JPWO2006129471A1 - 有機エレクトロルミネッセンス素子用材料、有機エレクトロルミネッセンス素子、有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法、照明装置及び表示装置 - Google Patents
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Abstract
Description
該化合物が少なくともひとつの共役系を有し、且つ、該共役系が該機能性部位A、Bを同時に含まないことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子用材料。
3 画素
5 走査線
6 データ線
7 電源ライン
10 有機EL素子
11 スイッチングトランジスタ
12 駆動トランジスタ
13 コンデンサ
A 表示部
B 制御部
107 透明電極付きガラス基板
106 有機EL層
105 陰極
102 ガラスカバー
108 窒素ガス
109 捕水剤
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料について説明する。
《陽極》
有機EL素子における陽極としては、仕事関数の大きい(4eV以上)金属、合金、電気伝導性化合物及びこれらの混合物を電極物質とするものが好ましく用いられる。このような電極物質の具体例としてはAu等の金属、CuI、インジウムチンオキシド(ITO)、SnO2、ZnO等の導電性透明材料が挙げられる。また、IDIXO(In2O3−ZnO)等非晶質で透明導電膜を作製可能な材料を用いてもよい。陽極は、これらの電極物質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、フォトリソグラフィー法で所望の形状のパターンを形成してもよく、あるいはパターン精度をあまり必要としない場合は(100μm以上程度)、上記電極物質の蒸着やスパッタリング時に所望の形状のマスクを介してパターンを形成してもよい。この陽極より発光を取り出す場合には、透過率を10%より大きくすることが望ましく、また、陽極としてのシート抵抗は数百Ω/□以下が好ましい。更に膜厚は材料にもよるが、通常10nm〜1000nm、好ましくは10nm〜200nmの範囲で選ばれる。
一方、陰極としては、仕事関数の小さい(4eV以下)金属(電子注入性金属と称する)、合金、電気伝導性化合物及びこれらの混合物を電極物質とするものが用いられる。このような電極物質の具体例としては、ナトリウム、ナトリウム−カリウム合金、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、アルミニウム/酸化アルミニウム(Al2O3)混合物、インジウム、リチウム/アルミニウム混合物、希土類金属等が挙げられる。これらの中で、電子注入性及び酸化等に対する耐久性の点から、電子注入性金属とこれより仕事関数の値が大きく安定な金属である第二金属との混合物、例えばマグネシウム/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、アルミニウム/酸化アルミニウム(Al2O3)混合物、リチウム/アルミニウム混合物、アルミニウム等が好適である。陰極は、これらの電極物質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。
注入層は必要に応じて設け、電子注入層と正孔注入層があり、上記のごとく陽極と発光層または正孔輸送層の間、及び、陰極と発光層または電子輸送層との間に存在させてもよい。
阻止層は、上記のごとく、有機化合物薄膜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。
本発明に係る、反応性置換基を有する有機化合物(以下、反応性有機化合物ともいう)を含有する有機層について説明する。
本発明に係る発光層は、電極または電子輸送層、正孔輸送層から注入されてくる電子及び正孔が再結合して発光する層であり、発光する部分は発光層の層内であっても発光層と隣接層との界面であってもよい。
本発明の有機EL素子の発光層には、以下に示す、発光ホスト(ホスト化合物ともいう)とリン光性発光材料(リン光発光性化合物ともいう)が含有されることが好ましく、リン光発光性化合物を用いることにより、一層発光効率を高くすることができる。
本発明に係るリン光発光性材料について説明する。
正孔輸送層とは正孔輸送性を示す材料(正孔輸送機能を有する材料、正孔輸送材料、正孔輸送性を示す部分構造を有する化合物等ともいう)を含み、広い意味で正孔注入層、電子阻止層も正孔輸送層に含まれる。正孔輸送層は単層または複数層設けることができる。
電子輸送層とは電子輸送性を示す材料(電子輸送性を示す部分構造を含む化合物等ともいう)を含み、広い意味で電子注入層、正孔阻止層も電子輸送層に含まれる。電子輸送層は単層または複数層設けることができる。
本発明の有機EL素子は、基体上に形成されているのが好ましい。本発明の有機EL素子に用いることのできる基体(以下、基板、基材、支持体等ともいう)としては、ガラス、プラスチック等の種類には特に限定はなく、また、透明のものであれば特に制限はないが、好ましく用いられる基板としては例えばガラス、石英、光透過性樹脂フィルムを挙げることができる。特に好ましい基体は、有機EL素子にフレキシブル性を与えることが可能な樹脂フィルムである。
また、カラーフィルター等の色相改良フィルター等を併用しても、有機EL素子からの発光色を蛍光体を用いて多色へ変換する色変換フィルターを併用してもよい。色変換フィルターを用いる場合においては、有機EL素子の発光のλmaxは480nm以下が好ましい。
