the organic electroluminescent device by the same method as in Example 1 are shown in FIGS. 15 and 16, respectively.
[Step 2-51] This substrate was fixed to a substrate holder of a Miratron sputtering apparatus having a zinc metal target. After reducing the pressure to about 5 × 10 -5 Pa, sputtering was performed with argon and oxygen introduced to prepare a zinc oxide layer having a film thickness of about 2 nm, which is a metal oxide, as a substitute for the metal
Examples 1 to 4 have higher brightness and longer life at the same voltage than Comparative Example 1 having the
(実施例5)
[工程1]基板2として、厚さ150nmのITOからなる幅3mmにパターニングされた電極(陰極3)を有する平均厚さ0.7mmの市販の透明ガラス基板を用意した。そして、陰極3を有する基板2を、アセトン中、イソプロパノール中でそれぞれ10分間ずつ超音波洗浄し、イソプロパノール中で5分間煮沸した。その後、陰極3を有する基板2を、イソプロパノール中から取り出し、窒素ブローにより乾燥させ、UVオゾン洗浄を20分間行った。
[工程2][工程1]において洗浄した陰極3の形成されている基板2を、亜鉛金属ターゲットを持つミラトロンスパッタ装置の基板ホルダーに固定した。スパッタ装置のチャンバー内を、約1×10-4Paの圧力となるまで減圧した後、アルゴンと酸素を導入した状態でスパッタし、基板2の陰極3上に膜厚約3nmの酸化亜鉛層(金属酸化物層4)を作製した。なお、酸化亜鉛層を作製する際には、電極取り出しのために、ITO電極(陰極3)上の一部に酸化亜鉛が成膜されないようにした。金属酸化物層4を成膜した基板2に、大気下で400℃、1時間のアニールを行った。
[工程3]抵抗加熱による真空蒸着法により、金属電子注入層5として、アルミニウムを2nm成膜した。
[工程4]金属電子注入層5形成後、式(7-2)の化合物からなる厚み1nmの有機電子注入層6を真空蒸着法により形成した。
[工程5]続けて、真空蒸着法により、下記式(10)で示されるビス[2-(2-ベンゾチアゾリル)フェノラト]亜鉛(II)(Zn(BTZ)2)からなる厚み10nmの電子輸送層7を形成した。続いて、Zn(BTZ)2をホスト、下記式(11)で示されるトリス[1-フェニルイソキノリン]イリジウム(III)(Ir(piq)3)をドーパントとして20nm共蒸着し、発光層8を成膜した。この時、ドープ濃度は、Ir(piq)3が発光層8全体に対して6質量%となるようにした。次に、発光層8まで形成した基板2上に、下記式(12)で示されるN,N’-ジ(1-ナフチル)-N,N’-ジフェニル-1,1’-ビフェニル-4,4’-ジアミン(α-NPD)を50nm成膜し、正孔輸送層9を形成した。さらに、下記式(13)で示される1,4,5,8,9,12-ヘキサアザトリフェニレン-2,3,6,7,10,11-ヘキサカルボニトリル(HAT-CN)を10nm成膜し、正孔注入層10を形成した。次に、正孔注入層10まで形成した基板2上に、真空蒸着法によりアルミニウムからなる膜厚100nmの陽極11を成膜した。
なお、陽極11は、ステンレス製の蒸着マスクを用いて蒸着面が幅3mmの帯状になるように形成し、作製した有機EL素子の発光面積を9mm2とした。
[工程6]次に、陽極11までの各層を形成した基板2を、凹状の空間を有するガラスキャップ(封止容器)に収容し、紫外線(UV)硬化樹脂からなるシール材を充填することにより封止し、図3の構成を持つ有機電界発光素子を作製した。
[工程7]下記、有機電界発光素子の発光特性測定により、有機電界発光素子の特性(電圧-輝度特性および寿命特性)を評価した。結果をそれぞれ図17および18に示した。
(Example 5)
[Step 1] As the
[Step 2] The
[Step 3] Aluminum was formed into a 2 nm film as the metal
[Step 4] After forming the metal
[Step 5] Subsequently, an electron transport layer having a thickness of 10 nm made of bis [2- (2-benzothiazolyl) phenolato] zinc (II) (Zn (BTZ) 2 ) represented by the following formula (10) by a vacuum vapor deposition method. 7 was formed. Subsequently, a
The
[Step 6] Next, the
[Step 7] The characteristics (voltage-luminance characteristics and lifetime characteristics) of the organic electroluminescent device were evaluated by the following measurement of the light emitting characteristics of the organic electroluminescent device. The results are shown in FIGS. 17 and 18, respectively.
