WO2013141190A1 - 有機エレクトロルミネッセンス素子用封止要素、有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法 - Google Patents

有機エレクトロルミネッセンス素子用封止要素、有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法 Download PDF

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WO2013141190A1
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WO
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organic
layer
thermosetting resin
ring
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PCT/JP2013/057600
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哲 大久
檜山 邦雅
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コニカミノルタ株式会社
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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K71/00Manufacture or treatment specially adapted for the organic devices covered by this subclass
    • H10K71/50Forming devices by joining two substrates together, e.g. lamination techniques
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00Organic light-emitting devices
    • H10K50/80Constructional details
    • H10K50/805Electrodes
    • H10K50/82Cathodes
    • H10K50/824Cathodes combined with auxiliary electrodes
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00Organic light-emitting devices
    • H10K50/80Constructional details
    • H10K50/84Passivation; Containers; Encapsulations
    • H10K50/842Containers
    • H10K50/8426Peripheral sealing arrangements, e.g. adhesives, sealants

Definitions

  • This invention relates to the sealing element for organic electroluminescent elements, and the manufacturing method of an organic electroluminescent element using the same.
  • organic electroluminescence elements using organic substances have been promising for use as solid light emitting inexpensive large-area full-color display elements and writing light source arrays. Research and development is ongoing.
  • An organic EL element is formed by laminating an organic functional layer containing an organic light-emitting substance with a thickness of only about 0.1 ⁇ m between a pair of anode and cathode formed on a flexible film. This is a thin film type all solid state device.
  • organic EL devices that use phosphorescence have been found to be capable of realizing a luminous efficiency that is approximately four times that of organic EL devices that use fluorescence.
  • research on the layer structure and electrode structure of light-emitting elements has been widely conducted all over the world.
  • application to lighting fixtures which account for a high proportion of human energy consumption, has begun to be studied, and in order to commercialize white light-emitting panels that can replace conventional lighting fixtures.
  • Researches on organic EL elements applied to the field have been actively conducted.
  • the bonding method is being studied as one of the means for simplifying the manufacturing process.
  • a method for producing an organic EL element by bonding a first substrate in which a part of an organic EL element is formed on a substrate and a second substrate in which the remaining part is formed is disclosed (for example, see Patent Document 1.)
  • this method after bonding a 1st board
  • Patent Document 2 a method of bonding an electrode and its auxiliary electrode is shown (for example, see Patent Document 2).
  • an auxiliary electrode is formed on a hot-melt resin, so that poor adhesion at the time of bonding is unlikely to occur.
  • electrodes having high conductivity are bonded to each other, there is an advantage that electrical bonding is sufficient if a part of the electrodes is in contact.
  • hot-melt resin since hot-melt resin is used, it has a problem that heat resistance is low. On the other hand, if the heat-resistant temperature of the hot melt resin is raised, the organic EL element is damaged at the time of bonding.
  • in general hot melt resin it is easy to permeate
  • This invention is made
  • the solution subject is applicable to the method of manufacturing an organic electroluminescent element by the bonding method, the process after bonding can be simplified, and after bonding
  • the sealing element for organic electroluminescent elements excellent in the adhesion stability and sealing performance in the high temperature environment of this, and the manufacturing method of the organic electroluminescent element using this sealing element for organic electroluminescent elements are provided.
  • thermosetting resin layer containing a thermosetting resin and an auxiliary electrode layer in this order on the first substrate.
  • a thermosetting resin layer containing a thermosetting resin and an auxiliary electrode forming layer are formed in this order on a first substrate, and the curing temperature T of the thermosetting resin
  • a sealing element for an organic electroluminescence element formed by converting the auxiliary electrode forming layer into an auxiliary electrode layer by heat treatment at a temperature (conversion temperature T 2 ) of less than 1 (° C.), and 2) on the second substrate
  • An organic electroluminescence element substrate having a first electrode, an organic functional layer, and a second electrode layer in this order; 3) an auxiliary electrode layer of the organic electroluminescence element sealing element; and the organic electroluminescence element substrate
  • After the second electrode layer is laminated in contact, and characterized in that by heating at a curing temperature above T 1 of the temperature of thermosetting resin, prepared by curing the thermosetting resin layer
  • the organic electroluminescence device can be simplified
  • a sealing element for an organic electroluminescence element comprising a thermosetting resin layer containing a thermosetting resin and an auxiliary electrode layer in this order on a substrate.
  • thermosetting resin has a water increase start time Ttr measured by the following water permeability test method of 300 hours or more. .
  • Moisture permeability test method Using a measuring container with the upper part open, wall thickness of 1 cm, side length of 10 cm and height of 10 cm, the upper side of the measuring container is 1 cm thick. A thermosetting resin is applied to all with a thickness of 30 ⁇ m. Next, a glass plate having an area larger than the cross-sectional area (10 cm ⁇ 10 cm) of the measurement container is bonded to the thermosetting resin provided above the measurement container, and the curing temperature T 1 (° C.) of the thermosetting resin. After being cured and bonded at a higher temperature, the measurement container is placed in an environment of 60 ° C. and 90% relative humidity, passes through the thermosetting resin layer of the measurement container, and flows into the measurement container. The amount of moisture to be measured is measured, and the time when the moisture amount becomes a value of 10 or more in the SN ratio with respect to the background noise value is obtained, and this is set as the moisture increase start time T tr .
  • thermosetting resin is an epoxy resin
  • the auxiliary electrode layer is formed by heat-treating the auxiliary electrode forming layer at a conversion temperature T 2 (° C.), and has a specific resistance value of 1.0 ⁇ 10 ⁇ 5 ⁇ ⁇ m or less.
  • the sealing element for organic electroluminescent elements according to any one of items 1 to 3.
  • the conversion temperature T 2 (° C.), the organic electroluminescence device for sealing element according to item 4, characterized in that is less than the curing temperature T 1 of the said thermosetting resin (° C.).
  • thermosetting resin layer containing a thermosetting resin and an auxiliary electrode layer are formed in this order on a first substrate
  • An organic electroluminescence element substrate having a first electrode, an organic functional layer, and a second electrode layer in this order on the second substrate, 3) After bonding together so that the auxiliary electrode layer of the sealing element for organic electroluminescence elements and the second electrode layer of the organic electroluminescence element substrate are in contact with each other, the curing temperature T 1 or higher of the thermosetting resin
  • thermosetting resin layer is cured by heating at a temperature of 5%.
  • thermosetting resin layer containing a thermosetting resin and an auxiliary electrode forming layer are formed on the first substrate in this order, and the temperature (conversion temperature) of the thermosetting resin is lower than the curing temperature T 1 (° C.).
  • the process after pasting can be simplified, and the sealing element for organic electroluminescence device excellent in adhesion stability and sealing performance under a high-temperature environment after pasting, and the organic electroluminescence
  • the manufacturing method of the organic electroluminescent element using the sealing element for elements can be provided.
  • the organic EL element formed by pasting the organic EL element substrate using the organic EL element sealing element in which the auxiliary electrode is formed on the hot-melt resin layer which is a conventional method, particularly in a high temperature environment.
  • the hot melt resin used When stored below, often the softening point of the hot melt resin used is exceeded, and as a result, the hot melt resin used exhibits fluidity.
  • the auxiliary electrode constituting the organic EL element sealing element and the cathode constituting the organic EL element substrate are only in physical contact with each other, they flow into the hot melt resin. If the property is manifested, it results in peeling between the organic EL element sealing element and the organic EL element substrate.
  • fluidity comes out in the resin under a high temperature environment, there is a problem that water vapor easily passes through the resin.
  • thermosetting resin used as a resin component used for sealing
  • fluidity does not develop during high-temperature storage, and as a result, peeling occurs. Can be drastically prevented.
  • thermosetting resin applied to the present invention is three-dimensionally thermally cross-linked, the resin density can be kept high even in a high temperature environment, and the permeation of water vapor into the resin can be suppressed. is there.
  • the schematic top view which shows an example of the method of manufacturing an organic EL element by the bonding method using the sealing element for organic EL elements
  • Schematic sectional view showing an example of the arrangement of the organic EL element sealing element before bonding and the organic EL element substrate
  • Schematic sectional view showing an example of a sealed organic EL element prepared by bonding and heating an organic EL element sealing element and an organic EL element substrate
  • the graph which shows an example of the increase curve of the moisture content measured with the moisture permeability measuring device
  • Sectional drawing which shows an example of schematic structure of the organic electroluminescent element which concerns on this invention
  • the sealing element for an organic electroluminescence element of the present invention has a thermosetting resin layer containing a thermosetting resin and an auxiliary electrode layer in this order on a first substrate, and is organic by a bonding method. It can be applied to a method for producing an electroluminescence element, the process after pasting can be simplified, and sealing for organic electroluminescence element excellent in adhesion stability and sealing performance under a high temperature environment after pasting The element can be realized.
  • This feature is a technical feature common to the inventions according to claims 1 to 8.
  • the thermosetting resin has a water increase start time T tr measured by the water permeability test method of 300 hours from the viewpoint of further manifesting the effect of the present invention.
  • the thermosetting resin is preferably an epoxy resin.
  • the auxiliary electrode layer is preferably formed by subjecting the auxiliary electrode forming layer to a heat treatment at a conversion temperature T 2 (° C.) and a specific resistance value of 1.0 ⁇ 10 ⁇ 5 ⁇ ⁇ m or less.
  • the conversion temperature T 2 (° C.) is preferably less than the curing temperature T 1 (° C.) of the thermosetting resin.
  • the auxiliary electrode layer is electrically connected to a part of the surface of the first substrate.
  • thermosetting resin layer containing a thermosetting resin and an auxiliary electrode layer on a first substrate A thermosetting resin layer containing a thermosetting resin and an auxiliary electrode forming layer are formed in this order on a sealing element for an organic electroluminescence element formed in this order, or a first substrate, and the thermosetting resin
  • is used to mean that the numerical values described before and after it are included as a lower limit value and an upper limit value.
  • FIG. 1 is a schematic top view showing an example of a method for producing an organic EL element by a bonding method using the organic EL element sealing element of the present invention.
  • FIG. 1A is a schematic top view showing the configuration of an organic EL element substrate 1 which is one of the components of the organic EL element according to the present invention
  • FIG. It is a schematic top view which shows the structure of the sealing element 6, (C) of FIG. 1 is an organic EL element produced by bonding and heating the organic EL element substrate 1 and the organic EL element sealing element 6.
  • 10 is a schematic top view of FIG.
  • An organic EL element substrate 1 shown in FIG. 1A has a pattern of, for example, tin-doped indium oxide (abbreviated as Indium Tin Oxide, ITO) as a first electrode (anode) 3 on a second substrate 2.
  • the organic functional layer 5 including the light emitting layer is formed on the first electrode (anode) 3.
  • a second electrode (cathode) 4 for example, an aluminum thin film is formed on a part of the organic functional layer 5.
  • the organic EL element sealing element 6 shown in FIG. 1B is provided with a thermosetting resin layer 8 on the entire surface of the first substrate 7, and a part of the auxiliary element is formed on the thermosetting resin layer 8.
  • the electrode forming layer 9 or the auxiliary electrode layer 9A is formed in a pattern.
  • the auxiliary electrode is formed by vapor deposition or the like, the auxiliary electrode layer 9A is formed directly without going through the auxiliary electrode forming layer 9.
  • the organic EL element sealing element 6 is heated to a temperature lower than the curing temperature T 1 (° C.) of the thermosetting resin (conversion temperature T 2 ). in is subjected to heat treatment H 1, to convert the auxiliary electrode layer 9 to the auxiliary electrode layer 9A.
  • the conversion temperature T 2 in the present invention refers to a temperature at which the auxiliary electrode layer 9 is converted to the auxiliary electrode layer 9A.
  • the second electrode (cathode) 4 of the organic EL element substrate 1 and the auxiliary electrode layer 9A of the organic EL element sealing element 6 are bonded L (Lamination), and then heat treatment H 2 is applied to produce a sealed organic EL element 10.
  • 11 shown in FIG. 1C shows an electrode bonding portion between the second electrode (cathode) 4 of the organic EL element substrate 1 and the auxiliary electrode layer 9A of the organic EL element sealing element 6.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing an arrangement of an organic EL element sealing element and an organic EL element substrate before bonding.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of a sealed organic EL element 10 produced by bonding L and heating H 2 the organic EL element sealing element 6 and the organic EL element substrate 1.
  • thermosetting resin layer As shown in FIG. 3, after bonding L the second electrode (cathode) 4 surface of the organic EL element substrate 1 and the auxiliary electrode layer 9 ⁇ / b> A surface of the organic EL element sealing element 6, the thermosetting resin layer. Heated H 2 at a temperature equal to or higher than the curing temperature T 1 of the thermosetting resin constituting 8 to form a sealing structure while melting and curing the thermosetting resin layer 8, thereby sealing the organic The EL element 10 is produced.
  • the organic EL element sealing element 6 of the present invention (hereinafter also referred to as the sealing element of the present invention) has a thermosetting resin layer 8 on a first substrate 7, as shown in FIGS.
  • the auxiliary electrode forming layer 9 (after the heat treatment H 1 is the auxiliary electrode layer 9A) is provided in this order.
  • the organic EL element sealing element 6 of the present invention is used by being bonded to a separately prepared organic EL element substrate 1.
  • the sealing element for organic EL elements of the present invention can be suitably used mainly for bottom emission type organic EL elements, it is not limited thereto.
  • the auxiliary electrode layer 9A (9) has a single layer structure as an example.
  • the auxiliary electrode layer 9A (9) is composed of a single layer, If necessary, it may be composed of two or more auxiliary electrode layers.
  • the thermosetting resin layer 8 is formed on the first substrate 7, and the first auxiliary electrode layer 9A ′ (9) is formed thereon.
  • a configuration in which a reflective electrode layer is formed as ′) and a transparent electrode layer is formed as the second auxiliary electrode layer 9A ′′ (9 ′′) on the reflective electrode layer can be exemplified.
  • first substrate 7 Specific examples of the first substrate 7 include a glass plate, a polymer plate / film hybrid material, and a metal plate / film hybrid material.
  • glass plate include soda lime glass, barium and strontium-containing glass, lead glass, aluminosilicate glass, borosilicate glass, barium borosilicate glass, and quartz.
  • polymer plate include resin plates made of polycarbonate, acrylic, polyethylene terephthalate, polyether sulfide, polysulfone, and the like.
  • the metal plate is made of one or more metals or alloys selected from the group consisting of stainless steel, iron, copper, aluminum, magnesium, nickel, zinc, chromium, titanium, molybdenum, silicon, germanium and tantalum, and composites thereof. Things.
  • a laminated barrier film in which a gas barrier layer formed of aluminum, aluminum oxide, silicon oxide, silicon nitride or the like is laminated on the surface for the purpose of imparting barrier properties.
  • gas barrier layers are formed on both sides or one side of the first substrate by, for example, sputtering method, vapor deposition method, atmospheric pressure plasma film forming method, coating method (excimer method) or the like before forming the sealing element.
  • a gas barrier layer may be formed on the surface of the first substrate by the same method.
  • the first substrate according to the present invention has an oxygen permeability of 1 ⁇ 10 ⁇ 3 ml / (m 2 ⁇ 24 h ⁇ atm) or less, water vapor permeability (25 ⁇ 0.5 ° C., relative humidity (90 ⁇ 2)% RH. ) Having a characteristic of 1 ⁇ 10 ⁇ 3 g / (m 2 ⁇ 24 h) or less is preferable.
  • the first substrate 7 applied to the present invention may have a laminated film structure in which a metal foil such as aluminum is laminated.
  • a method for laminating the polymer film on one side of the metal foil a generally used laminating machine can be used.
  • the adhesive for example, polyurethane, polyester, epoxy, acrylic, and the like can be used. You may use a hardening
  • a dry lamination method, a hot melt lamination method, an extrusion lamination method, a coextrusion lamination method, and the like can be used, but the dry lamination method is preferable.
  • the metal foil is formed by sputtering or vapor deposition, and a fluid electrode material such as a conductive paste is produced, the metal foil is formed by using a polymer film as a base material. May be.
  • a part of the insulating substrate can be hollowed out and the part can be replaced with a conductive material such as metal.
  • thermosetting resin layer The thermosetting resin applicable to the formation of the thermosetting resin layer according to the present invention is not particularly limited.