本発明の有機EL素子の作製方法の一例として、陽極/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/正孔阻止層/電子輸送層/陰極からなる有機EL素子の作製法について説明する。
本発明の表示装置(単色でもよく、多色でもよい)、照明装置について説明する。
《有機EL素子1−1の作製》
陽極として100mm×100mm×1.1mmのガラス基板上にITO(インジウムチンオキシド)を100nm製膜した基板(NHテクノグラス社製NA45)にパターニングを行った後、このITO透明電極を設けた透明支持基板をイソプロピルアルコールで超音波洗浄し、乾燥窒素ガスで乾燥し、UVオゾン洗浄を5分間行なった。この透明支持基板を市販の真空蒸着装置の基板ホルダーに固定し、一方、モリブデン製抵抗加熱ボートにα−NPDを200mg入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートにホスト化合物として表1に記載した量のCBPを入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートに表1に記載した量の本発明の化合物を入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートにバソキュプロイン(BCP)を200mg入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートにIr−12を100mg入れ、更に別のモリブデン製抵抗加熱ボートにAlq3を200mg入れ、真空蒸着装置に取付けた。
有機EL素子1−1の作製において、ホスト化合物をCBPの代わりに表1に記載の化合物(複数の化合物の場合もある)に代え、添加量も表1に記載のように調整した以外は、同様にして有機EL素子1−2〜1−5を各々作製した。
得られた有機EL素子1−1〜1−5について下記の評価を行った。
作製した有機EL素子について、23℃、乾燥窒素ガス雰囲気下で2.5mA/cm2の一定電流を印加した時の外部取り出し量子効率(%)を測定した。尚、測定には分光放射輝度計CS−1000(ミノルタ製)を用いた。
2.5mA/cm2の一定電流で駆動したときに、輝度が発光開始直後の輝度(初期輝度)の半分に低下するのに要した時間を測定し、これを半減寿命時間(τ0.5)として寿命の指標とした。なお測定には分光放射輝度計CS−1000(ミノルタ製)を用いた。
《有機EL素子2−1の作製(青色発光)》
陽極として100mm×100mm×1.1mmのガラス基板上にITO(インジウムチンオキシド)を100nm成膜した基板(NHテクノグラス社製NA−45)にパターニングを行った後、このITO透明電極を設けた透明支持基板をイソプロピルアルコールで超音波洗浄し、乾燥窒素ガスで乾燥し、UVオゾン洗浄を5分間行った。
有機EL素子2−1の作製において、発光ドーパント化合物をIr−12から表2に記載の化合物に変更した以外は同様にして2−2、2−3を各々作製した。
有機EL素子2−1の作製において、Ir−12をIr−1に置き換え、更に表2に記載した量の本発明の化合物を用いた以外は有機EL素子2−1と同様にして2−4〜2−6を作製した。
有機EL素子2−1の作製において、Ir−12をIr−9に置き換え、更に表2に記載した量の本発明の化合物を用いた以外は有機EL素子2−1と同様にして2−7〜2−9を作製した。
得られた有機EL素子2−1〜2−9について、実施例1に記載と同様にして、外部取りだし量子効率と寿命を評価した。
《照明装置の実施例、白色の有機EL素子使用》
実施例1で作製した有機EL素子2−1において、発光層に用いたIr−12を化合物21、化合物22、化合物23の混合物に変更した以外は有機EL素子2−1と同様の方法で作製した有機EL素子2−1Wを用いた。有機EL素子2−1Wの非発光面をガラスケースで覆い、図5、図6に示すような照明装置とした。照明装置は、発光効率が高く発光寿命の長い白色光を発する薄型の照明装置として使用することができた。
《インクジェット法によるフルカラー表示装置の作製》
以下に示すようにして、図7に記載のフルカラー表示装置を作製した。
PEDOT/PSS混合水分散液(1.0質量%)20質量部
水 65質量部
エトキシエタノール 10質量部
グリセリン 5質量部
(青色発光層組成物)
PVK 0.7質量部
化合物21 0.04質量部
シクロヘキシルベンゼン 50質量部
イソプロピルビフェニル 50質量部
(緑色発光層組成物)
PVK 0.7質量部
化合物22 0.04質量部
シクロヘキシルベンゼン 50質量部
イソプロピルビフェニル 50質量部
(赤色発光層組成物)
PVK 0.7質量部
化合物23 0.1質量部
シクロヘキシルベンゼン 50質量部
イソプロピルビフェニル 50質量部
実施例5
〈有機EL素子5−1〜5の作製〉
陽極として100mm×100mm×1.1mmのガラス基板上にITO(インジウムチンオキシド)を100nm製膜した基板(NHテクノグラス社製NA45)にパターニングを行った後、このITO透明電極を設けた透明支持基板をイソプロピルアルコールで超音波洗浄し、乾燥窒素ガスで乾燥し、UVオゾン洗浄を5分間行った。
以下のようにして作製した有機EL素子5−1〜5−5の評価を行い、その結果を表1に示す。
作製した有機EL素子について、23℃、乾燥窒素ガス雰囲気下で2.5mA/cm2定電流を印加した時の外部取り出し量子効率(%)を測定した。なお測定には同様に分光放射輝度計CS−1000(コニカミノルタ製)を用いた。