<有機電界発光素子の発光特性測定>
ケースレー社製の「2400型ソースメーター」を用いて電圧を印加し、コニカミノルタ社製の「LS-100」を用いて輝度を測定し、印加電圧と輝度の関係を調べた。
<Measurement of light emission characteristics of organic electroluminescent device>
A voltage was applied using a "2400 type source meter" manufactured by Keithley, and the brightness was measured using a "LS-100" manufactured by Konica Minolta, and the relationship between the applied voltage and the brightness was investigated.
<有機電界発光素子の素子寿命測定>
EHC社製の「有機EL寿命測定装置」により、一定電流での駆動を開始してからの経過時間と、相対輝度との関係を調べた。具体的には、有機電界発光素子に一定電流が流れるように電圧を自動的に調整し、一定電流での駆動を開始してからの経過時間に対する相対輝度の測定(コニカミノルタ社製の輝度計(LS-110)による)を行った。なお、電流値は、測定開始時の輝度が1000cd/m2になるように、各有機電界発光素子ごとに設定した。
<Measurement of device life of organic electroluminescent device>
The relationship between the elapsed time from the start of driving at a constant current and the relative brightness was investigated by an "organic EL life measuring device" manufactured by EHC. Specifically, the voltage is automatically adjusted so that a constant current flows through the organic electroluminescent element, and the relative brightness is measured with respect to the elapsed time from the start of driving at a constant current (luminance meter manufactured by Konica Minolta). (According to (LS-110)) was performed. The current value was set for each organic electroluminescent element so that the brightness at the start of measurement was 1000 cd / m 2 .
(実施例6)
実施例5の[工程2]を除き、金属酸化物層4を形成しなかったこと以外は実施例5と同様にして、実施例6の有機電界発光素子を得た。 [工程7]として、実施例5と同じ方法により有機電界発光素子の特性を評価した結果をそれぞれ図17および18に示した。
(Example 6)
An organic electroluminescent device of Example 6 was obtained in the same manner as in Example 5 except that the
(比較例2)
実施例5の[工程3]を除き金属電子注入層5を形成しなかったこと以外は実施例5と同様にして、比較例2の有機電界発光素子を得た。 [工程7]として、実施例5と同じ方法により有機電界発光素子の特性を評価した結果をそれぞれ図17および18に示した。
(Comparative Example 2)
An organic electroluminescent device of Comparative Example 2 was obtained in the same manner as in Example 5 except that the metal
図17から分かるように、金属電子注入層を有さない比較例2に比べ、実施例5、6は同電圧で高い輝度を発現している。加えて、図18から分かるように寿命特性においても、比較例に比べ良好な結果を示している。これらの結果から有機電子注入層に上記式(7-2)の化合物のようなヘキサヒドロピリミドピリミジン化合物を用いた場合でも、本発明の効果は明確である。実施例5、6のように陰極のITO上においても、酸化亜鉛などの金属酸化物層上においても金属電子注入層5は効果があることを示した。
As can be seen from FIG. 17, Examples 5 and 6 exhibit higher luminance at the same voltage as compared with Comparative Example 2 having no metal electron injection layer. In addition, as can be seen from FIG. 18, the life characteristics are also better than those of the comparative example. From these results, the effect of the present invention is clear even when a hexahydropyrimidopyrimidine compound such as the compound of the above formula (7-2) is used for the organic electron injection layer. It was shown that the metal