  • phenol resin (PF), epoxy resin (EP), melamine resin (MF), urea resin (UF), unsaturated polyester resin (UP), alkyd resin, polyurethane resin (PUR), thermosetting polyimide (PI), and the like Among these exemplified thermosetting resins, epoxy resins can be suitably used in the present invention.
  • thermosetting resin layer for example, in addition to a thermoplastic resin (for example, epoxy resin), a curing agent, a curing accelerator, other additives, and the like can be used.
  • a thermoplastic resin for example, epoxy resin
  • a curing agent for example, epoxy resin
  • a curing accelerator for example, other additives, and the like
  • JP-A-2009-269984 a material as described in JP-A-2009-269984 can be mentioned, but the material is not limited thereto.
  • thermosetting resin layer according to the present invention can contain a hygroscopic agent.
  • a hygroscopic agent By containing a hygroscopic agent, a labyrinth effect of moisture permeation (moisture permeation delay) and a hygroscopic effect can be imparted to the thermoplastic resin layer.
  • Examples of the hygroscopic agent applicable to the present invention include metal oxides (for example, sodium oxide, potassium oxide, calcium oxide, barium oxide, magnesium oxide, aluminum oxide, etc.), 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 ( (For example, barium perchlorate, magnesium perchlorate, etc.) and the like. Among them, sulfates, metal halides and anhydrous salts of perchloric acids are preferably used. Further, fine particles in which these are supported on silica can also be used.
  • metal oxides for example, sodium oxide, potassium oxide, calcium oxide, barium oxide, magnesium oxide, aluminum oxide,
  • thermosetting resin applied to the present invention has a low water permeability.
  • thermosetting resin layer also serves as a sealing effect of the organic EL element. Can do.
  • thermosetting resin layer according to the present invention can be formed by blending a thermosetting resin, a curing agent, a curing accelerator and the like in a desired ratio, and then dissolving and applying the mixture.
  • the curing temperature T 1 of the thermosetting resin according to the present invention is not particularly limited, but is preferably 150 ° C. or lower, and more preferably 120 ° C. or lower. Further, as will be described later, when the auxiliary electrode forming layer 9 is provided on the thermosetting resin and the auxiliary electrode forming layer 9 is converted into the conductive auxiliary electrode layer 9A by heating, the conversion temperature is changed.
  • the curing temperature T 1 of the thermosetting resin is preferably higher than T 2 (heat treatment temperature T 2 ), and the conversion temperature T 2 is preferably 100 ° C. or higher. In this case, even if the thermosetting resin is heated at the conversion temperature T 2 for 30 minutes, the curing rate of the thermosetting resin is preferably 5.0% or less.
  • the auxiliary electrode forming layer 9 can be converted into the auxiliary electrode layer 9A. However, this is not the case when the auxiliary electrode forming layer 9 is converted to the auxiliary electrode layer 9A by ultraviolet irradiation.
  • the thickness of the thermosetting resin layer may be thicker than the thickness of the organic EL element layer, but a thickness in the range of 10 to 100 ⁇ m is preferable, and a thickness in the range of 20 to 50 ⁇ m is more preferable. Is preferred.
  • auxiliary electrode formation layer and auxiliary electrode layer Next, the auxiliary electrode forming layer 9 that can be used in the present invention and the auxiliary electrode layer 9A formed by heating and converting the auxiliary electrode forming layer 9 will be described.
  • the method for forming the auxiliary electrode forming layer 9 or the auxiliary electrode layer 9A is not particularly limited, whether it is a vapor deposition method or a wet coating method.
  • a conductor serving as an auxiliary electrode is vapor-deposited thereon to form the auxiliary electrode layer 9A.
  • a material that changes into a conductor for forming the auxiliary electrode layer by heat treatment or the like may be formed by wet coating and provided as the auxiliary electrode forming layer 9.
  • the conductor here is defined as a material having a specific resistance value of 1.0 ⁇ 10 ⁇ 5 ⁇ ⁇ m or less.
  • Any material having a specific resistance value of 1.0 ⁇ 10 ⁇ 5 ⁇ ⁇ m or less may be used as a material for film formation by vapor deposition, but preferably 5.0 ⁇ 10 ⁇ 6 ⁇ ⁇ m or less. More preferably, it is a material having a specific resistance value of 1.0 ⁇ 10 ⁇ 6 ⁇ ⁇ m or less.
  • thermosetting resin layer 8 / auxiliary electrode layer 9A onto the cathode (second electrode) of the organic EL element substrate
  • a material usually used as a cathode in the organic EL element is used.
  • the use of the auxiliary electrode layer is preferable because the same kind of material is bonded to each other, so that the affinity is improved.
  • the bonding of different materials may be performed, and the combination is not particularly limited.
  • materials used as the cathode of the organic EL element are metals (referred to as electron-injecting metals), alloys, electrically conductive compounds, and mixtures thereof having a small work function (4 eV or less). It can be used as a material for forming the auxiliary electrode layer 9A.
  • electrode forming materials include sodium, sodium-potassium alloy, magnesium, lithium, magnesium / copper mixture, magnesium / silver mixture, magnesium / aluminum mixture, magnesium / indium mixture, aluminum / aluminum oxide (Al 2 O 3 ) mixture, indium, lithium / aluminum mixture, rare earth metal and the like can be mentioned, and can be formed by vapor deposition or the like.
  • auxiliary electrode forming layer 9 As a material of the auxiliary electrode forming layer 9 that can be formed by coating, for example, Ag paste or Ag nanoparticles can be used.
  • materials described in JP 2010-265543 A can be used. This is a method of obtaining conductivity by sintering by heating, but it is converted into a conductive auxiliary electrode layer 9A by ultraviolet rays, for example, a silver paste provided by Tanaka Kikinzoku Kogyo Co., Ltd. Materials can also be used.
  • the auxiliary electrode layer can be applied in a pattern, and when bonded, a part of the auxiliary electrode layer can be in contact with the cathode, and a part of the auxiliary electrode layer electrically separated from the cathode can be in contact with the anode.
  • the thickness of the auxiliary electrode forming layer 9 is not limited, but a thickness range of 50 nm to 1 ⁇ m can be preferably used.
  • the auxiliary electrode layer 9A may be composed of two or more layers as described above.
  • the water content of the sealing element for an organic electroluminescence device of the present invention is preferably 300 ppm or less, more preferably in the range of 0.01 to 200 ppm, and in the range of 0.01 to 100 ppm. Is most preferred.
  • the moisture content in the present invention may be measured by any moisture content measuring method.
  • a volumetric moisture meter Karl Fischer
  • an infrared moisture meter a microwave transmission moisture meter
  • a heat dry weight Method e.g., a heat dry weight Method
  • GC / MS e.g., a volumetric moisture meter
  • IR IR
  • DSC differential scanning calorimeter
  • TDS temperature programmed desorption analysis
  • moisture can be measured from a pressure increase caused by evaporation of moisture, and applied to measurement of moisture content of a film or a solid film. be able to.
  • the moisture content of the sealing element can be adjusted by, for example, storing in a nitrogen atmosphere having a dew point temperature of ⁇ 80 ° C. or lower and an oxygen concentration of 0.8 ppm, and changing the storage time. Also, the moisture content can be adjusted by changing the treatment time and drying in a vacuum state of 100 Pa or less.
  • the first substrate on which the auxiliary electrode forming layer according to the present invention is provided and the thermosetting resin layer are not necessarily provided on the entire surface, and a part thereof may be replaced with a conductor.
  • the auxiliary electrode forming layer and the conductor can be electrically connected. With such a configuration, it is possible to simplify the process for supplying power from the outside of the substrate.
  • the auxiliary electrode forming layer may be converted into a conductor to form an auxiliary electrode layer, and then a protective film may be attached and stored.
  • a protective film may be attached and stored.
  • the sealing element of the present invention can be produced according to the following method.
  • thermosetting resin layer containing a thermosetting resin and an auxiliary electrode layer are formed on the first substrate in this order to produce a sealing element for an organic electroluminescence element.
  • thermosetting resin layer containing a thermosetting resin and an auxiliary electrode forming layer are formed in this order on the first substrate, and the thermosetting resin has a curing temperature T 1 (° C.) lower than that.
  • the first substrate for example, a polyethylene terephthalate (hereinafter abbreviated as PET) film having a thickness of 50 ⁇ m laminated with an aluminum foil (30 ⁇ m thickness) is used.
  • PET polyethylene terephthalate
  • the auxiliary electrode forming layer is heated at a conversion temperature T 2 at which the auxiliary electrode forming layer is converted into the auxiliary electrode layer, and the silver nanoparticles are formed into an auxiliary electrode layer which is a conductor having a specific resistance of 1.0 ⁇ 10 ⁇ 6 ⁇ ⁇ m or less. Convert.
  • the auxiliary electrode layer constituting the sealing element of the present invention and the organic EL element (second substrate / first electrode (anode) / organic functional layer / second electrode (cathode)) prepared in advance After aligning the two electrodes, they are tightly bonded and bonded (adhered) within a pressure range of 0.1 to 3 MPa and a temperature condition of 80 to 180 ° C. To do.
  • the heating and pressure bonding times differ depending on the type or amount of the thermosetting resin to be used, or the area to be applied, but are generally temporarily bonded at a pressure in the range of 0.1 to 3 MPa and a temperature of 100 to 180 ° C.
  • the thermosetting time may be selected from a range of 5 seconds to 10 minutes.
  • a method using a pressure-bonding heating roller with a built-in heating mechanism is one of the preferable modes from the viewpoint that pressure bonding (temporary bonding) and heating can be performed simultaneously and internal voids can be eliminated at the same time.
  • thermosetting resin layer a dispenser is used according to the thermosetting resin material to be used, and a coating method such as roller coating, spin coating, screen printing, spray coating, or the like is used. Can do.
  • the sealing element of the present invention it is possible to reduce the film thickness of the cathode of the organic EL element and to achieve an improvement in production speed.
  • the reduced thickness of the cathode can be compensated by the auxiliary electrode layer constituting the sealing element of the present invention.
  • the film thickness is required to be 50 nm or more, preferably 80 nm or more.
  • the film thickness of the cathode of the organic EL element may be in the range of 10 to 50 nm.
  • the thickness of the cathode is greatly related to the film formation time, that is, the production speed or the production efficiency, and the reduction of the cathode film thickness leads to the improvement of the production efficiency.
  • a protective film can be affixed on it by forming a cathode with a thin film, and in the case of the organic EL element produced by roll-to-roll, the storage after winding can be performed now. Then, when sealing by bonding, the component of the protective film slightly adhered to the cathode and the oxide of the cathode can be removed by dry etching.
  • thermosetting resin by using the method defined in the present invention, heating and press-bonding at a temperature equal to or higher than the curing temperature of the thermosetting resin are performed by pasting a combination of the thermosetting resin layer and the auxiliary electrode layer. And since it hardens
  • thermosetting resin used in the present invention has low moisture permeability, an additional sealing step is unnecessary or an additional sealing step can be performed after atmospheric storage for a certain period of time. It is easy to improve the performance and perform sealing only in another place.
  • thermoplastic resin according to the present invention preferably has a water increase start time T tr measured by the following water permeability test method of 300 hours or more.
  • the moisture permeability test method defined in the present invention uses a measuring container having an open top, a wall thickness of 1 cm, a side length of 10 cm, and a height of 10 cm.
  • a thermosetting resin is applied in a thickness of 30 ⁇ m to all of the upper side of the 1 cm wall.
  • a glass plate having an area larger than the cross-sectional area (10 cm ⁇ 10 cm) of the measurement container is bonded to the thermosetting resin provided above the measurement container, and the curing temperature T 1 (° C.) of the thermosetting resin.
  • the measurement container After being cured and bonded at a higher temperature, the measurement container is placed in an environment of 60 ° C. and 90% relative humidity, passes through the thermosetting resin layer of the measurement container, and flows into the measurement container.
  • the amount of water to be measured is measured, and the time when the amount of water becomes a value of 10 or more with respect to the background noise value is obtained, and this is set as the water increase start time T tr defined in the present invention.
  • FIG. 4 is a schematic view showing an example of a measuring apparatus used for measuring moisture permeability of a thermosetting resin.
  • the principle of the moisture permeability measuring device of thermosetting resin applied in the present invention is based on the gas barrier property evaluation technique introduced in the 13th regular meeting S3-3 of the organic EL debate.
  • the detection method can be substituted by a method such as a mocon method, a change in mass of the moisture absorbent, or a corrosion test of Ca.
  • the moisture permeability measuring apparatus 12 applicable to the present invention uses a stainless steel container having a barrier property with an upper wall thickness of 1 cm and a side length of 10 cm as the measurement container 15. .
  • the upper side of the measurement container 15 is designed to be horizontal.
  • the thermosetting resin 14 is uniformly applied to all the upper sides (one side is 10 cm ⁇ width 1 cm) of the measurement container 15 under the condition of a thickness of 30 ⁇ m, and then from the upper part (10 cm ⁇ 10 cm) of the measurement container 15.
  • the glass plate 13 having a large area is covered above the measuring device 15.
  • the measuring device 15 and the glass plate 13 are made of a water-impermeable material that can ignore moisture permeability.
  • the surface of the measurement container 15 may be subjected to an oxidation treatment. Thereafter, the thermosetting resin 14 is cured under a temperature condition higher than the curing temperature T 1 of the thermosetting resin 14, and the space between the measurement container 15 and the glass plate 13 is sealed with the thermosetting resin 14. At this time, from the viewpoint of accurate moisture measurement, the residual solvent in the measurement container 15 is heated firmly so as to be sufficiently volatilized.
  • the time when the environmental condition is 60 ° C. and 90% RH is set as the measurement start time, and how the moisture content inside the measurement container 15 changes with the passage of time is measured by the mass moisture meter 18 every 10 hours. .
  • a moisture content measurement curve is obtained as shown in FIG.
  • FIG. 5 is a graph showing an example of a moisture increase curve measured by the moisture permeability measuring device 12.
  • the curve is obtained by smoothly connecting the measurement points.
  • the water content is 10 or more in terms of SN ratio (water content / background noise) with respect to background noise when T tr has elapsed after the start of measurement. Increase is observed.
  • the thermosetting resin has a thickness of 30 ⁇ m and a width of 1 cm. It is considered that time is required for diffusion of moisture therein, and moisture does not escape into the measurement container 15 due to the action of a moisture trap or the like by the moisture absorbent contained in the thermosetting resin.
  • T tr is the time when the signal of the moisture amount reaches 10 or more (point of SN ⁇ 10 described in FIG. 5) in the SN ratio with respect to the background noise.
  • the water increase start time T tr conforming to the water permeability test method defined in the present invention described above can also be obtained using a commercially available water permeability measuring device.
  • a commercially available water permeability measuring device for example, TI Corporation And “Super Detect SKT Series Model No. WV-6S”, which is a water permeability measuring device for energy device encapsulant manufactured by the company (sales company: MORESCO).
  • thermosetting resin according to the present invention by selecting a thermosetting resin that forms a three-dimensional network structure after thermosetting and containing a moisture absorbent, the T tr defined in the present invention is 300 hours or more. can do.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view showing an example of a schematic configuration of the organic electroluminescence element 100 according to the present invention.
  • an organic electroluminescence element 100 (hereinafter also referred to as an organic EL element 100) according to the present invention has a flexible support substrate 101.
  • An anode 102 is formed on the flexible support substrate 101, an organic functional layer 120 is formed on the anode 102, and a cathode 108 is formed on the organic functional layer 120.
  • the organic functional layer 120 refers to each layer provided between the anode 102 and the cathode 108. Specifically, the organic functional layer 120 includes a hole injection layer 103, a hole transport layer 104, a light emitting layer 105, an electron transport layer 106, and an electron injection layer 107, in addition to the hole block layer and the electron block layer. Layers and the like may be included.
  • the organic EL device 100 of the present invention may have the following layer structures (i) to (viii).
  • the injection layer can be provided as necessary.
  • the injection layer there are an electron injection layer and a hole injection layer.
  • the injection layer may exist between the anode and the light emitting layer or the hole transport layer and between the cathode and the light emitting layer or the electron transport layer.
  • the injection layer referred to in the present invention is a layer provided between the electrode and the organic functional layer in order to lower the driving voltage and improve the light emission luminance.
  • hole injection layer The details of the hole injection layer are described, for example, in JP-A-9-45479, JP-A-9-260062, and JP-A-8-288069, and can be applied to the formation of a hole injection layer.