2.5mA/cm2の一定電流で駆動したときに、輝度が発光開始直後の輝度(初期輝度)の半分に低下するのに要した時間を測定し、これを半減寿命時間(τ0.5)として寿命の指標とした。なお測定には分光放射輝度計CS−1000(コニカミノルタ製)を用いた。
〈有機EL素子6−1の作製〉
陽極として100mm×100mm×1.1mmのガラス基板上にITO(インジウムチンオキシド)を100nm製膜した基板(NHテクノグラス社製NA45)にパターニングを行った後、このITO透明電極を設けた透明支持基板をイソプロピルアルコールで超音波洗浄し、乾燥窒素ガスで乾燥し、UVオゾン洗浄を5分間行なった。
次いで、例示化合物32(60mg)をトルエン6mlに溶解した溶液を用い、1000rpm、30secの条件下、スピンコートし(膜厚約60nm)、紫外光を30秒照射した後、60℃で1時間真空乾燥し発光層とした。
この基板を真空蒸着装置の基板ホルダーに固定し、モリブデン製抵抗加熱ボートにAlq3を200mg入れ、真空蒸着装置に取付けた。真空槽を4×10−4Paまで減圧した後、その上に、更に、Alq3の入った前記加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度0.1nm/secで前記電子輸送層の上に蒸着して更に膜厚40nmの電子注入層を設けた。なお、蒸着時の基板温度は室温であった。
Claims (15)
- 少なくとも二つの機能性部位A、Bを有する化合物を含有する有機エレクトロルミネッセンス素子用材料において、
該化合物が少なくともひとつの共役系を有し、且つ、該共役系が該機能性部位A、Bを同時に含まないことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子用材料。 - 前記機能性部位AまたはBの少なくとも一方に反応性置換基を有することを特徴とする請求の範囲第1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料。
- 前記反応性置換基の反応により架橋構造が形成されることを特徴とする請求の範囲第1項または第2項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料。
- 前記反応性置換基が下記で示される部分構造を含むことを特徴とする請求の範囲第1項〜第3項のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料。
- 前記機能性部位Aが電子輸送性を示し、前記機能性部位Bが正孔輸送性を示すことを特徴とする請求の範囲第1項〜第4項のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料。
- 前記化合物がリン光性ドーパントとして機能する部分構造を有することを特徴とする請求の範囲第1項〜第5項のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料。
- 請求の範囲第1項〜第6項のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を含有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 構成層として発光層を有し、該発光層が請求の範囲第1項〜第6項のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を含有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 請求の範囲第1項〜第6項のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料の少なくとも1つと反応性置換基を有する化合物の少なくとも1つを含有することを特徴とする請求の範囲第7項または第8項のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 請求の範囲第2項または第9項に記載の反応性置換基の反応により架橋構造が形成されることを特徴とする請求の範囲第7項〜第9項のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 請求の範囲第2項または第9項に記載の反応性置換基が下記で示される部分構造を含むことを特徴とする請求の範囲第7項〜第10項のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 請求の範囲第7項〜第11項のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を作製するに当たり、構成層の少なくともひとつを塗布により作製する工程を有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
- 前記塗布が、インクジェットを用いる塗布工程を含むことを特徴とする請求の範囲第12項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
- 請求の範囲第7項〜第11項のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を有することを特徴とする表示装置。
- 請求の範囲第7項〜第11項のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を有することを特徴とする照明装置。
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