(実施例7)
実施例5の[工程2]を除き、金属酸化物層4を形成しなかったこと、実施例5の[工程4]において式(7-2)の化合物を用いず、上記式(9)の材料を用いて有機電子注入層5を形成したこと以外は実施例5と同様にして、実施例7の有機電界発光素子を得た。 [工程7]として、実施例5と同じ方法により有機電界発光素子の電圧-輝度特性を評価した結果を図19に示した。
(Example 7)
Except for [Step 2] of Example 5, the
(実施例8)
実施例5の[工程2]を除き、金属酸化物層4を形成しなかったこと、実施例5の[工程3]においてアルミニウムを用いず、銀を用いて金属電子注入層5を形成したこと、また実施例5の[工程4]において式(7-2)の化合物を用いず、上記式(9)の材料を用いた有機電子注入層6を形成したこと以外は実施例5と同様にして、実施例8の有機電界発光素子を得た。 [工程7]として、実施例5と同じ方法により有機電界発光素子の電圧-輝度特性を評価した結果を図19に示した。
(Example 8)
Except for [Step 2] of Example 5, the
(比較例3)
実施例5の[工程3]を除き金属電子注入層5を形成しなかったこと、実施例5の[工程4]において式(7-2)の化合物を用いず、上記式(9)の材料を用いた有機電子注入層6を形成したこと以外は実施例5と同様にして、比較例3の有機電界発光素子を得た。 [工程7]として、実施例5と同じ方法により有機電界発光素子の電圧-輝度特性を評価した結果を図19に示した。
(Comparative Example 3)
The metal
実施例7および8は、陰極のITOしかない比較例3と比較して、同電圧で高い輝度を示しており、ITO上においても金属電子注入層5は効果があることを示した。
Examples 7 and 8 show higher luminance at the same voltage as compared with Comparative Example 3 having only ITO as a cathode, indicating that the metal
(実施例9)
[工程1]ITO電極層(陽極11)付き基板2(厚さ0.7mm)を用意した。この基板を、UVオゾン洗浄を20分行った。
[工程2][工程1]の処理を行った基板を真空装置に導入し、5×10-5Pa以下まで減圧した。
[工程3]次に、正孔注入層10を形成した。ここでは、酸化モリブデンを10nmの膜厚となるように気相成膜法である真空蒸着法により形成した。
[工程4]次に正孔輸送層9としてケミプロ化成製KHLHS-03を25nm、発光層8としてケミプロ化成製KHLHS-03とKHLHS-04とKHLDG-01を共蒸着により35nm、正孔阻止層12としてケミプロ化成製KHLHS-04を15nm、電子輸送層7としてケミプロ化成製KHLHEI-02を15nmの膜厚となるように真空蒸着法により積層した。
[工程5]次に、有機電子注入層6として上記式(9)の材料を1.5nm真空蒸着法により製膜した。最終工程として陰極3を形成した。ここでは、アルミニウムを100nmの膜厚となるように真空蒸着法により製膜した。
以上の工程[工程1]~[工程5]により、図4の構成を持つ有機電界発光素子を作製した。
[工程6]下記有機電界発光素子の発光特性測定および有機電界発光素子の素子寿命測定により、有機電界発光素子の特性(電圧-輝度特性、電流密度-効率特性および寿命特性)を評価した。結果をそれぞれ図20~22に示した。さらに大気安定性を調べるために封止することなしに大気下に放置し、初期と22時間後、そして90時間後に発光の様子を観察した。観察結果を図23に示した。図23の90時間後の観察結果に記載の数値は、0時間時の発光面の端部を基準として90時間後に端部からの浸食が確認される距離を示したものである。
(Example 9)
[Step 1] A substrate 2 (thickness 0.7 mm) with an ITO electrode layer (anode 11) was prepared. This substrate was washed with UV ozone for 20 minutes.
[Step 2] The substrate subjected to the treatment of [Step 1] was introduced into a vacuum apparatus, and the pressure was reduced to 5 × 10 -5 Pa or less.
[Step 3] Next, the
[Step 4] Next, as the
[Step 5] Next, the material of the above formula (9) was formed into a film as the organic
By the above steps [step 1] to [step 5], an organic electroluminescent device having the configuration shown in FIG. 4 was manufactured.