  • hole injection materials include triazole derivatives, oxadiazole derivatives, imidazole derivatives, pyrazoline derivatives and pyrazolone derivatives, phenylenediamine derivatives, arylamine derivatives, amino-substituted chalcone derivatives, oxazole derivatives, styrylanthracene derivatives, fluorenone derivatives,
  • Examples thereof include polymers containing hydrazone derivatives, stilbene derivatives, silazane derivatives, aniline copolymers, polyarylalkane derivatives, or conductive polymers, preferably polythiophene derivatives, polyaniline derivatives, polypyrrole derivatives, Preferably the al is polythiophene derivatives.
  • the electron injection layer may or may not be provided in the present invention.
  • the details are disclosed in JP-A-6-325871, JP-A-9-17574, JP-A-10-74586, and the like.
  • a metal buffer layer typified by strontium or aluminum
  • an alkali metal compound buffer layer typified by lithium fluoride
  • an alkaline earth metal compound buffer layer typified by magnesium fluoride
  • examples thereof include an oxide buffer layer typified by aluminum oxide.
  • the buffer layer is desirably a very thin film, and potassium fluoride and sodium fluoride are preferable.
  • the film thickness is in the range of 0.1 nm to 5 ⁇ m, preferably in the range of 0.1 to 100 nm, more preferably in the range of 0.5 to 10 nm, and most preferably 0.5 to 4 nm. Is within the range.
  • hole transport layer As the hole transport material constituting the hole transport layer, the same compounds as those applied in the hole injection layer can be used, but in addition, a porphyrin compound, an aromatic tertiary amine It is preferable to use a compound and a styrylamine compound, particularly an aromatic tertiary amine compound.
  • 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 (hereinafter abbreviated as 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-tolylaminophenyl) -4-phenylcyclohexane, bis (4-dimethylamino-2-methylphenyl) phenylmethane, bis (4-di-p-p-
  • 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.
  • 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.
  • these polymer materials can be suitably used.
  • JP-A-4-297076 JP-A-2000-196140, JP-A-2001-102175, J. Pat. Appl. Phys. , 95, 5773 (2004), JP-A-11-251067, J. MoI. Huang et. al. It is also possible to use a hole transport material that has so-called p-type semiconducting properties, as described in the literature (Applied Physics Letters 80 (2002), p. 139), JP 2003-519432 A. it can.
  • the hole transport layer can be formed by applying and drying using a wet coating method (for example, a spin coating method, a casting method, a printing method including an inkjet method, etc.).
  • a wet coating method for example, a spin coating method, a casting method, a printing method including an inkjet method, etc.
  • the hole transport material is formed by forming a thin film by a known method such as a vacuum vapor deposition method or a Langmuir-Blodgett method (LB method). be able to.
  • the thickness of the hole transport layer is not particularly limited, but is usually in the range of 5 nm to 5 ⁇ m, preferably in the range of 5 to 200 nm.
  • the hole transport layer may have a single layer structure composed of one or more of the above materials.
  • n described in the above exemplary compounds represents the degree of polymerization and represents an integer having a weight average molecular weight in the range of 50,000 to 200,000. More preferably, the weight average molecular weight is in the range of 60,000 to 100,000. When it is desired to make the polymer into primary particles, it is preferable to use the higher molecular weight side than the above molecular weight range, and more preferably in the range of 200,000 to 1,000,000.
  • the electron transport layer which is one of the organic functional layers according to the present invention is made of a material having a function of transporting electrons, and in a broad sense, an electron injection layer and a hole blocking layer are also included in the electron transport layer.
  • the electron transport layer may be formed of a single layer or a plurality of layers. For example, it can be used as a hole block layer / electron transport layer combination.
  • an electron transport material also serving as a hole blocking material used for an electron transport layer adjacent to the light-emitting layer on the cathode side
  • a material having an arbitrary function can be selected and used as a material, for example, , Fluorene derivatives, carbazole derivatives, azacarbazole derivatives, oxadiazole derivatives, triazole derivatives, silole derivatives, pyridine derivatives, pyrimidine derivatives, 8-quinolinol derivatives, and the like.
  • metal-free or metal phthalocyanine, or a compound in which the terminal thereof is substituted with an alkyl group or a sulfonic acid group can also be preferably used as an electron transporting material.
  • carbazole derivatives azacarbazole derivatives, pyridine derivatives and the like are preferable in the present invention, and among them, an azacarbazole derivative is more preferable.
  • the film thickness of the electron transport layer is not particularly limited, but is usually in the range of 5 nm to 5 ⁇ m, preferably in the range of 5 to 200 nm.
  • the electron transport layer may have a single layer structure composed of one or more of the above materials.
  • semiconductor nanoparticles may be used.
  • oxides such as zinc oxide, yttrium oxide, and titanium oxide can be used.
  • an electron transport material having high n property doped with impurities as a guest material can be used.
  • examples thereof include JP-A-4-297076, JP-A-10-270172, JP-A-2000-196140, 2001-102175, J.A. Appl. Phys. 95, 5773 (2004), and the like.
  • the electron transport layer preferably further contains an alkali metal salt of an organic acid.
  • the type of organic acid is not particularly limited, but formate, acetate, propionic acid, butyrate, valerate, capronate, enanthate, caprylate, oxalate, malonate, succinate Acid salt, benzoate, phthalate, isophthalate, terephthalate, salicylate, pyruvate, lactate, malate, adipate, mesylate, tosylate, benzenesulfonate
  • the kind of alkali metal of the alkali metal salt of the organic acid is not particularly limited, and examples thereof include Na, K, and Cs, preferably K, Cs, and more preferably Cs.
  • Examples of the alkali metal salt of an organic acid include a combination of the above organic acid and alkali metal, and preferably, formic acid Li, formic acid K, formic acid Na, formic acid Cs, acetic acid Li, acetic acid K, Na acetate, Cs acetate, propionic acid Li, Na propionate, propionate K, propionate Cs, oxalate Li, oxalate Na, oxalate K, oxalate Cs, malonic acid Li, malonate Na, malonic acid K, malonic acid Cs, succinic acid Li, Succinic acid Na, succinic acid K, succinic acid Cs, benzoic acid Li, benzoic acid Na, benzoic acid K, benzoic acid Cs, more preferably Li a
  • the content of these doping materials is preferably in the range of 1.5 to 35% by mass, more preferably in the range of 3.0 to 25% by mass, and most preferably 5. It is in the range of 0 to 15% by mass.
  • the light emitting layer constituting the organic EL element is a layer that emits light by recombination of electrons and holes injected from the electrode or the electron transport layer and the hole transport layer, and the light emitting portion is within the layer of the light emitting layer. Even the interface between the light emitting layer and the adjacent layer may be used.
  • the thickness of the light emitting layer is preferably in the range of 10 to 500 nm, and more preferably in the range of 10 to 100 nm.
  • the light emitting layer is formed by a wet coating method (for example, spin coating method) using a solution containing each constituent material of the light emitting layer as shown below, for example, a light emitting material (dopant compound) or a host compound.
  • a wet coating method for example, spin coating method
  • a printing method including a casting method, an ink jet method, and the like
  • coating and drying As another method for forming the light emitting layer, the above light emitting layer material can be formed as a thin film by a known method such as a vacuum deposition method or a Langmuir-Blodgett method (LB method).
  • the light emitting layer is mainly composed of a dopant compound and a host compound.
  • ⁇ 4.1 Host compound>
  • a compound having a phosphorescence quantum yield of phosphorescence emission at room temperature (25 ° C.) of less than 0.1 is preferable. More preferred is a compound having a phosphorescence quantum yield of less than 0.01.
  • a host compound by using a plurality of kinds of known host compounds and a light emitting material described later, it becomes possible to mix different light emission, thereby obtaining an arbitrary light emission color.
  • the known host compound a compound that has a hole transporting ability and an electron transporting ability, prevents the emission of light from being increased in wavelength, and has a high Tg (glass transition temperature) is preferable.
  • the glass transition point (Tg) is a value obtained by a method based on JIS-K-7121 using DSC (Differential Scanning Colorimetry).
  • the host compound used in the present invention is preferably a carbazole derivative. Furthermore, in this invention, it is preferable to use the compound shown by following General formula (1) as a host compound.
  • X represents NR ′, oxygen atom, sulfur atom, CR′R ′′ or SiR′R ′′.
  • R ′ and R ′′ each represent a hydrogen atom or a substituent.
  • Ar represents an aromatic ring.
  • N represents an integer of 0 to 8.
  • examples of the substituent represented by R ′ and R ′′ include an alkyl group (for example, methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, t-butyl group, pentyl group).
  • X is preferably NR ′ or an oxygen atom.
  • R ′ is also referred to as an 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, An azulenyl group, an acenaphthenyl group, a fluorenyl group, a phenanthryl group, an indenyl group, a pyrenyl group, a biphenylyl group, or an aromatic heterocyclic group (for example, a furyl group, a thienyl group, a pyridyl group, a pyridazinyl group, a pyrimidinyl group, a pyrazinyl group, Triazinyl group, imidazolyl group, pyrazolyl group,
  • aromatic hydrocarbon group and aromatic heterocyclic group may each have a substituent represented by R ′ and R ′′ described in X of the general formula (1).
  • examples of the aromatic ring represented by Ar include an aromatic hydrocarbon ring and an aromatic heterocyclic ring.
  • the aromatic ring may be a single ring or a condensed ring, may be unsubstituted, or may have a substituent represented by R ′ and R ′′ in X of the general formula (1). Good.
  • examples of the aromatic hydrocarbon ring represented by Ar include a benzene ring, biphenyl ring, naphthalene ring, azulene ring, anthracene ring, phenanthrene ring, pyrene ring, chrysene ring, naphthacene ring, and 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 ′ and R ′′ in X represented by the general formula (1).
  • examples of the aromatic heterocycle represented by Ar include a furan ring, a dibenzofuran ring, a thiophene ring, an oxazole ring, a pyrrole ring, a pyridine ring, a pyridazine ring, a pyrimidine ring, a pyrazine ring, and a triazine ring.
  • These rings may have a substituent represented by R ′ and R ′′ in the above general formula (1).
  • the aromatic ring represented by Ar is preferably a carbazole ring, a carboline ring, a dibenzofuran ring, or a benzene ring, and more preferably a carbazole ring, A carboline ring and a benzene ring, more preferably a benzene ring having a substituent, and particularly preferably a benzene ring having a carbazolyl group.
  • the aromatic ring represented by Ar is preferably a condensed ring having 3 or more rings
  • the aromatic hydrocarbon condensed ring in which 3 or more rings are condensed includes Specifically, naphthacene ring, anthracene ring, tetracene ring, pentacene ring, hexacene ring, phenanthrene ring, pyrene ring, benzopyrene ring, benzoazulene ring, chrysene ring, benzochrysene ring, acenaphthene ring, acenaphthylene ring, triphenylene ring, coronene ring, Benzocoronene ring, hexabenzocoronene ring, fluorene ring, benzofluorene ring, fluoranthene ring, perylene ring, naphthoperylene ring, pentabenzoperylene
  • aromatic heterocycle condensed with three or more rings include an acridine ring, a benzoquinoline ring, a carbazole ring, a carboline ring, a phenazine ring, a phenanthridine ring, a phenanthroline ring, a carboline ring, a cyclazine ring, Kindin ring, tepenidine ring, quinindrin ring, triphenodithiazine ring, triphenodioxazine ring, phenanthrazine ring, anthrazine ring, perimidine ring, diazacarbazole ring (any one of the carbon atoms constituting the carboline ring is a nitrogen atom Phenanthroline ring, dibenzofuran ring, dibenzothiophene ring, naphthofuran ring, naphthothiophene ring, benzodifuran ring, benzod
  • n represents an integer of 0 to 8, preferably 0 to 2, particularly 1 or 2 when X is an oxygen atom or a sulfur atom. preferable.
  • a host compound having both a dibenzofuran ring and a carbazole ring is particularly preferable.
  • Light emitting material (light emitting dopant)>
  • a fluorescent compound or a phosphorescent light-emitting material also referred to as a phosphorescent compound or a phosphorescent compound
  • a phosphorescent material is preferable.
  • a phosphorescent material is a compound in which light emission from the lowest triplet energy level in an excited state is observed. Specifically, it is a compound that emits phosphorescence at room temperature (25 ° C.). Although the rate is defined as a compound of 0.01 or more at 25 ° C., the preferred phosphorescence quantum yield is 0.1 or more.
  • the phosphorescent quantum yield can be measured by the method described in Spectra II, page 398 (1992 version, Maruzen) of Experimental Chemistry Course 4 of the 4th edition.
  • the phosphorescence quantum yield in a solution can be measured using various solvents.
  • the phosphorescence quantum yield (0.01 or more) is achieved in any solvent. Just do it.
  • phosphorescent materials There are two types of light-emitting principles of phosphorescent materials. One is the recombination of carriers 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 material. Energy transfer type to obtain light emission from the phosphorescent light emitting material, and another one is that the phosphorescent light emitting material becomes a carrier trap, and carrier recombination occurs on the phosphorescent light emitting material and light emission from the phosphorescent light emitting material is obtained. In any case, the condition is that the excited state energy of the phosphorescent material is lower than the excited state energy of the host compound.
  • the phosphorescent light-emitting material can be appropriately selected from known materials used for the light-emitting layer of the organic EL element, and is preferably a complex compound containing a group 8-10 metal in the periodic table of elements. 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.
  • a phosphorescent dopant represented by the following general formula (2) as the phosphorescent compound.
  • R 1 represents a substituent.
  • Z represents a nonmetallic atom group necessary for forming a 5- to 7-membered ring.
  • n1 represents an integer of 0 to 5.
  • B 1 to B 5 each represent a carbon atom, a nitrogen atom, an oxygen atom, or a sulfur atom, and at least one represents a nitrogen atom.
  • M 1 represents a group 8 to group 10 metal in the periodic table.
  • X 1 and X 2 each represent a carbon atom, a nitrogen atom or an oxygen atom, and L 1 represents an atomic group which forms a bidentate ligand together with X 1 and X 2 .
  • m1 represents an integer of 1, 2, or 3
  • m2 represents an integer of 0, 1, or 2
  • m1 + m2 is 2 or 3.
  • the phosphorescent compound represented by the general formula (2) has the highest occupied orbital (High Occupied Molecular Orbital; HOMO) energy level in the range of ⁇ 5.15 to ⁇ 3.50 eV.
  • the energy level of Lowest Unoccupied Molecular Orbital (LUMO) is preferably in the range of ⁇ 1.25 to +1.00 eV, more preferably the energy level of HOMO is in the range of ⁇ 4.80 to ⁇ 3.50 eV.
  • the LUMO energy level is in the range of ⁇ 0.80 to +1.00 eV.
  • examples of the substituent represented by R 1 include an alkyl group (eg, methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, tert-butyl group, pentyl group).
  • Z represents a nonmetallic atom group necessary for forming a 5- to 7-membered ring.
  • the 5- to 7-membered ring formed by Z include a benzene ring, naphthalene ring, pyridine ring, pyrimidine ring, pyrrole ring, thiophene ring, pyrazole ring, imidazole ring, oxazole ring and thiazole ring. Of these, a benzene ring is preferred.
  • B 1 to B 5 represent a carbon atom, a nitrogen atom, an oxygen atom or a sulfur atom, and at least one represents a nitrogen atom.
  • the aromatic nitrogen-containing heterocycle formed by these five atoms is preferably a monocycle. Examples include pyrrole ring, pyrazole ring, imidazole ring, triazole ring, tetrazole ring, oxazole ring, isoxazole ring, thiazole ring, isothiazole ring, oxadiazole ring, and thiadiazole ring.
  • a pyrazole ring and an imidazole ring are preferable, and an imidazole ring in which B 2 and B 5 are nitrogen atoms is particularly preferable.
  • These rings may be further substituted with the above substituents.
  • Preferred as the substituent are an alkyl group and an aryl group, and more preferably an aryl group.
  • L 1 represents an atomic group that forms a bidentate ligand together with X 1 and X 2 .
  • Specific examples of the bidentate ligand represented by X 1 -L 1 -X 2 include, for example, substituted or unsubstituted phenylpyridine, phenylpyrazole, phenylimidazole, phenyltriazole, phenyltetrazole, pyrazabol, picolinic acid And acetylacetone. These groups may be further substituted with the above substituents.
  • n1 represents an integer of 1, 2 or 3
  • m2 represents an integer of 0, 1 or 2
  • m1 + m2 is 2 or 3.
  • m2 is 0
  • the metal represented by M 1 but the transition metal elements of group 8-10 of the periodic table is used, inter alia iridium, platinum are preferred, more preferably iridium.
  • an electrode material made of a metal, an alloy, an electrically conductive compound or a mixture thereof having a high work function (4 eV or more) is preferably used.
  • electrode substances include metals such as Au, and conductive transparent materials such as CuI, tin-doped indium oxide (ITO), SnO 2 , and ZnO.
  • conductive transparent materials such as CuI, tin-doped indium oxide (ITO), SnO 2 , and ZnO.
  • an amorphous material such as IDIXO (In 2 O 3 —ZnO) capable of forming a transparent conductive film may be used.
  • these electrode materials may be formed into a thin film by a method such as vapor deposition or sputtering, and a desired shape pattern may be formed by a photolithography method, or when pattern accuracy is not so high (about 100 ⁇ m or more)
  • a pattern may be formed through a mask having a desired shape at the time of vapor deposition or sputtering of the electrode material.
  • wet film-forming methods such as a printing system and a coating system, can also be used.
  • the transmittance be greater than 10%, and the sheet resistance as the anode is preferably several hundred ⁇ / ⁇ or less.
  • the film thickness is usually in the range of 10 to 1000 nm, preferably in the range of 10 to 200 nm.
  • cathode a material having a low work function (4 eV or less) metal (referred to as an electron injecting metal), an alloy, an electrically conductive compound, and a mixture thereof as an electrode material is used.
  • electrode materials include sodium, sodium-potassium alloy, magnesium, lithium, magnesium / copper mixture, magnesium / silver mixture, magnesium / aluminum mixture, magnesium / indium mixture, aluminum / aluminum oxide (Al 2 O 3 ) Mixtures, indium, lithium / aluminum mixtures, rare earth metals and the like.
  • a mixture of an electron injecting metal and a second metal which is a stable metal having a larger work function than this for example, a magnesium / silver mixture, Magnesium / aluminum mixtures, magnesium / indium mixtures, aluminum / aluminum oxide (Al 2 O 3 ) mixtures, lithium / aluminum mixtures, aluminum and the like are preferred.
  • the cathode can be produced by forming a thin film of these electrode materials by a method such as vapor deposition or sputtering.
  • the sheet resistance as the cathode is preferably several hundred ⁇ / ⁇ or less, and the film thickness is usually in the range of 10 nm to 5 ⁇ m, preferably in the range of 50 to 200 nm.
  • the emission luminance is advantageously improved.
  • a transparent or translucent cathode can be produced by forming the above metal on the cathode with a film thickness of 1 to 20 nm and then forming the conductive transparent material mentioned in the description of the anode thereon.
  • an organic EL element in which both the anode and the cathode are transmissive can be produced.
  • the support substrate (hereinafter also referred to as a substrate, substrate, substrate, support, etc.) that can be used in the organic EL device according to the present invention is not particularly limited in type, such as glass and plastic, and is transparent. Or opaque. When extracting light from the support substrate side, the support substrate is preferably transparent. Examples of the transparent support substrate preferably used include glass, quartz, and a transparent resin film. Since the effect of suppressing high-temperature storage stability and chromaticity variation appears greatly in a flexible substrate rather than a rigid substrate, as a particularly preferable support substrate, flexibility that can impart flexibility to an organic EL element It is a resin film provided with.
  • polyesters such as polyethylene terephthalate (PET) and polyethylene naphthalate (PEN), polyethylenes, or polypropylenes, cellophane, cellulose diacetate, cellulose triacetate (TAC), cellulose acetate butyrate, and cellulose acetate.
  • Cellulose esters such as propionate (CAP), cellulose acetate phthalate, cellulose nitrate or derivatives thereof, polyvinylidene chloride, polyvinyl alcohol, polyethylene vinyl alcohol, syndiotactic polystyrene, polycarbonate, norbornene resin, polymethylpentene, poly Ether ketone, polyimide, polyether sulfone (PES), polyphenylene sulfide, poly Cycloolefins such as luphones, polyetherimide, polyetherketoneimide, polyamide, fluororesin, nylon, polymethylmethacrylate, acrylic or polyarylate, arton (trade name, manufactured by JSR) or appel (trade name, manufactured by Mitsui Chemicals) Based resins and the like.
  • CAP propionate
  • CAP propionate
  • cellulose acetate phthalate cellulose nitrate or derivatives thereof
  • polyvinylidene chloride polyvinyl alcohol
  • polyethylene vinyl alcohol
  • a film composed of an inorganic substance or an organic substance or a hybrid film of both may be formed, and the water vapor transmission rate (25 ⁇ 0.00%) measured by a method according to JIS K 7129-1992. It is preferably a barrier film having a relative humidity (90 ⁇ 2)% RH) of 0.01 g / (m 2 ⁇ 24 h) or less, and further measured by a method according to JIS K 7126-1987.
  • any material may be used as long as it has a function of suppressing entry of factors that cause deterioration of the organic EL element such as moisture and oxygen.
  • silicon oxide, silicon dioxide, silicon nitride, or the like is used. Can do.
  • the method for forming the barrier film is not particularly limited.
  • the vacuum deposition method, sputtering method, reactive sputtering method, molecular beam epitaxy method, cluster ion beam method, ion plating method, plasma polymerization method, atmospheric pressure plasma A polymerization method, a plasma CVD method, a laser CVD method, a thermal CVD method, a coating method, and the like can be used, but an atmospheric pressure plasma polymerization method as described in JP-A-2004-68143 is particularly preferable.
  • the opaque support substrate examples include metal plates such as aluminum and stainless steel, films, opaque resin substrates, ceramic substrates, and the like.
  • the external extraction efficiency of light emission at room temperature is preferably 1.0% or more, more preferably 5.0% or more.
  • the external extraction efficiency here can be expressed by the following equation.
  • External quantum efficiency (%) number of photons emitted to the outside of the organic EL element / number of electrons sent to the organic EL element ⁇ 100.
  • a protective film or a protective plate may be provided outside the sealing film on the side facing the support substrate with the organic functional layer interposed therebetween or on the outer side of the sealing film.
  • the mechanical strength is not necessarily high, and thus it is preferable to provide such a protective film or protective plate.
  • the same glass plate, polymer plate / film laminate, metal plate / film laminate, and the like used for the sealing can be used. Therefore, it is preferable to use a polymer film.
  • a light extraction member can be provided between the flexible support substrate and the anode or at any location on the light emission side from the flexible support substrate.
  • Examples of the light extraction member include a prism sheet, a lens sheet, and a diffusion sheet. Further, a diffraction grating or a diffusion structure introduced into an interface or any medium that causes total reflection can be used.
  • an organic electroluminescence element that emits light from a substrate
  • a part of the light emitted from the light emitting layer causes total reflection at the interface between the substrate and air, causing a problem of loss of light.
  • prismatic or lens-like processing is applied to the surface of the substrate, or prism sheets, lens sheets, and diffusion sheets are attached to the surface of the substrate, thereby suppressing total reflection and light extraction efficiency. To improve.
  • a desired electrode material for example, a thin film made of an anode material is formed on a suitable substrate by a thin film forming method such as vapor deposition or sputtering so as to have a thickness of 1 ⁇ m or less, preferably 10 to 200 nm.
  • An anode is produced.
  • an organic functional layer (organic compound thin film) of a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer, and an electron transport layer, which is an organic EL element material, is formed thereon.
  • the step of forming the organic functional layer mainly includes a step of applying and laminating the coating liquid constituting the organic functional layer on the anode of the support substrate and a step of drying the coating liquid after coating and lamination. Composed.
  • the step of applying and drying may be performed in the air, but the step of drying is preferably performed in an inert gas atmosphere such as nitrogen, and the step of applying is also preferably performed in an inert gas atmosphere.
  • the inert gas atmosphere preferably contains 100 ppm or less of water or oxygen, more preferably 10 ppm or less, and even more preferably 1 ppm or less.
  • a wet process for example, spin coating method, casting method, die coating method, blade coating method, roller coating method, ink jet method, printing method, spray coating method, curtain coating method, LB method
  • spin coating method, casting method, die coating method, blade coating method, roller coating method can be used among wet processes.
  • film formation by a coating method such as an ink jet method is preferable, and in addition, it can also be formed using a vapor deposition method.
  • liquid medium for dissolving or dispersing the organic EL material according to the present invention examples include ketones such as methyl ethyl ketone and cyclohexanone, fatty acid esters such as ethyl acetate, halogenated hydrocarbons such as dichlorobenzene, toluene, xylene, and mesitylene.
  • Aromatic hydrocarbons such as cyclohexylbenzene, aliphatic hydrocarbons such as cyclohexane, decalin, and dodecane, and organic solvents such as dimethylformamide (DMF) and dimethylsulfoxide (DMSO) can be used.
  • a dispersion method it can disperse
  • distributes the organic EL material which concerns on this invention is in inert gas atmosphere, and the process by which a solution is not exposed to an application atmosphere until it apply
  • the coating / laminating and drying steps of these layers may be single wafer manufacturing or continuous online manufacturing.
  • the atmosphere when applying each layer may be common, but from the viewpoint of eliminating the influence of the volatilizing solvent, the coating booth of each layer is separated by a partition, and the atmosphere is circulated independently. It is preferable.
  • the drying process may be performed while being conveyed on the line, but from the viewpoint of productivity, it may be deposited or rolled in a non-contact manner in a roll form.
  • a thin film made of a cathode material is formed thereon by a method such as vapor deposition or sputtering so as to have a film thickness of 1 ⁇ m or less, preferably in the range of 10 nm to 50 nm.
  • the organic EL element according to the present invention can be used as a display device, a display, and various light sources.
  • Examples of light sources include home lighting, interior lighting, backlights for watches and liquid crystals, billboard advertisements, traffic lights, light sources for optical storage media, light sources for electrophotographic copying machines, light sources for optical communication processors, and light sources for optical sensors. Furthermore, it can be used in a wide range of applications such as general household appliances that require a display device, but it can be used effectively as a backlight of a liquid crystal display device combined with a color filter, and as a light source for illumination. it can.
  • patterning may be performed by a metal mask, an inkjet printing method, or the like at the time of film formation, if necessary.
  • patterning only the electrode may be patterned, the electrode and the light emitting layer may be patterned, or the entire layer of the element may be patterned.
  • a conventionally known method is used. Can do.
  • Hot melt resin 1 Hot melt resin (softening point 80 ° C.) mainly composed of ethylene methacrylic acid copolymer
  • Hot melt resin 2 Hot melt resin (softening point 83 ° C.) mainly composed of ethylene methacrylic acid copolymer
  • Hot melt resin 3 Hot melt resin mainly composed of ethylene vinyl acetate copolymer (softening point 85 ° C) (Preparation of thermosetting resin) ⁇ Preparation of thermosetting resin 1>
  • the following components (A) to (D) were mixed under the condition that the curing rate was 50% when heat-treated at 120 ° C. for 20 minutes to prepare thermosetting resin 1 as an epoxy adhesive.
  • thermosetting resin 2 (A) Bisphenol A (B) Diglycidyl ether (DGEBA) (C) Dicyandiamide (DICY) Epoxy adduct curing accelerator (D) Calcium oxide (1.0% by volume) ⁇ Preparation of thermosetting resin 2> In the preparation of the thermosetting resin 1, a thermosetting resin 2 was prepared in the same manner except that the calcium oxide in the item (D) was changed to the same amount of barium oxide.
  • thermosetting resin 3 was prepared in the same manner as in the preparation of the thermosetting resin 1 except that the amount of calcium oxide added in the item (D) was changed to 2.0% by volume.
  • a square stainless steel measuring container 15 having an upper wall thickness of 1 cm and a side length of 10 cm was used. After subjecting the upper side of the measurement container 15 to corona discharge treatment by a corona discharge device and surface-treating, the hot melt resin or thermosetting resin prepared above is applied to the upper side of the measurement container 15 with a film thickness of 30 ⁇ m, Next, the upper part of the measurement container 15 was covered with a glass plate 13 having a larger area than the upper part of the measurement container 15. Then, after press-bonding for 5 minutes at a temperature (120 ° C.) higher than the softening point of each sealing resin, a pressure of 0.2 MPa was applied, followed by heating at 120 ° C. for 30 minutes.
  • the measurement container was evacuated in an environment of 60 ° C. and 90% RH, and the moisture content in the measurement container was detected with a mass spectrometer through a liquid nitrogen trap. At this time, evacuation was performed until the background level of water vapor in the measurement container was 1 ⁇ 10 ⁇ 6 Pa or less. Thereafter, the environment around the measurement container was set to 60 ° C. and 90% RH. The moisture content inside the measurement container is measured every 10 hours, the moisture content increase curve shown in FIG. 5 is created, and the time when the SN ratio is 10 or more is measured with respect to the background noise value. This was determined as T tr . The obtained results are shown in Table 1.
  • sealing element 1 As shown in FIG. 1, an Alpet in which an aluminum foil (30 ⁇ m thickness) was laminated on a 50 ⁇ m thick PET film (polyethylene terephthalate film) via an adhesive layer was used as the first substrate. On the aluminum foil surface of Alpet, the hot melt resin 1 was uniformly applied as a sealing resin with a thickness of 30 ⁇ m using a dispenser. Next, the first substrate was transferred to a vacuum chamber, and an aluminum thin film was deposited as an auxiliary electrode layer 9A with a thickness of 200 nm in a pattern as shown in FIG.
  • Sealing elements 2 to 6 were prepared in the same manner except that the hot melt resin 1 was changed to each sealing resin shown in Table 2 in the preparation of the sealing element 1.
  • sealing element 7 was produced in the same manner except that the formation of the auxiliary electrode layer was changed to the method for forming the auxiliary electrode layer using the coated silver ultrafine particles described below.
  • auxiliary electrode layer 7A composed of coated silver ultrafine particles was formed.
  • the coated silver ultrafine particles obtained above were dispersed in n-butanol to prepare a coated silver ultrafine particle dispersion.
  • the above-mentioned coated silver ultrafine particle dispersion is applied on the thermosetting resin layer in which the thermosetting resin 1 is formed with a thickness of 30 ⁇ m on the Alpet under the condition that the solid content film thickness is 200 nm.
  • An electrode forming layer 7 was provided.
  • the auxiliary electrode forming layer 7 was heated and baked at 100 ° C. for 20 minutes to convert into the auxiliary electrode layer 7A, and the sealing element 7 was produced.
  • thermosetting resin layer As a representative example of the level of providing an aluminum thin film by vapor deposition as an auxiliary electrode layer on a thermosetting resin, on a thermosetting resin layer provided with a thermosetting resin 1 having a thickness of 30 ⁇ m on an alpet.
  • K-705RS four probe method manufactured by Kyowa Riken Co., Ltd.
  • the electrical resistance value of the sealing element 7 in which the auxiliary electrode layer was formed using the coated silver ultrafine particles was measured using K-705RS (four probe method) manufactured by Kyowa Riken Co., Ltd. 10 ⁇ 6 ⁇ ⁇ m.
  • Preparation of organic EL element substrate >> [Preparation of organic EL element substrate 1] (1: Formation of anode layer) An ITO thin film having a thickness of 120 nm is formed on the prepared non-alkali glass plate by a sputtering method and patterned by a photolithography method. An anode (first electrode 3) having a pattern as shown in FIG. The pattern was formed so that the light emission area was 50 mm square.
  • the patterned ITO substrate was subjected to ultrasonic cleaning with isopropyl alcohol, dried with dry nitrogen gas, and subjected to UV ozone cleaning for 5 minutes.
  • poly (3,4-ethylenedioxythiophene) -polystyrene sulfonate (PEDOT / PSS, Bayer, Baytron P Al 4083) diluted to 70% with pure water was used at 3000 rpm, 30 A film was formed by spin coating under the condition of seconds. Film formation was performed in an air atmosphere. Then, it dried at 200 degreeC for 1 hour, and formed the positive hole injection layer with a film thickness of 30 nm.
  • the substrate formed up to the electron transport layer is attached to a vacuum deposition apparatus, a molybdenum boat containing lithium fluoride is heated, and deposited on the electron transport layer at a deposition rate of 0.02 nm / second. A 5 nm electron injection layer was formed. Subsequently, aluminum was deposited on the electron injection layer to form a cathode (second electrode 4 shown in FIG. 1) having a film thickness of 100 nm, and the organic EL element substrate 1 was produced.