[Step 6] The characteristics (voltage-luminance characteristic, current density-efficiency characteristic and life characteristic) of the organic electroluminescent element were evaluated by the following measurement of the emission characteristics of the organic electroluminescent element and the device life measurement of the organic electroluminescent element. The results are shown in FIGS. 20 to 22, respectively. Further, in order to investigate the atmospheric stability, the cells were left in the atmosphere without being sealed, and the state of luminescence was observed at the initial stage, after 22 hours, and after 90 hours. The observation results are shown in FIG. The numerical values described in the observation results after 90 hours in FIG. 23 indicate the distance at which erosion from the end is confirmed after 90 hours with respect to the end of the light emitting surface at 0 hour.
<有機電界発光素子の発光特性測定>
ケースレー社製の「2400型ソースメーター」により、素子への電圧印加と、電流測定を行った。トプコン社製の「BM-7」により、発光輝度を測定した。測定は窒素下で行った。
<Measurement of light emission characteristics of organic electroluminescent device>
A voltage was applied to the element and a current was measured by a "2400 type source meter" manufactured by Keithley. The emission brightness was measured by "BM-7" manufactured by Topcon. The measurement was performed under nitrogen.
<有機電界発光素子の素子寿命測定>
窒素雰囲気の環境において定電流下で輝度劣化を測定した。
<Measurement of device life of organic electroluminescent device>
Luminance deterioration was measured under a constant current in a nitrogen atmosphere.
(実施例10)
実施例9の[工程5]を以下の[工程5-A2]に置き換える以外は実施例9と同様に行い、有機電界発光素子を作製した。[工程6]として、実施例9と同じ方法により有機電界発光素子の特性を評価した結果をそれぞれ図24~26に示した。さらに大気安定性を調べるために封止することなしに大気下に放置し、初期と22時間後、そして90時間後に発光の様子を観察した。観察結果を図27に示した。図27の90時間後の観察結果に記載の数値は、0時間時の発光面の端部を基準として90時間後に端部からの浸食が確認される距離を示したものである。
[工程5-A2]次に、有機電子注入層6として上記式(9)の材料を1.5nm、金属電子注入層5として亜鉛1nmの膜厚となるように真空蒸着法により製膜した。最終工程として陰極3を形成した。ここでは、アルミニウムを100nmの膜厚となるように真空蒸着法により製膜した。
(Example 10)
An organic electroluminescent device was produced in the same manner as in Example 9 except that [Step 5] of Example 9 was replaced with the following [Step 5-A2]. As [Step 6], the results of evaluating the characteristics of the organic electroluminescent device by the same method as in Example 9 are shown in FIGS. 24 to 26, respectively. Further, in order to investigate the atmospheric stability, the cells were left in the atmosphere without being sealed, and the state of luminescence was observed at the initial stage, after 22 hours, and after 90 hours. The observation results are shown in FIG. 27. The numerical values described in the observation results after 90 hours in FIG. 27 indicate the distance at which erosion from the end is confirmed after 90 hours with respect to the end of the light emitting surface at 0 hour.
[Step 5-A2] Next, the material of the above formula (9) was formed into a film thickness of 1.5 nm as the organic
(比較例4)
実施例9の[工程5]を以下の[工程5-A3]に置き換える以外は実施例9と同様に行い、有機電界発光素子を作製した。[工程6]として、実施例9と同じ方法により有機電界発光素子の特性を評価した結果をそれぞれ図28~30に示した。さらに大気安定性を調べるために封止することなしに大気下に放置し、初期と22時間後、そして90時間後に発光の様子を観察した。観察結果を図31に示した。図31の90時間後の観察結果に記載の数値は、0時間時の発光面の端部を基準として90時間後に端部からの浸食が確認される距離を示したものである。
[工程5-A3]次に、有機電子注入層6の代わりとしてLiFを1nmの膜厚となるように真空蒸着法により製膜した。最終工程として陰極3を形成した。ここでは、アルミニウムを100nmの膜厚となるように真空蒸着法により製膜した。
(Comparative Example 4)
An organic electroluminescent device was produced in the same manner as in Example 9 except that [Step 5] of Example 9 was replaced with the following [Step 5-A3]. As [Step 6], the results of evaluating the characteristics of the organic electroluminescent device by the same method as in Example 9 are shown in FIGS. 28 to 30, respectively. Further, in order to investigate the atmospheric stability, the cells were left in the atmosphere without being sealed, and the state of luminescence was observed at the initial stage, after 22 hours, and after 90 hours. The observation results are shown in FIG. The numerical values shown in the observation results after 90 hours in FIG. 31 indicate the distance at which erosion from the end is confirmed after 90 hours with respect to the end of the light emitting surface at 0 hour.
[Step 5-A3] Next, instead of the organic
(実施例11)
[工程1]ITO電極層(陰極3)付き基板2(厚さ0.7mm)を用意した。この基板を、UVオゾン洗浄を20分行った。
[工程2]次に第2の陰極3兼金属電子注入層5として銀と亜鉛を10:1の体積比率で含む合計14.85nmの膜厚の層を形成するため、[工程1]の処理を行った基板を真空装置に導入し、5×10-5Pa以下まで減圧し、真空蒸着法により製膜した。
[工程3]次に、有機電子注入層6として有機電子注入層用材料である上記式(9)の材料を3nm、電子輸送層7として電子輸送材料であるケミプロ化成製KHLHEI-02を15nm、正孔阻止層12としてケミプロ化成製KHLHS-04を15nm、発光層8としてケミプロ化成製KHLHS-03とKHLHS-04とKHLDG-01を共蒸着により35nm、正孔輸送層9としてケミプロ化成製KHLHS-03を25nmの膜厚となるように真空蒸着法により積層した。
[工程4]次に、正孔輸送層9の上に、正孔注入層10を形成した。ここでは、酸化モリブデンを10nmの膜厚となるように気相成膜法である真空蒸着法により形成した。
[工程5]次に、最終工程として正孔注入層10上に陽極11を形成した。ここでは、アルミニウムを100nmの膜厚となるように真空蒸着法により製膜した。
以上の工程[工程1]~[工程5]により、図5の構成を持つ有機電界発光素子を作製した。
[工程6]実施例9と同様の方法により、有機電界発光素子の特性(電圧-輝度特性、電流密度-効率特性および寿命特性)を評価した。結果をそれぞれ図32~34に示した。さらに大気安定性を調べるために封止することなしに大気下に放置し、初期と22時間後、そして90時間後に発光の様子を観察した。観察結果を図35に示した。図35の90時間後の観察結果に記載の数値は、0時間時の発光面の端部を基準として90時間後に端部からの浸食が確認される距離を示したものである。
(Example 11)
[Step 1] A substrate 2 (thickness 0.7 mm) with an ITO electrode layer (cathode 3) was prepared. This substrate was washed with UV ozone for 20 minutes.
[Step 2] Next, in order to form a layer having a total film thickness of 14.85 nm containing silver and zinc in a volume ratio of 10: 1 as the
[Step 3] Next, as the organic
[Step 4] Next, the
[Step 5] Next, as a final step, the
By the above steps [step 1] to [step 5], an organic electroluminescent device having the configuration shown in FIG. 5 was produced.
[Step 6] The characteristics (voltage-luminance characteristic, current density-efficiency characteristic and life characteristic) of the organic electroluminescent device were evaluated by the same method as in Example 9. The results are shown in FIGS. 32 to 34, respectively. Further, in order to investigate the atmospheric stability, the cells were left in the atmosphere without being sealed, and the state of luminescence was observed at the initial stage, after 22 hours, and after 90 hours. The observation results are shown in FIG. The numerical values described in the observation results after 90 hours in FIG. 35 indicate the distance at which erosion from the end is confirmed after 90 hours with respect to the end of the light emitting surface at 0 hour.
実施例9から11および比較例4の結果から、以下のことがわかる。
比較例4は、同様の発光材料等を用いた通常の構造である順構造素子である。それに対して実施例9および10は順構造の電子注入層を本材料に変え、金属電子注入層をAlとZnを用いたものになる。また、実施例11は逆構造でAgとZnを陰極兼金属電子注入層に用いた場合である。効率は、実施例11の逆構造がやや高いものの大きくは変わらないが、駆動寿命において、比較例に比して、例えば輝度10%減になる時間が、比較例4<実施例10<実施例9<実施例11の順に長く、特に実施例11では比較例に比して3~4倍長くなっている。また、大気安定性においても、比較例4<実施例10<実施例9<実施例11の順に非発光部の発生エリア(浸食部)が小さく、大気に安定なことがわかる。
From the results of Examples 9 to 11 and Comparative Example 4, the following can be seen.