  • organic EL element substrate 2 In the production of the organic EL element substrate 1, an organic EL element substrate 2 was produced in the same manner except that the film thickness of the cathode (second electrode 4 shown in FIG. 1) was changed to 50 nm.
  • the organic EL element substrate 3 was produced in the same manner except that the film thickness of the cathode (second electrode 4 shown in FIG. 1) was changed to 30 nm.
  • Normal light emission
  • Almost normal light emission
  • Non-light emitting portion is generated due to peeling between the sealing element and the organic EL element substrate
  • Evaluation of sealing performance Each organic EL element was stored in an environment of 60 ° C. and 90% RH for 300 hours. Subsequently, the change in the light emission state before and after the high temperature and high humidity treatment was visually observed, and the sealing performance was evaluated according to the following criteria.
  • the organic EL device of the present invention is more stable than the comparative example even when stored for a long period of time under high temperature storage conditions (adhesion) and high temperature and high humidity. It can be seen that the stopping performance is excellent.
  • the sealing element for organic electroluminescence elements of the present invention can simplify the process after bonding, has excellent adhesion stability under a high temperature environment after bonding, has high temperature stability and sealing performance.
  • An excellent organic electroluminescence element can be provided, and this organic electroluminescence element is suitably used as various light sources for flat illumination, optical fiber light source, liquid crystal display backlight, liquid crystal projector backlight, display device, etc. it can.

Abstract

 本発明の課題は、貼合後の工程が簡略化でき、貼合後の高温環境下での密着安定性に優れた有機エレクトロルミネッセンス素子用封止要素と、該有機エレクトロルミネッセンス素子用封止要素を用い、高温安定性及び封止性能に優れた有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法を提供することである。 本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子用封止要素は、基板上に、熱硬化性樹脂を含有する熱硬化性樹脂層と、補助電極層とをこの順に有することを特徴とする。

Description

有機エレクトロルミネッセンス素子用封止要素、有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法
 本発明は、有機エレクトロルミネッセンス素子用封止要素と、それを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法に関する。
 近年、有機物質を使用した有機エレクトロルミネッセンス素子(以下、有機EL素子ともいう。)は、固体発光型の安価な大面積フルカラー表示素子や書き込み光源アレイとしての用途が有望視されており、活発な研究開発が進められている。
 有機EL素子は、可撓性のフィルム上に形成された1対の陽極と陰極との間に、有機発光物質を含有する厚さが僅か0.1μm程度の有機機能層を単層あるいは積層して構成されている薄膜型の全固体素子である。
 この様な有機EL素子では、2~20V程度という比較的低い電圧を印加することにより、有機機能層に対し、陰極からは電子が注入され、陽極からは正孔が注入される。この電子と正孔が、有機機能層を構成する発光層において再結合して形成された励起子が、エネルギー準位として励起状態から基底状態に戻る際に、エネルギーを光として放出することにより発光が得られる方法であり、次世代の平面ディスプレイ装置や照明装置として期待されている技術である。
 近年発見された燐光発光を利用する有機EL素子では、以前の蛍光発光を利用する有機EL素子に比べ、原理的に約4倍の発光効率が実現可能であることから、その材料の開発をはじめとして、発光素子の層構成や電極構成等の研究が世界中で広く行われている。特に、地球温暖化防止策の一環として、人類のエネルギー消費に占める比率が高い照明器具への応用が検討されはじめており、従来の照明器具に置き換わりうる白色発光パネルの実用化に向けて、その分野に適用する有機EL素子の研究が盛んに行われている。
 照明用白色発光パネルにおいては、近年、競合商品であるLED分野における急速な発光効率の向上や、長寿命化と、製品の低価格化を受け、有機エレクトロルミネッセンス素子が市場で普及するためには、より一層の発光の効率化、素子寿命の向上及び低価格化が求められている。特に、低価格化を実現するためには、有機機能層の成膜方法、電極成膜方法、封止方法、実装工程などの各製造工程をいかに簡略化するかが重要な要素となっている。
 製造工程を簡略化するための手段の一つとして、貼合法が検討されている。例えば、基板上に有機EL素子の一部を成膜した第一基板と、残りの部分を成膜した第二基板とを貼合させて、有機EL素子を作製する方法が公開されている(例えば、特許文献1参照。)。この方法では、第一基板と第二基板とを貼合させた後、その貼合界面を分子レベルで接合させるためには、後処理を行う必要がある。
 また、電極とその補助電極とを貼合する方法が示されている(例えば、特許文献2参照。)。特許文献2で開示されている方法では、ホットメルト樹脂上に補助電極を形成することにより、貼合の際の接着不良を起こしにくいとされている。また、導電性の高い電極同士を貼り合せるため、一部が接していれば、電気的な接合は十分である等の利点を備えている。しかしながら、ホットメルト樹脂を使用しているため、耐熱性が低いことが問題点として挙げられる。これに対し、ホットメルト樹脂の耐熱温度を上げてしまうと、貼合時に有機EL素子にダメージを与えてしまうことになる。また、一般的なホットメルト樹脂では、水分を透過しやすく、貼合後に、更に封止工程が必要となってしまう。
特開2009-289716号公報 特開2006-318776号公報
 本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、その解決課題は、貼合法により有機エレクトロルミネッセンス素子を製造する方法に適用が可能で、貼合後の工程が簡略化でき、貼合後の高温環境下での密着安定性及び封止性能に優れた有機エレクトロルミネッセンス素子用封止要素と、該有機エレクトロルミネッセンス素子用封止要素を用いた有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法を提供する。
 本発明者は、上記問題に鑑み鋭意検討を進めた結果、第一基板上に、熱硬化性樹脂を含有する熱硬化性樹脂層と、補助電極層とをこの順に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用封止要素であり、1)第一基板上に、熱硬化性樹脂を含有する熱硬化性樹脂層及び補助電極形成層をこの順に形成し、該熱硬化性樹脂の硬化温度T(℃)未満の温度(転化温度T)で加熱処理を施して該補助電極形成層を補助電極層に変換して形成した有機エレクトロルミネッセンス素子用封止要素と、2)第二基板上に第一電極、有機機能層及び第二電極層をこの順で有する有機エレクトロルミネッセンス素子基板を、3)該有機エレクトロルミネッセンス素子用封止要素の補助電極層と、該有機エレクトロルミネッセンス素子基板の第二電極層とが接触するように貼り合わせた後、該熱硬化性樹脂の硬化温度T以上の温度で加熱して、該熱硬化性樹脂層を硬化して製造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により、貼合後の工程が簡略化でき、貼合後の高温環境下での密着安定性に優れた有機エレクトロルミネッセンス素子用封止要素と、該有機エレクトロルミネッセンス素子用封止要素を用い、生産性に優れた有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法を実現することができることを見出し、本発明に至った次第である。
 すなわち、本発明の上記課題は、下記の手段により解決される。
 1.基板上に、熱硬化性樹脂を含有する熱硬化性樹脂層と、補助電極層とをこの順に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用封止要素。
 2.前記熱硬化性樹脂が、下記の水分透過性試験法で測定した水分増加の開始時間Ttrが、300時間以上であることを特徴とする第1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用封止要素。
 水分透過性試験法:上方が解放されていて、壁の厚さが1cmで、一辺の長さが10cm、高さが10cmの測定容器を用い、測定容器の厚さ1cmの壁の上辺部の全てに熱硬化性樹脂を30μmの厚さで塗布する。次いで、測定容器の断面積(10cm×10cm)よりも広い面積を有するガラス板を、測定容器の上方に付与した熱硬化性樹脂と貼り合わせて、熱硬化性樹脂の硬化温度T(℃)よりも高い温度で硬化させて接着した後、当該測定容器を60℃、90%相対湿度の環境下に置き、当該測定容器の熱硬化性樹脂層を通過して、当該測定容器の内部に流入する水分量を測定し、水分量がバックグラウンドのノイズ値に対し、SN比で10以上の値となった時間を求め、これを水分増加の開始時間Ttrとする。
 3.前記熱硬化性樹脂が、エポキシ樹脂であることを特徴とする第1項又は第2項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用封止要素。
 4.前記補助電極層は、補助電極形成層を転化温度T(℃)で熱処理を施して形成され、比抵抗値が1.0×10-5Ω・m以下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有機エレクトロルミネッセンス素子用封止要素。
 5.前記転化温度T(℃)は、前記熱硬化性樹脂の硬化温度T(℃)未満であることを特徴とする第4項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用封止要素。
 6.前記補助電極層が、前記第一基板の表面の一部と電気的に接続されていることを特徴とする第1項から第5項までのいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用封止要素。
 7.第1項から第6項までのいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用封止要素を用いた有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法であって、
 1)第一基板上に、熱硬化性樹脂を含有する熱硬化性樹脂層及び補助電極層をこの順で形成した有機エレクトロルミネッセンス素子用封止要素と、
 2)第二基板上に第一電極、有機機能層及び第二電極層をこの順で有する有機エレクトロルミネッセンス素子基板を、
 3)前記有機エレクトロルミネッセンス素子用封止要素の補助電極層と、前記有機エレクトロルミネッセンス素子基板の第二電極層とが接触するように貼り合わせた後、前記熱硬化性樹脂の硬化温度T以上の温度で加熱して、該熱硬化性樹脂層を硬化して製造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。
 8.第1項から第6項までのいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用封止要素を用いた有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法であって、
 1)第一基板上に、熱硬化性樹脂を含有する熱硬化性樹脂層及び補助電極形成層をこの順に形成し、該熱硬化性樹脂の硬化温度T(℃)未満の温度(転化温度T)で加熱処理を施して該補助電極形成層を補助電極層に転化して形成した有機エレクトロルミネッセンス素子用封止要素と、
 2)第二基板上に第一電極、有機機能層及び第二電極層をこの順で有する有機エレクトロルミネッセンス素子基板を、
 3)前記有機エレクトロルミネッセンス素子用封止要素の補助電極層と、前記有機エレクトロルミネッセンス素子基板の第二電極層とが接触するように貼り合わせた後、前記熱硬化性樹脂の硬化温度T以上の温度で加熱して、該熱硬化性樹脂層を硬化して製造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。
 本発明の上記手段により、貼合後の工程が簡略化でき、貼合後の高温環境下での密着安定性及び封止性能に優れた有機エレクトロルミネッセンス素子用封止要素と、該有機エレクトロルミネッセンス素子用封止要素を用いた有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法を提供することができる。
 本発明で規定する構成により、上記問題を解決することができたのは、以下の理由によるものと推測している。
 従来の方法であるホットメルト樹脂層上に補助電極を形成した有機EL素子用封止要素を用いて、有機EL素子基板と貼合して形成した有機EL素子の形態においては、特に、高温環境下で保存した場合には、使用しているホットメルト樹脂の軟化点を超えてしまう場合がしばしば発生し、その結果、使用しているホットメルト樹脂に流動性が発現してくる。上記構成では、有機EL素子用封止要素を構成している補助電極と、有機EL素子基板を構成している陰極とは、物理的に接触しているだけであるため、ホットメルト樹脂に流動性が発現してしまうと、有機EL素子用封止要素と有機EL素子基板の間で剥離が生じる結果となる。加えて、高温環境下では、樹脂に流動性が出てきてしまうため、水蒸気が樹脂内を透過しやすくなってしまう問題を抱えている。
 上記問題に対応するため、軟化点が高いホットメルト樹脂を使用した場合は、貼合時に、高温条件下での加熱圧着が必要となるため、高温環境下に有機EL素子をさらすこととなり、有機EL素子の性能に与えるダメージが大きくなる。
 上記問題に対し、本発明で規定する構成では、封止に用いる樹脂成分としては熱硬化性樹脂を使用しているため、高温保存時に流動性が発現することはなく、その結果、剥離の発生を飛躍的に防止することができる。また、本発明に適用する熱硬化性樹脂は、三次元に熱架橋されているため、高温環境下においても、樹脂の密度が高い状態に保たれ、水蒸気の樹脂内の透過を抑制できるものである。
有機EL素子用封止要素を用いて、貼合法により有機EL素子を製造する方法の一例を示す概略上面図 貼合前の有機EL素子用封止要素と、有機EL素子基板との配置の一例を示す概略断面図 有機EL素子用封止要素と有機EL素子基板とを貼合及び加熱して作製した封止済みの有機EL素子の一例を示す概略断面図 熱硬化性樹脂の水分透過性測定に使用する測定装置の一例を示す概略図 水分透過性測定装置により測定した水分量の増加曲線の一例を示すグラフ 本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子の概略的な構成の一例を示す断面図
 本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子用封止要素は、第一基板上に、熱硬化性樹脂を含有する熱硬化性樹脂層と、補助電極層とをこの順に有することを特徴とし、貼合法により有機エレクトロルミネッセンス素子を製造する方法に適用が可能であり、貼合後の工程が簡略化でき、貼合後の高温環境下での密着安定性及び封止性能に優れた有機エレクトロルミネッセンス素子用封止要素を実現することができる。この特徴は、請求項1から請求項8に係る発明に共通する技術的特徴である。
 本発明の実施態様としては、本発明の目的とする効果をより発現できる観点から、前記熱硬化性樹脂が、前記の水分透過性試験法で測定した水分増加の開始時間Ttrが、300時間以上であることが好ましい。また、前記熱硬化性樹脂が、エポキシ樹脂であることが好ましい。また、前記補助電極層が、補助電極形成層に転化温度T(℃)で熱処理を施して形成され、比抵抗値が1.0×10-5Ω・m以下であることが好ましい。また、前記転化温度T(℃)は、前記熱硬化性樹脂の硬化温度T(℃)未満であることが好ましい。また、前記補助電極層が、前記第一基板の表面の一部と電気的に接続されていることが好ましい態様である。
 更に、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子用封止要素を用いた有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法として、1)第一基板上に、熱硬化性樹脂を含有する熱硬化性樹脂層及び補助電極層をこの順で形成した有機エレクトロルミネッセンス素子用封止要素、あるいは、第一基板上に、熱硬化性樹脂を含有する熱硬化性樹脂層及び補助電極形成層をこの順に形成し、該熱硬化性樹脂の硬化温度T(℃)未満の温度(転化温度T)で加熱処理を施して該補助電極形成層を補助電極層に変換して形成した有機エレクトロルミネッセンス素子用封止要素、2)第二基板上に第一電極、有機機能層及び第二電極層をこの順で有する有機エレクトロルミネッセンス素子基板を、3)該有機エレクトロルミネッセンス素子用封止要素の補助電極層と、該有機エレクトロルミネッセンス素子基板の第二電極層とが接触するように貼り合わせた後、該熱硬化性樹脂の硬化温度T以上の温度で加熱して、該熱硬化性樹脂層を硬化して有機エレクトロルミネッセンス素子を製造することを特徴とする。
 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、以下において示す「~」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する。