Comparative Example 4 is a forward structure element having a normal structure using the same light emitting material or the like. On the other hand, in Examples 9 and 10, the electron injection layer having a forward structure is changed to the present material, and the metal electron injection layer is made of Al and Zn. Further, Example 11 is a case where Ag and Zn are used for the cathode and metal electron injection layer in the reverse structure. The efficiency is not significantly different although the reverse structure of Example 11 is slightly higher, but the time for which the brightness is reduced by, for example, 10% in the drive life is longer than that of Comparative Example 4 <Example 10 <Example. 9 <The order is longer in the order of Example 11, and in particular, in Example 11, it is 3 to 4 times longer than that of the comparative example. Further, also in terms of atmospheric stability, it can be seen that the area where the non-light emitting portion is generated (eroded portion) is smaller in the order of Comparative Example 4 <Example 10 <Example 9 <Example 11 and is stable in the atmosphere.
(実施例12)
[工程1]尾池工業製バリアフィルム(PT7/25GT3:厚さ25μm、WVTR:4×10-3g/m2/day)上にレジスト材料を塗布製膜しスパッタ装置にて酸化亜鉛を24nm製膜を行い、金属酸化物層4を形成した。
[工程2]次に陰極3兼金属電子注入層5として銀と亜鉛を10:1の体積比率で含む合計14.85nmの膜厚の層を形成するため、[工程1]の処理を行った基板を真空装置に導入し、5×10-5Pa以下まで減圧し真空蒸着法により製膜した。
[工程3]次に、有機電子注入層6として有機電子注入層用材料である上記式(9)の材料を3nm、電子輸送層7として電子輸送材料であるケミプロ化成製KHLHEI-02を15nm、正孔阻止層12としてケミプロ化成製KHLHS-04を15nm、発光層8としてケミプロ化成製KHLHS-03とKHLHS-04とKHLDG-01を共蒸着により35nm、正孔輸送層9としてケミプロ化成製KHLHS-03を25nmの膜厚となるように真空蒸着法により積層した。
[工程4]次に、正孔輸送層9の上に、正孔注入層10を形成した。ここでは、酸化モリブデンを10nmの膜厚となるように気相成膜法である真空蒸着法により形成した。
[工程5]次に、最終工程として正孔注入層10上に陽極11を形成した。ここでは、アルミニウムを200nmの膜厚となるように真空蒸着法により製膜した。さらに、その上に尾池工業製バリアフィルム(厚さ25μm、 WVTR:4X10-3g/m2/day)で封止を行った。
以上の工程[工程1]~[工程5]により、図6の構成を持つフィルム有機電界発光素子を作製した。厚さは98μm程度であった。
[工程6]作製した有機電界発光素子の大気安定性を85℃、湿度85%の環境に保存することで評価した。結果を図36に示した。保存100日後にもダークスポットは観測されず、発光面端部からの非発光部の浸食もなかった。
(Example 12)
[Step 1] A resist material is applied on a barrier film manufactured by Oike Kogyo (PT7 / 25GT3: thickness 25 μm, WVTR: 4 × 10 -3 g / m 2 / day) to form a film, and zinc oxide is coated at 24 nm using a sputtering device. A film was formed to form the
[Step 2] Next, in order to form a layer having a total thickness of 14.85 nm containing silver and zinc in a volume ratio of 10: 1 as the
[Step 3] Next, as the organic
[Step 4] Next, the
[Step 5] Next, as a final step, the
By the above steps [step 1] to [step 5], a film organic electroluminescent device having the configuration shown in FIG. 6 was produced. The thickness was about 98 μm.
[Step 6] The atmospheric stability of the produced organic electroluminescent device was evaluated by storing it in an environment of 85 ° C. and 85% humidity. The results are shown in FIG. No dark spots were observed even after 100 days of storage, and there was no erosion of the non-light emitting part from the edge of the light emitting surface.