 《有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法》
 以下、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子用封止要素を用い、貼合法により有機エレクトロルミネッセンス素子を製造する製造方法について、図を交えて説明する。
 図1は、本発明の有機EL素子用封止要素を用いて、貼合法により有機EL素子を製造する方法の一例を示す概略上面図である。
 図1の(A)は、本発明に係る有機EL素子の構成要素の一つである有機EL素子基板1の構成を示す概略上面図であり、図1の(B)は、有機EL素子用封止要素6の構成を示す概略上面図であり、図1の(C)は、有機EL素子基板1と有機EL素子用封止要素6とを、貼合及び加熱して作製する有機EL素子10の概略上面図である。
 図1の(A)で示す有機EL素子基板1は、第二基板2上に、第一電極(陽極)3として、例えば、スズドープ酸化インジウム(Indium Tin Oxide、ITOと略記する。)をパターン状に成膜し、その第一電極(陽極)3上に、発光層を含む有機機能層5を形成する。次いで、有機機能層5上の一部に、第二電極(陰極)4、例えば、アルミニウム薄膜を成膜して作製される。
 図1の(B)で示す有機EL素子用封止要素6は、第一基板7上の全面に熱硬化性樹脂層8を付与し、その熱硬化性樹脂層8上に一部に、補助電極形成層9、あるいは補助電極層9Aをパターン状に形成する。蒸着法等により補助電極を形成する場合には、補助電極形成層9を経ないで、直接、補助電極層9Aとして形成される。一方、金属粒子等で補助電極形成層9を形成する場合には、この有機EL素子用封止要素6を、熱硬化性樹脂の硬化温度T(℃)未満の温度(転化温度T)で加熱処理Hを施して、補助電極形成層9を補助電極層9Aに変換する。本発明でいう転化温度Tとは、補助電極形成層9が補助電極層9Aに転化する温度をいう。
 次いで、図1に示すように、有機EL素子基板1の第二電極(陰極)4と、有機EL素子用封止要素6の補助電極層9Aを貼合L(Lamination)し、次いで、加熱処理Hを施して、封止された有機EL素子10を作製する。図1の(C)に示す11は、有機EL素子基板1の第二電極(陰極)4と、有機EL素子用封止要素6の補助電極層9Aとの電極貼合部を示す。
 図2は、貼合前の有機EL素子用封止要素と、有機EL素子基板との配置を示す概略断面図である。
 図2に示すように、有機EL素子基板1の第二電極(陰極)4と、有機EL素子用封止要素6の補助電極層9Aとが、対向する位置に配置した後、貼合L及び加熱Hして樹脂の効果を行う。
 図3は、有機EL素子用封止要素6と有機EL素子基板1とを貼合L及び加熱Hして作製した封止済みの有機EL素子10の概略断面図である。
 図3に示すように、有機EL素子基板1の第二電極(陰極)4面と、有機EL素子用封止要素6の補助電極層9A面とを貼合Lした後、熱硬化性樹脂層8を構成する熱硬化性樹脂の硬化温度T以上の温度で加熱Hして、熱硬化性樹脂層8を溶融及び硬化させながら封止構造体の形成を行って、封止された有機EL素子10を作製する。
 《有機エレクトロルミネッセンス素子用封止要素》
 次いで、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子用封止要素の詳細に説明する。
 本発明の有機EL素子用封止要素6(以下、本発明の封止要素ともいう)は、図1~図3に示すように、第一基板7上に、熱硬化性樹脂層8と、補助電極形成層9(加熱処理H後は、補助電極層9Aとなる。)をこの順に有することを特徴とする。本発明の有機EL素子用封止要素6は、図1~図3に示すように、別途用意した有機EL素子基板1と貼合して使用する。本発明の有機EL素子用封止要素は、主にボトムエミッション型の有機EL素子で好適に用いることができるが、それに限定されるものではない。
 また、図1~図3においては、補助電極層9A(9)としては単一層構成を一例として示したが、本発明においては、補助電極層9A(9)は単一層で構成するほかに、必要に応じて、2層以上の補助電極層で構成してもよい。例えば、2層構成からなる補助電極層9A(9)の一例としては、第一基板7上に、熱硬化性樹脂層8を形成し、その上に、第一の補助電極層9A′(9′)として反射電極層を形成し、該反射電極層上に、第二の補助電極層9A″(9″)として透明電極層を形成する構成を挙げることができる。
 (第一基板)
 第一基板7としては、具体的には、ガラス板、ポリマー板とフィルムのハイブリッド材料、金属板とフィルムのハイブリッド材料等が挙げられる。ガラス板としては、特に、ソーダ石灰ガラス、バリウム及び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、ポリサルフォン等から構成される樹脂板を挙げることができる。金属板としては、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、モリブテン、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、及びそれらの複合物が挙げられる。
 また、第一基板7として樹脂フィルムを用いる場合には、バリア性を付与する目的で、その表面にアルミニウム、酸化アルミニウム、酸化ケイ素、窒化ケイ素等から形成されるガスバリア層を積層した積層バリアフィルムを用いることができる。これらのガスバリア層は、封止要素を形成する前、第一基板の両面、あるいは片面に、例えば、スパッタリング法、蒸着法、大気圧プラズマ成膜法、塗布法(エキシマ法)等により形成することもできるし、あるいは、最終的に有機EL素子を形成した後、その第一基板の表面に同様な方法でガスバリア層を形成してもよい。
 本発明に係る第一基板は、酸素透過度が1×10-3ml/(m・24h・atm)以下、水蒸気透過度(25±0.5℃、相対湿度(90±2)%RH)が、1×10-3g/(m・24h)以下の特性を備えたものが好ましい。
 また、本発明に適用する第一基板7としては、アルミニウム等の金属箔をラミネートした積層フィルム構造であっても良い。金属箔の片面にポリマーフィルムを積層する方法としては、一般に使用されているラミネート機を使用することができる。接着剤としては、例えば、ポリウレタン系、ポリエステル系、エポキシ系、アクリル系等の接着剤を用いることができる。必要に応じて硬化剤を併用してもよい。ドライラミネート方式、ホットメルトラミネーション法、エクストルージョンラミネート法及び共押出しラミネーション法等を使用できるが、ドライラミネート方式が好ましい。
 また、金属箔をスパッタ法や蒸着法等で形成し、導電性ペースト等の流動性電極材料を作製する場合は、逆にポリマーフィルムを基材としてこれに金属箔を成膜する方法で作製してもよい。他の方法としては、例えば、絶縁性の基板の一部をくりぬき、その部分を金属などの導電性材料で置き換えて使用することもできる。
 (熱硬化性樹脂層)
 本発明に係る熱硬化性樹脂層の形成に適用可能な熱硬化性樹脂としては、特に制限はないが、例えば、フェノール樹脂(PF)、エポキシ樹脂(EP)、メラミン樹脂(MF)、尿素樹脂(UF)、不飽和ポリエステル樹脂(UP)、アルキド樹脂、ポリウレタン樹脂(PUR)、熱硬化性ポリイミド(PI)等を挙げることができる。これら例示した熱硬化性樹脂の中でも、本発明においては、エポキシ樹脂を好適に用いることができる。
 本発明に係る熱硬化性樹脂層を構成する材料としては、例えば、熱可塑性樹脂(例えば、エポキシ樹脂)のほかに、硬化剤、硬化促進剤、その他添加剤等を用いることができ、それらの詳細については、例えば、特開2009-269984号公報に記載されているような材料を挙げることができるが、これに限定されるものではない。また、一般的に、エポキシ樹脂、硬化剤、硬化促進剤の割合を適宜調整することにより、80~200℃の温度範囲で所望の硬化速度に調整することができる。
 また、本発明に係る熱硬化性樹脂層には、吸湿剤を含有することができる。吸湿剤を含有させることにより、水分透過のラビリンス効果(水分透過遅延)や吸湿効果を熱可塑性樹脂層に付与させることができる。
 本発明に適用可能な吸湿剤としては、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)、硫酸塩類(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、沃化バリウム、沃化マグネシウム等)、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、その中でも、硫酸塩類、金属ハロゲン化物及び過塩素酸類の無水塩が好適に用いられる。また、これらをシリカに担持させた微粒子を用いることもできる。
 本発明に適用する熱硬化性樹脂は、後述するように、水分透過性が低いものを用いることが好ましい態様であり、これにより、有機EL素子の封止効果を熱硬化性樹脂層が兼ねることができる。
 本発明に係る熱硬化性樹脂層は、熱硬化性樹脂、硬化剤、硬化促進剤等を所望の比率で配合した後、溶解、塗布して形成することができる。
 本発明に係る熱硬化性樹脂の硬化温度Tは、特に制限はないが、150℃以下が好ましく、さらに120℃以下であることが好ましい。さらに後述するように、熱硬化性樹脂上に補助電極形成層9を設ける場合であって、補助電極形成層9を加熱で導電性のある補助電極層9Aに転化させる場合には、その転化温度T(加熱処理温度T)よりも、熱硬化性樹脂の硬化温度Tが高いことが好ましく、転化温度Tとしては100℃以上が好ましい。この場合、転化温度Tで30分熱硬化性樹脂を加熱したとしても、熱硬化性樹脂の硬化率が5.0%以下であることが好ましい。また、一度、高温でプレベークをすることで硬化温度Tが低下する、転化温度T<硬化温度T<プレベーク温度となるものを使用すれば、熱硬化性樹脂をほとんど硬化させずに、補助電極形成層9を補助電極層9Aに転化することができる。ただし、補助電極形成層9が紫外線照射により補助電極層9Aに転化する方式である場合はこの限りではない。
 熱硬化性樹脂層の厚さとしては、有機EL素子層の厚さよりも厚ければよいが、10~100μmの範囲の厚さが好適であり、さらには20~50μmの厚さの範囲がより好適である。
 (補助電極形成層及び補助電極層)
 次に、本発明で用いることができる補助電極形成層9及びそれを加熱転化して形成する補助電極層9Aについて説明する。
 本発明において、補助電極形成層9あるいは補助電極層9Aの形成方法としては、蒸着法であっても、湿式塗布法であっても、特に制限はない。例えば、第一基板7上に熱硬化性樹脂を塗布して熱硬化性樹脂層8を形成した後、その上に補助電極となる導電体を蒸着して補助電極層9Aを成膜しても良いし、加熱処理等で補助電極層を形成する導電体に変化する材料を、湿式塗布で成膜して補助電極形成層9として設けても良い。ここでいう導電体とは、1.0×10-5Ω・m以下の比抵抗値を有する材料と定義する。
 蒸着法で成膜する材料としては、1.0×10-5Ω・m以下の比抵抗値を持つ材料であれば何でも構わないが、好ましくは5.0×10-6Ω・m以下であり、さらに好ましくは1.0×10-6Ω・m以下の比抵抗値を有する材料である。
 第一基板7/熱硬化性樹脂層8/補助電極層9Aを、有機EL素子基板の陰極(第二電極)上に貼合するには、通常、有機EL素子で陰極として使用される材料を補助電極層として使用することが、同種材料同士の貼合になるため、親和性が良くなり好適であるが、異種材料同士の貼合でもかまわなく、その組み合わせとしては特に制限はない。
 通常、有機EL素子の陰極として使用される材料は、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であり、これらの材料を補助電極層9Aの形成材料として用いることができる。このような電極形成材料の具体例としては、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(Al)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、蒸着法等を用いて形成することができる。
 また、塗布で成膜することができる補助電極形成層9の材料としては、例えば、AgペーストやAgナノ粒子を用いることができる。例えば、特開2010-265543号公報に記載されている材料を用いることができる。これは、加熱で焼結させて、導電性を得る方式のものであるが、例えば、田中貴金属工業(株)が提供する銀ペーストのように、紫外線で導電性の補助電極層9Aに転化する材料を用いることもできる。
 補助電極層はあるパターンで塗布することができ、貼合した際に、補助電極層の一部は陰極と接し、それと電気的に別離した補助電極層の一部は陽極と接することもできる。
 補助電極形成層9の厚みに制限はないが、50nm~1μmの厚さの範囲が好適に用いることができる。また、補助電極層9Aは、前述のような2層以上で構成してもよい。
 (封止要素の含水率)
 本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子用封止要素の含水率は、300ppm以下であることが好ましく、0.01~200ppmの範囲内であることがより好ましく、0.01~100ppmの範囲内であることが最も好ましい。
 本発明でいう含水率とは、いかなる含水率測定方法により測定しても構わないが、例えば、容量法水分計(カールフィッシャ-)、赤外水分計、マイクロ波透過型水分計、加熱乾燥重量法、GC/MS、IR、DSC(示差走査熱量計)、TDS(昇温脱離分析)等が挙げられる。また、例えば、精密水分計AVM-3000型(オムニテック社製)を用いて、水分の蒸発によって生じる圧力上昇から水分を測定することができ、フィルムまた固形フィルム等の水分率の測定に適用することができる。
 本発明において、封止要素の含水率は、例えば、露点温度が-80℃以下、酸素濃度が0.8ppmの窒素雰囲気下に保存し、その保存時間を変化させることで調整することができる。また、100Pa以下の真空状態で、処理時間を変化させて乾燥させることによっても、含水率を調整することができる。
 本発明に係る補助電極形成層を設ける第一基板と熱硬化性樹脂層は、必ずしも全面に設けられている必要はなく、一部が導電体で置き換えられていてもよい。この上に補助電極形成層を設けることで、補助電極形成層と導電体を電気的に接続することができる。このような構成とすることにより、基板の外部からの電力供給のための工程を簡略化することが可能となる。他に、離型フィルムに一部に穴が空いた基板を貼り付け、穴以外の領域を、熱硬化性樹脂層でパターニング塗布し、その上に補助電極形成層を設けることにより、基板外部と接続することもできる。
 本発明においては、補助電極形成層を形成したあと、補助電極形成層を導電体に転化させて補助電極層とした後、保護フィルムを貼り付けて、保管してもよい。こうすることで、本発明の封止要素の長期の保管や、持ち運びの利便性が向上する。この場合、保護フィルムを剥がし、有機EL素子に貼合する前に、ドライエッチングを行い、補助電極形成層にわずかに残った保護フィルムの成分や補助電極の酸化物を取り除くことが好ましい。
 (封止要素の作製方法)
 本発明において、本発明の封止要素は、下記に示す方法に従って作製することができる。
 第一の方法は、第一基板上に、熱硬化性樹脂を含有する熱硬化性樹脂層及び補助電極層をこの順で形成して、有機エレクトロルミネッセンス素子用封止要素を作製する方法である。第二の方法は、第一基板上に、熱硬化性樹脂を含有する熱硬化性樹脂層及び補助電極形成層をこの順に形成し、該熱硬化性樹脂の硬化温度T(℃)未満の温度(転化温度T)で加熱処理を施して該補助電極形成層を補助電極層に変換して有機エレクトロルミネッセンス素子用封止要素を作製する方法である。
 第一基板としては、例えば、厚さ50μmのポリエチレンテレフタレート(以下、PETと略記する。)フィルムに、アルミ箔(30μm厚)をラミネートしたものを用いる。第一基材のアルミニウム面に、ディスペンサーを使用して、硬化温度がTである封止用熱硬化型樹脂(接着剤)を均一に塗布して熱硬化性樹脂層を形成し、その上に、銀ナノ粒子を塗布して補助電極形成層を形成する。その後、補助電極形成層が補助電極層に転化する転化温度Tで加熱して、銀ナノ粒子を1.0×10-6Ω・m以下の比抵抗を持つ導電体である補助電極層に転化させる。
 次いで、本発明の封止要素を構成する補助電極層と、あらかじめ作製しておいた有機EL素子(第二基板/第一電極(陽極)/有機機能層/第二電極(陰極))の第二電極の位置合わせを行った後、両者を圧力条件として0.1~3MPa、温度条件として80~180℃の範囲内で、密着及び接合(接着)して、密着封止(固体封止)する。
 使用する熱硬化性樹脂の種類又は付与量、あるいは付与面積等によって、上記加熱及び圧着時間は異なるが、概ね、0.1~3MPaの範囲の圧力で仮接着し、また100~180℃の温度範囲で、熱硬化時間としては5秒~10分間の範囲で選べばよい。
 また、加熱及び圧着方法として、加熱機構を内蔵した圧着加熱ローラーを用いる方法が、圧着(仮接着)と加熱が同時にでき、かつ内部の空隙も同時に排除できる観点から好ましい態様の一つである。
 また、熱硬化性樹脂層の形成方法としては、使用する熱硬化性樹脂材料に応じて、ディスペンサーを用い、ローラーコート、スピンコート、スクリーン印刷法、スプレーコートなどのコーティング法、印刷法を用いることができる。
 本発明の封止要素を用いることにより、有機EL素子の陰極の膜厚の低減を図ることができるとともに、生産速度の向上を達成することができる。なお、低減した陰極の厚みは、本発明の封止要素を構成する補助電極層により補うことができる。
 通常、ボトムエミッション型の有機EL素子では、陰極の反射率を高くするため、アルミニウムを陰極として使用した場合、膜厚としては、50nm以上、好ましくは80nm以上が必要であるが、本発明の封止要素を用いることにより、有機EL素子の陰極の膜厚は、10~50nmの範囲内でも良い。
 有機EL素子の陰極は蒸着法で成膜されることが多いため、陰極の厚みが成膜時間、すなわち生産速度あるいは生産効率に大きく関わり、陰極の膜厚の低減は生産効率の向上につながる。また、陰極を薄膜で形成することにより、その上に保護フィルムを貼り付けることができ、ロールツーロールで作製した有機EL素子の場合、巻き取り後の保管ができるようになる。その後、貼合による封止を行う場合には、ドライエッチングにより、陰極にわずかに付着した保護フィルムの成分や、陰極の酸化物を取り除くことができる。
 また、本発明で規定する方式を用いることにより、熱硬化性樹脂層と補助電極層の組み合わせの貼合により、貼合の際に熱硬化性樹脂の硬化温度以上での加熱と圧着をすることで、熱硬化性樹脂が圧着した状態で硬化するため、貼合不良を防ぐことができる。また、熱硬化性樹脂を用いているため、貼合したものを高温環境に保存したとしても、貼合箇所での剥離を生じることがなく、安定して用いることができる。熱硬化性樹脂ではなく、熱可塑性樹脂やホットメルト樹脂を用いた場合には、高温保存時に貼合箇所の剥離が生じるため、環境変化に対する安定性が乏しい。
 また、本発明で用いる熱硬化性樹脂は、水分透過性が低いため、追加の封止工程が不必要又は、ある一定期間の大気保管の後に、追加の封止工程を行うことができ、生産性の向上や、封止だけを別の場所で行うことが簡易になる。
 (熱硬化性樹脂の水分透過性)
 本発明に係る熱可塑性樹脂は、下記の水分透過性試験法で測定した水分増加の開始時間Ttrが、300時間以上であることが好ましい。
 本発明で規定する水分透過性試験法とは、上方が解放されていて、壁の厚さが1cmで、一辺の長さが10cm、高さが10cmの測定容器を用い、測定容器の厚さ1cmの壁の上辺部の全てに熱硬化性樹脂を30μmの厚さで塗布する。次いで、測定容器の断面積(10cm×10cm)よりも広い面積を有するガラス板を、測定容器の上方に付与した熱硬化性樹脂と貼り合わせて、熱硬化性樹脂の硬化温度T(℃)よりも高い温度で硬化させて接着した後、当該測定容器を60℃、90%相対湿度の環境下に置き、当該測定容器の熱硬化性樹脂層を通過して、当該測定容器の内部に流入する水分量を測定し、水分量がバックグラウンドのノイズ値に対し、SN比で10以上の値となった時間を求め、これを、本発明で規定する水分増加の開始時間Ttrとする。