(比較例5)
実施例12の[工程2]を以下の[工程2-C2]に、[工程3]を以下の[工程3-C2]に置き換える以外は実施例12と同様に行い、同じ素子厚の有機電界発光素子を作製した。[工程6]として、作製した有機電界発光素子の大気安定性を85℃、湿度85%の環境に保存することで評価した。結果を図37に示した。保存100日後にダークスポットが観測され、発光面端部からの非発光部の浸食も観測された。
[工程2-C2]次に陰極として膜厚10nmの銀の層を形成するため、[工程1]の処理を行った基板を真空装置に導入し、5×10-5Pa以下まで減圧し真空蒸着法により製膜した。さらに、アルゴンと酸素を導入した状態でスパッタし、金属酸化物である膜厚約2nmの酸化亜鉛層を作製した。
[工程3-C2]次に、有機バッファ層13としてポリエチレンイミン(日本触媒社製、エポミンP1000、分子量70000)をエタノールにより0.05重量%に希釈したものを用い、スピンコートにより1~2nmの膜厚に製膜した。その後、再度真空装置に導入し、5×10-5Pa以下まで減圧し、電子輸送層7として電子輸送材料であるケミプロ化成製KHLHEI-02を15nm、正孔阻止層12としてケミプロ化成製KHLHS-04を15nm、発光層8としてケミプロ化成製KHLHS-03とKHLHS-04とKHLDG-01を共蒸着により35nm、正孔輸送層9としてケミプロ化成製KHLHS-03を25nm積層製膜した。
(Comparative Example 5)
The same as in Example 12 except that [Step 2] of Example 12 is replaced with the following [Step 2-C2] and [Step 3] is replaced with the following [Step 3-C2] is performed in the same manner as in Example 12, and an organic electric field having the same element thickness is used. A light emitting device was manufactured. As [Step 6], the atmospheric stability of the produced organic electroluminescent device was evaluated by storing it in an environment of 85 ° C. and 85% humidity. The results are shown in FIG. 37. Dark spots were observed 100 days after storage, and erosion of the non-light emitting part from the edge of the light emitting surface was also observed.
[Step 2-C2] Next, in order to form a silver layer having a film thickness of 10 nm as a cathode, the substrate treated with [Step 1] is introduced into a vacuum apparatus, and the pressure is reduced to 5 × 10-5 Pa or less to create a vacuum. A film was formed by a vapor deposition method. Further, sputtering was performed with argon and oxygen introduced to prepare a zinc oxide layer having a film thickness of about 2 nm, which is a metal oxide.
[Step 3-C2] Next, as the organic buffer layer 13, polyethyleneimine (manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd., Epomin P1000, molecular weight 70000) diluted to 0.05% by weight with ethanol was used, and spin-coated to 1 to 2 nm. The film was formed to a film thickness. After that, it was introduced into the vacuum device again, and the pressure was reduced to 5 × 10 -5 Pa or less. 04 was formed by laminating KHLHS-03, KHLHS-04 and KHLDG-01 as a
実施例12より、ガラスで立証した大気安定性がフィルム素子においても成り立つことが明らかとなった。加えて、比較例5との比較より、実施例12ではダークスポットの成長がほとんどなく、ここからも大気に対する耐性が高いことが証明された。 From Example 12, it was clarified that the atmospheric stability proved by glass also holds for the film device. In addition, comparison with Comparative Example 5 showed that there was almost no growth of dark spots in Example 12, which also proved to be highly resistant to the atmosphere.
1:有機EL素子、2:基板、3:陰極、4:金属酸化物層、5:金属電子注入層、6:有機電子注入層、7:電子輸送層、8:発光層、9:正孔輸送層、10:正孔注入層、11:陽極、12:正孔阻止層、13:有機バッファ層 1: Organic EL element, 2: Substrate, 3: Cathode, 4: Metal oxide layer, 5: Metal electron injection layer, 6: Organic electron injection layer, 7: Electron transport layer, 8: Light emitting layer, 9: Hole Transport layer, 10: hole injection layer, 11: anode, 12: hole blocking layer, 13: organic buffer layer
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