 本発明で用いる水分透過性試験法について、更に図を用いて具体的に説明する。
 図4は、熱硬化性樹脂の水分透過性測定に使用する測定装置の一例を示す概略図である。
 本発明で適用する熱硬化性樹脂の水分透過性測定装置の原理は、有機EL討論会第13回例会S3-3で紹介されているようなガスバリア性評価技術を基本にしているが、水分量検出の方法は、そのほかにも、モコン法や吸湿剤の質量変化、Caの腐食テストなどの方法でも代用できる。
 図4において、本発明に適用可能な水分透過性測定装置12は、測定容器15として、上方の壁の厚さが1cm、一辺の長さが10cmのバリア性を備えたステンレス製の容器を用いる。測定容器15の上辺部は、水平になるように設計してある。測定容器15の上辺部(一辺が10cm×幅1cm)の全てに、熱硬化性樹脂14を厚さ30μmとなる条件で均一に塗布し、次に測定容器15の上方部(10cm×10cm)よりも広い面積を持つガラス板13で測定装置15の上方に蓋をする。ここで、測定装置15及びガラス板13は、水分透過性を無視できる水不透過性の材質で構成されている。また、ステンレス製の測定容器15への熱硬化性樹脂14の密着性を向上させる(表面エネルギーを上げる)方法として、測定容器15の表面に酸化処理を施しても良い。その後、熱硬化性樹脂14を、熱硬化性樹脂14の硬化温度Tよりも高い温度条件で硬化させ、測定容器15とガラス板13間を熱硬化樹脂14で密封する。このとき、正確な水分量測定の観点から、測定容器15内の残留溶媒は、十分に揮発するようにしっかりと加熱する。
 次に、測定容器15内の残留水分を除去するために、測定容器15内の真空引きを行う。測定容器内の水分量を、液体窒素トラップ17を経由して質量分析計18で水分量を検出し、測定容器15内の水蒸気のバックグラウンドレベルが1×10-6Pa以下となるまで真空引きを行う。その条件に到達したら、測定容器15の外部環境を、60℃、90%RHとする。16は、測定容器15内の気体の流れを制御するバルブである。
 次いで、60℃、90%RH環境条件とした時点を測定開始時間とし、測定容器15内部の水分量が時間の経過と共にどのように変化するかを10時間ごとに、質量水分計18で測定する。その測定結果として、図5に示すよう水分量測定曲線が得られる。
 図5は、水分透過性測定装置12により測定した水分量の増加曲線の一例を示すグラフである。
 ここで、曲線は測定点を滑らかにつないだものである。測定開始後は水分量の増加が見られないが、測定開始後、Ttr経過した時点で、バックグラウンドノイズに対し、水分量がSN比(水分量/バックグラウンドノイズ)で10以上の水分量の増加が認められる。これは、最初は、熱硬化性樹脂14の中に外部から水分が入ってきたとしても、熱硬化性樹脂は、厚さが30μmで、1cmの幅を持っているため、熱硬化性樹脂の中での水分の拡散に時間を要することや、熱硬化性樹脂が含有する吸湿剤による水分トラップ等の作用により、測定容器15の内部に水分が抜けてこないためと考えられる。しかしながら、時間の経過と共に、水分の拡散が進行し、また、熱硬化性樹脂14の水分トラップ能効果が低下することにより、測定容器15内と熱硬化性樹脂14の界面にまで、水分が拡散してくる。そして、熱硬化性樹脂14から測定容器15内へ水分の放出が起こり、水分質量計18による測定値が上昇する。ここで、Ttrは水分量のシグナルがバックグラウンドノイズに対し、SN比で10以上(図5に記載のSN≧10の点)に到達した時間とする。
 また、上記で説明した本発明で規定する水分透過性試験法に準拠した水分増加の開始時間Ttrは、市販の水分透過性測定装置を用いても求めることができ、例えば、(株)TI社製のエネルギーデバイス封止材用水分透過率測定装置(販売元:(株)MORESCO)である「スーパーディテクトSKTシリーズ 型番WV-6S」等を挙げることができる。
 本発明に係る熱硬化性樹脂では、熱硬化後に3次元網目構造を形成する熱硬化性樹脂を選択すること、水分吸湿剤を含有することにより、本発明で規定するTtrを300時間以上とすることができる。
 《有機エレクトロルミネッセンス素子の構成》
 次いで、本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子の具体的な構成について説明する。
 図6は、本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子100の概略的な構成の一例を示す断面図である。
 図6に示すように、本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子100(以下、有機EL素子100ともいう。)は、可撓性支持基板101を有している。可撓性支持基板101上には陽極102が形成され、陽極102上には有機機能層120が形成され、有機機能層120上には陰極108が形成されている。
 有機機能層120とは、陽極102と陰極108との間に設けられている各層をいう。具体的には、有機機能層120には、正孔注入層103、正孔輸送層104、発光層105、電子輸送層106、電子注入層107が含まれ、そのほかに正孔ブロック層や電子ブロック層等が含まれてもよい。
 なお、図6に示すような有機EL素子100のこれらの層構造は、単に好ましい具体例を示したものであり、本発明はこれらに限定されない。例えば、本発明の有機EL素子100としては、下記(i)~(viii)の層構造を有していてもよい。
 (i)可撓性支持基板/陽極/発光層/電子輸送層/陰極
 (ii)可撓性支持基板/陽極/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/陰極
 (iii)可撓性支持基板/陽極/正孔輸送層/発光層/正孔ブロック層/電子輸送層/陰極
 (iv)可撓性支持基板/陽極/正孔輸送層/発光層/正孔ブロック層/電子輸送層/陰極バッファー層/陰極
 (v)可撓性支持基板/陽極/陽極バッファー層/正孔輸送層/発光層/正孔ブロック層/電子輸送層/陰極バッファー層/陰極
 (vi)ガラス支持体/陽極/正孔注入層/発光層/電子注入層/陰極
 (vii)ガラス支持体/陽極/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/電子注入層/陰極
 (viii)ガラス支持体/陽極/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/電子注入層/陰極
 〔有機EL素子を構成する有機機能層〕
 次いで、本発明に係る有機EL素子を構成する有機機能層の詳細について説明する。
 (1:注入層)
 本発明に係る有機EL素子において、注入層は必要に応じて設けることができる。注入層としては電子注入層と正孔注入層があり、上記の如く陽極と発光層又は正孔輸送層の間、及び陰極と発光層又は電子輸送層との間に存在させてもよい。
 本発明でいう注入層とは、駆動電圧低下や発光輝度向上のために電極と有機機能層間に設けられる層で、「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、正孔注入層と電子注入層とがある。
 正孔注入層としては、例えば、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、正孔注入層の形成に適用可能な正孔注入材料としては、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、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、シラザン誘導体等を含むポリマーやアニリン系共重合体、ポリアリールアルカン誘導体、又は導電性ポリマーが挙げられ、好ましくはポリチオフェン誘導体、ポリアニリン誘導体、ポリピロール誘導体であり、さらに好ましくはポリチオフェン誘導体である。
 電子注入層は、本発明では設けても、設けなくてもいずれでも構わないが、例えば、特開平6-325871号公報、同9-17574号公報、同10-74586号公報等に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バッファー層、フッ化リチウムに代表されるアルカリ金属化合物バッファー層、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バッファー層、酸化アルミニウムに代表される酸化物バッファー層等が挙げられる。本発明においては、上記バッファー層(電子注入層)はごく薄い膜であることが望ましく、フッ化カリウム、フッ化ナトリウムが好ましい。その膜厚は0.1nm~5μmの範囲内であり、好ましくは0.1~100nmの範囲内であり、さらに好ましくは0.5~10nmの範囲内であり、最も好ましくは0.5~4nmの範囲内である。
 (2:正孔輸送層)
 本発明において、正孔輸送層を構成する正孔輸送材料としては、上記正孔注入層で適用するのと同様の化合物を用いることができるが、加えて、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。
 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(以下、TPDと略記。)、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、さらには、米国特許第5,061,569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(以下、NPDと略記。)、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つ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(以下、MTDATAと略記。)等が挙げられる。
 さらに、これらの材料を高分子鎖に導入した、あるい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。本発明においては、正孔輸送層の上層に発光層を塗布するため、これら高分子材料が好適に用いることができる。
 また、特開平4-297076号公報、特開2000-196140号公報、特開2001-102175号公報、J.Appl.Phys.,95,5773(2004)、特開平11-251067号公報、J.Huang et.al.著文献(Applied Physics Letters 80(2002),p.139)、特表2003-519432号公報に記載されているような、いわゆるp型半導体的性質を有するとされる正孔輸送材料を用いることもできる。
 本発明において、正孔輸送層は、湿式塗布法(例えば、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等)を用いて、塗布、乾燥することにより形成することができる。また、その他の正孔輸送層の形成方法としては、上記正孔輸送材料を、例えば、真空蒸着法、ラングミュア-ブロジェット法(LB法)等の公知の方法により、薄膜形成することにより形成することができる。
 正孔輸送層の膜厚については、特に制限はないが、通常は5nm~5μmの範囲内であり、好ましくは5~200nmの範囲内である。この正孔輸送層は、上記材料の1種又は2種以上からなる単層構造であってもよい。
 以下、本発明に係る有機EL素子の正孔輸送層に適用可能な正孔輸送材料の好ましい化合物例(例示化合物(1)~(60))を挙げるが、本発明はこれらに限定されない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
 なお、上記例示化合物に記載のnは重合度を表し、重量平均分子量が50,000~200,000の範囲内となる整数を表す。重量平均分子量は60,000~100,000の範囲内であることがさらに好ましい。高分子を一次粒子化したい場合は、上記の分子量の範囲よりも高分子量側を使用することが好ましく、200,000~1000,000の範囲で使用することがより好ましい。
 これらの高分子化合物は、例えば、Makromol.Chem.,193,909頁(1992)等に記載の公知の方法で合成することができる。
 (3:電子輸送層)
 本発明に係る有機機能層の一つである電子輸送層とは、電子を輸送する機能を有する材料から構成され、広い意味で電子注入層、正孔ブロック層も電子輸送層に含まれる。電子輸送層は単層で形成してもよいし、複数層設けることもできる。例えば、正孔ブロック層/電子輸送層の組み合わせとして用いることができる。
 従来、単層の電子輸送層、あるいは複数層の電子輸送層とする場合、発光層に対して陰極側に隣接する電子輸送層に用いられる電子輸送材料(正孔ブロック材料を兼ねる)としては、陰極より注入された電子を発光層に伝達する機能を有していればよく、その材料としては、従来公知の化合物の中から任意の機能を備えた化合物を選択して用いることができ、例えば、フルオレン誘導体、カルバゾール誘導体、アザカルバゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、シロール誘導体、ピリジン誘導体、ピリミジン誘導体、8-キノリノール誘導体等の金属錯体が挙げられる。
 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化合物も、電子輸送材料として好ましく用いることができる。
 これらの中でも、カルバゾール誘導体、アザカルバゾール誘導体、ピリジン誘導体等が本発明では好ましく、そのなかでも、アザカルバゾール誘導体であることがより好ましい。
 電子輸送層の膜厚については特に制限はないが、通常は5nm~5μmの範囲内であり、好ましくは5~200nmの範囲内である。電子輸送層は、上記材料の1種又は2種以上からなる単層構造であってもよい。
 また、本発明には、半導体ナノ粒子を使用しても良く、例えば、酸化亜鉛、酸化イットリウム、酸化チタンなどの酸化物を用いることができる。
 また、本発明においては、半導体ナノ粒子の他に、不純物をゲスト材料としてドープしたn性の高い電子輸送材料を用いることもできる。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。
 本発明において、電子輸送層には、他にも有機酸のアルカリ金属塩を含有することが好ましい。有機酸の種類としては、特に制限はないが、ギ酸塩、酢酸塩、プロピオン酸、酪酸塩、吉草酸塩、カプロン酸塩、エナント酸塩、カプリル酸塩、シュウ酸塩、マロン酸塩、コハク酸塩、安息香酸塩、フタル酸塩、イソフタル酸塩、テレフタル酸塩、サリチル酸塩、ピルビン酸塩、乳酸塩、リンゴ酸塩、アジピン酸塩、メシル酸塩、トシル酸塩、ベンゼンスルホン酸塩が挙げられ、好ましくはギ酸塩、酢酸塩、プロピオン酸塩、酪酸塩、吉草酸塩、カプロン酸塩、エナント酸塩、カプリル酸塩、シュウ酸塩、マロン酸塩、コハク酸塩、安息香酸塩、より好ましくはギ酸塩、酢酸塩、プロピオン酸塩、酪酸塩等の脂肪族カルボン酸のアルカリ金属塩が好ましく、脂肪族カルボン酸の炭素数が4以下であることが好ましい。最も好ましくは酢酸塩である。
 有機酸のアルカリ金属塩のアルカリ金属の種類としては特に制限はないが、Na、K、Csが挙げられ、好ましくはK、Cs、さらに好ましくはCsである。有機酸のアルカリ金属塩としては、前記有機酸とアルカリ金属の組み合わせが挙げられ、好ましくは、ギ酸Li、ギ酸K、ギ酸Na、ギ酸Cs、酢酸Li、酢酸K、酢酸Na、酢酸Cs、プロピオン酸Li、プロピオン酸Na、プロピオン酸K、プロピオン酸Cs、シュウ酸Li、シュウ酸Na、シュウ酸K、シュウ酸Cs、マロン酸Li、マロン酸Na、マロン酸K、マロン酸Cs、コハク酸Li、コハク酸Na、コハク酸K、コハク酸Cs、安息香酸Li、安息香酸Na、安息香酸K、安息香酸Cs、より好ましくは酢酸Li、酢酸K、酢酸Na、酢酸Cs、最も好ましくは酢酸Csである。
 これらドープ材料の含有量は、電子輸送層に対し、好ましくは1.5~35質量%の範囲内であり、より好ましくは3.0~25質量%の範囲内であり、最も好ましくは5.0~15質量%の範囲内である。
 (4:発光層)
 以下、有機EL素子を構成する有機機能層の一つである発光層について詳述する。
 有機EL素子を構成する発光層は、電極又は電子輸送層及び正孔輸送層から注入されてくる電子及び正孔が再結合することにより発光する層であり、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。
 本発明においては、発光層の膜厚は、10~500nmの範囲内であることが好ましく、10~100nmの範囲内であることが更に好ましい。
 本発明において、発光層の形成方法としては、下記に示すような発光層の各構成材料、例えば、発光材料(ドーパント化合物)やホスト化合物等を含む溶液を、湿式塗布法(例えば、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等)を用いて、塗布、乾燥することにより形成することができる。また、その他の発光層の形成方法としては、上記発光層材料を、例えば、真空蒸着法、ラングミュア-ブロジェット法(LB法)等の公知の方法により、薄膜として形成することができる。
 発光層には、主にドーパント化合物とホスト化合物とが含有されて構成されている。
 〈4.1:ホスト化合物〉
 本発明に係る有機EL素子の発光層に含有されるホスト化合物としては、室温(25℃)における燐光発光の燐光量子収率が0.1未満の化合物が好ましい。さらに好ましくは燐光量子収率が0.01未満の化合物である。
 ホスト化合物としては、公知のホスト化合物と、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。
 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、かつ発光の長波長化を防ぎ、なおかつ高Tg(ガラス転移温度)である化合物が好ましい。ここで、ガラス転移点(Tg)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。
 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挙げることができる。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。
 本発明に用いられるホスト化合物としては、カルバゾール誘導体であることが好ましい。更に、本発明においては、ホスト化合物として、下記一般式(1)で示される化合物を用いることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
 上記一般式(1)において、XはNR′、酸素原子、硫黄原子、CR′R″又はSiR′R″を表す。R′及びR″は各々水素原子又は置換基を表す。Arは芳香族環を表す。nは0~8の整数を表す。
 一般式(1)のXにおいて、R′及びR″で各々表される置換基としては、例えば、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、t-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)、芳香族炭化水素環基(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、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(前記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)、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)等が挙げられる。これらの置換基は、上記の置換基によって更に置換されていてもよい。これらの置換基は、複数が互いに結合して環を形成していてもよい。
 中でも、Xとしては、NR′又は酸素原子であることが好ましい。また、R′としては、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)、又は芳香族複素環基(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、フタラジニル基等)が特に好ましい。
 上記の芳香族炭化水素基、芳香族複素環基は、各々上記一般式(1)のXで説明したR′及びR″で表される置換基を有してもよい。
 一般式(1)において、Arにより表される芳香族環としては、芳香族炭化水素環又は芳香族複素環が挙げられる。また、該芳香族環は単環でもよく、縮合環でもよく、更に未置換でも、あるいは前述の一般式(1)のXにおいて、R′及びR″で表される置換基を有してもよい。
 一般式(1)において、Arにより表される芳香族炭化水素環としては、例えば、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。これらの環は更に、前述の一般式(1)で表されるXにおいて、R′及びR″で表される置換基を有してもよい。
 一般式(1)において、Arにより表される芳香族複素環としては、例えば、フラン環、ジベンゾフラン環、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、インダゾール環、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、シンノリン環、キノリン環、イソキノリン環、フタラジン環、ナフチリジン環、カルバゾール環、カルボリン環、ジアザカルバゾール環(カルボリン環を構成する炭化水素環の炭素原子の一つが更に窒素原子で置換されている環を示す。)等が挙げられる。
 これらの環は、前述の一般式(1)において、R′及びR″で表される置換基を有してもよい。
 上記の中でも、一般式(1)において、Arにより表される芳香族環として好ましく用いられるのは、カルバゾール環、カルボリン環、ジベンゾフラン環、ベンゼン環であり、更に好ましく用いられるのは、カルバゾール環、カルボリン環、ベンゼン環であり、より好ましくは置換基を有するベンゼン環であり、特に好ましくはカルバゾリル基を有するベンゼン環が挙げられる。
 また、一般式(1)において、Arにより表される芳香族環としては、各々3環以上の縮合環が好ましい一態様であり、3環以上が縮合した芳香族炭化水素縮合環としては、具体的には、ナフタセン環、アントラセン環、テトラセン環、ペンタセン環、ヘキサセン環、フェナントレン環、ピレン環、ベンゾピレン環、ベンゾアズレン環、クリセン環、ベンゾクリセン環、アセナフテン環、アセナフチレン環、トリフェニレン環、コロネン環、ベンゾコロネン環、ヘキサベンゾコロネン環、フルオレン環、ベンゾフルオレン環、フルオランテン環、ペリレン環、ナフトペリレン環、ペンタベンゾペリレン環、ベンゾペリレン環、ペンタフェン環、ピセン環、ピラントレン環、コロネン環、ナフトコロネン環、オバレン環、アンスラアントレン環等が挙げられる。なお、これらの環は、更に上記の置換基を有していてもよい。
 また、3環以上が縮合した芳香族複素環としては、具体的には、アクリジン環、ベンゾキノリン環、カルバゾール環、カルボリン環、フェナジン環、フェナントリジン環、フェナントロリン環、カルボリン環、サイクラジン環、キンドリン環、テペニジン環、キニンドリン環、トリフェノジチアジン環、トリフェノジオキサジン環、フェナントラジン環、アントラジン環、ペリミジン環、ジアザカルバゾール環(カルボリン環を構成する炭素原子の任意の一つが窒素原子で置き換わったものを表す)、フェナントロリン環、ジベンゾフラン環、ジベンゾチオフェン環、ナフトフラン環、ナフトチオフェン環、ベンゾジフラン環、ベンゾジチオフェン環、ナフトジフラン環、ナフトジチオフェン環、アントラフラン環、アントラジフラン環、アントラチオフェン環、アントラジチオフェン環、チアントレン環、フェノキサチイン環、チオファントレン環(ナフトチオフェン環)等が挙げられる。なお、これらの環は更に置換基を有していてもよい。
 また、一般式(1)において、nは0~8の整数を表すが、0~2であることが好ましく、特にXが酸素原子又は硫黄原子である場合には、1又は2であることが好ましい。
 本発明においては、特に、ジベンゾフラン環とカルバゾール環をともに有するホスト化合物が好ましい。
 以下に、一般式(1)で表されるホスト化合物の具体例(a-1~a-40)を示すが、これらに限定されるものではない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014
 〈4.2:発光材料(発光ドーパント)〉
 本発明に係る発光材料(発光ドーパント)としては、蛍光性化合物、燐光発光材料(燐光性化合物、燐光発光性化合物等ともいう。)を用いることができるが、燐光発光材料であることが好ましい。
 本発明において、燐光発光材料とは励起状態の最低三重項エネルギー準位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℃)にて燐光発光する化合物であり、燐光量子収率が25℃において0.01以上の化合物であると定義されるが、好ましい燐光量子収率は0.1以上である。
 上記燐光量子収率は、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。溶液中での燐光量子収率は種々の溶媒を用いて測定できるが、本発明において燐光発光材料を用いる場合、任意の溶媒のいずれかにおいて上記燐光量子収率(0.01以上)が達成されればよい。
 燐光発光材料の発光原理としては2種挙げられ、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、このエネルギーを燐光発光材料に移動させることで燐光発光材料からの発光を得るというエネルギー移動型、もう一つは燐光発光材料がキャリアトラップとなり、燐光発光材料上でキャリアの再結合が起こり燐光発光材料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が、いずれの場合においても、燐光発光材料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である。
 燐光発光材料は、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、さら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。
 本発明においては、燐光性化合物として下記一般式(2)で表される燐光発光ドーパントを用いることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015
 上記一般式(2)において、Rは置換基を表す。Zは5~7員環を形成するのに必要な非金属原子群を表す。n1は0~5の整数を表す。B~Bは各々炭素原子、窒素原子、酸素原子、又は硫黄原子を表し、少なくとも一つは窒素原子を表す。Mは元素周期表における8族~10族の金属を表す。X及びXは各々炭素原子、窒素原子又は酸素原子を表し、LはX及びXと共に2座の配位子を形成する原子群を表す。m1は1、2、又は3の整数を表し、m2は0、1、又は2の整数を表すが、m1+m2は2又は3である。
 上記一般式(2)で表される燐光性化合物は、最高被占軌道(Highest Occupied Molecular Orbital;HOMO)のエネルギー準位が-5.15~-3.50eVの範囲であり、最低空軌道(Lowest Unoccupied Molecular Orbital;LUMO)のエネルギー準位が-1.25~+1.00eVの範囲であることが好ましく、更に好ましくはHOMOのエネルギー準位が-4.80~-3.50eVの範囲で、LUMOのエネルギー準位が-0.80~+1.00eVの範囲である。
 一般式(2)で表される燐光性化合物において、Rで表される置換基としては、例えば、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)、芳香族炭化水素環基(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、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(前記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)、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)等が挙げられる。これらの置換基のうち、好ましいものはアルキル基もしくはアリール基である。
 Zは、5~7員環を形成するのに必要な非金属原子群を表す。Zにより形成される5~7員環としては、例えば、ベンゼン環、ナフタレン環、ピリジン環、ピリミジン環、ピロール環、チオフェン環、ピラゾール環、イミダゾール環、オキサゾール環及びチアゾール環等が挙げられる。これらのうちで好ましいものは、ベンゼン環である。
 B~Bは、炭素原子、窒素原子、酸素原子もしくは硫黄原子を表し、少なくとも一つは窒素原子を表す。これら5つの原子により形成される芳香族含窒素複素環としては単環が好ましい。例えば、ピロール環、ピラゾール環、イミダゾール環、トリアゾール環、テトラゾール環、オキサゾール環、イソオキサゾール環、チアゾール環、イソチアゾール環、オキサジアゾール環及びチアジアゾー環ル等が挙げられる。これらのうちで好ましいものは、ピラゾール環、イミダゾール環であり、特に好ましくはB、Bが窒素原子であるイミダゾール環である。これらの環は上記の置換基によって更に置換されていてもよい。置換基として好ましいものはアルキル基及びアリール基であり、更に好ましくはアリール基である。
 Lは、X及びXと共に2座の配位子を形成する原子群を表す。X-L-Xで表される2座の配位子の具体例としては、例えば、置換又は無置換のフェニルピリジン、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、ピラザボル、ピコリン酸及びアセチルアセトン等が挙げられる。これらの基は上記の置換基によって更に置換されていてもよい。
 m1は、1、2又は3の整数を表し、m2は0、1又は2の整数を表すが、m1+m2は2又は3である。中でも、m2は0である場合が好ましい。Mで表される金属としては、元素周期表の8~10族の遷移金属元素が用いられるが、中でもイリジウム、白金が好ましく、更に好ましくはイリジウムである。
 以下に、一般式(2)で表される燐光性化合物の具体的な化合物(D-1~D-132)を例示するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000016
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000017
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000018
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000019
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000020
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000021
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000022
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000023
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Figure JPOXMLDOC01-appb-C000025
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000026
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Figure JPOXMLDOC01-appb-C000032
 〔陽極〕
 有機EL素子を構成する陽極としては、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、スズドープ酸化インジウム(ITO)、SnO、ZnO等の導電性透明材料が挙げられる。また、IDIXO(In-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(100μm以上程度)は、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。あるいは、有機導電性化合物のように塗布可能な物質を用いる場合には、印刷方式、コーティング方式等湿式成膜法を用いることもできる。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。さらに膜厚は材料にもよるが、通常は、10~1000nmの範囲内であり、好ましくは10~200nmの範囲内で選ばれる。
 〔陰極〕
 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(Al)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(Al)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。また、陰極としてのシート抵抗は数百Ω/□以下が好ましく、膜厚は通常10nm~5μmの範囲内であり、好ましくは50~200nmの範囲内で選ばれる。なお、発光した光を透過させるため、有機EL素子の陽極又は陰極のいずれか一方が透明又は半透明であれば発光輝度が向上し好都合である。
 また、陰極に上記金属を1~20nmの膜厚で作製した後に、陽極の説明で挙げた導電性透明材料をその上に形成することで、透明又は半透明の陰極を作製することができ、これを応用することで陽極と陰極の両方が透過性を有する有機EL素子を作製することができる。
 〔支持基板〕
 本発明に係る有機EL素子に用いることのできる支持基板(以下、基体、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、種類には特に限定はなく、また透明であっても不透明であってもよい。支持基板側から光を取り出す場合には、支持基板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支持基板としては、ガラス、石英、透明樹脂フィルムを挙げることができる。リジットな基板よりもフレキシブルな基板において、高温保存安定性や色度変動を抑制する効果が大きく現れるため、特に好ましい支持基板としては、有機EL素子にフレキシブル性を付与することが可能な可撓性を備えた樹脂フィルムである。
 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)等のポリエステル類、ポリエチレン類、又はポリプロピレン類、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を挙げられる。
 樹脂フィルムの表面には、無機物あるいは有機物等から構成される被膜又はその両者のハイブリッド被膜が形成されていてもよく、JIS K 7129-1992に準拠した方法で測定した水蒸気透過度(25±0.5℃、相対湿度(90±2)%RH)が0.01g/(m・24h)以下のバリア性フィルムであることが好ましく、さらには、JIS K 7126-1987に準拠した方法で測定した酸素透過度が、1×10-3cm/(m・24h・atm)以下、水蒸気透過度が1×10-3g/(m・24h)以下の高バリア性フィルムであることが好ましく、前記の水蒸気透過度が1×10-5g/(m・24h)以下であることがさらに好ましい。
 バリア膜を形成する材料としては、水分や酸素等の有機EL素子の劣化を招く因子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、酸化珪素、二酸化珪素、窒化珪素等を用いることができる。さらに該膜の脆弱性を改良するために、これら無機層と有機材料からなる有機層と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構造であることが好ましい。
 バリア膜の形成方法については、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号公報に記載されているような大気圧プラズマ重合法によるものが特に好ましい。
 不透明な支持基板としては、例えば、アルミ、ステンレス等の金属板、フィルムや不透明樹脂基板、セラミック製の基板等が挙げられる。
 本発明に係る有機EL素子においては、発光の室温における外部取り出し効率は、1.0%以上であることが好ましく、より好ましくは5.0%以上である。ここでいう外部取り出し効率とは、下式により表すことができる。
 外部取り出し量子効率(%)=有機EL素子外部に発光した光子数/有機EL素子に流した電子数×100。
 〔保護膜、保護板〕
 有機機能層を挟み支持基板と対向する側の封止膜、あるいは封止用フィルムの外側に、有機EL素子の機械的強度を高めるため、保護膜あるいは保護板を設けてもよい。特に、封止が封止膜により行われている場合には、その機械的強度は必ずしも高くないため、このような保護膜あるいは保護板を設けることが好ましい。これに使用することができる材料としては、前記封止に用いたのと同様なガラス板、ポリマー板/フィルムの積層物、金属板/フィルムの積層物等を用いることができるが、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。
 本発明において、可撓性支持基板から陽極との間、あるいは可撓性支持基板から光出射側の何れかの場所に光取出し部材を設けることができる。
 光取出し部材としては、プリズムシートやレンズシート及び拡散シートが挙げられる。また、全反射を起こす界面もしくはいずれかの媒質中に導入される回折格子や拡散構造等が挙げられる。
 通常、基板から光を放射するような有機エレクトロルミネッセンス素子においては、発光層から放射された光の一部が基板と空気との界面において全反射を起こし、光を損失するという問題が発生する。この問題を解決するために、基板の表面にプリズムやレンズ状の加工を施す、もしくは基板の表面にプリズムシートやレンズシート及び拡散シートを貼り付けることにより、全反射を抑制して光の取り出し効率を向上させる。
 また、光取り出し効率を高めるためには、全反射を起こす界面もしくはいずれかの媒質中に回折格子を導入する方法や拡散構造を導入する方法が知られている。
 《有機EL素子の製造方法》
 本発明の有機EL素子の製造方法の一例として、陽極/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/n型電子輸送層/陰極からなる有機EL素子基板の製造方法を説明する。
 はじめに、適当な基体上に所望の電極物質、例えば、陽極用物質からなる薄膜を1μm以下、好ましくは10~200nmの膜厚になるように、蒸着やスパッタリング等の薄膜形成方法により形成させて、陽極を作製する。
 次に、この上に有機EL素子材料である正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層の有機機能層(有機化合物薄膜)を形成する。
 有機機能層を形成する工程は、主に、その有機機能層を構成する塗布液を、支持基板の陽極上に塗布・積層する工程と、塗布・積層後の塗布液を、乾燥させる工程とで構成される。塗布・乾燥する工程は大気下で行ってもかまわないが、乾燥する工程は窒素などの不活性ガス雰囲気で行われることが好ましく、さらには塗布する工程も不活性ガス雰囲気下で行うことが好ましい。ここで不活性ガス雰囲気は水や酸素を100ppm以下含むことが好ましく、さらに好ましくは10ppm以下であり、さらに好ましくは1ppm以下である。
 本発明に係る塗布膜の形成方法として、ウェットプロセス(例えば、スピンコート法、キャスト法、ダイコート法、ブレードコート法、ローラーコート法、インクジェット法、印刷法、スプレーコート法、カーテンコート法、LB法(ラングミュア・ブロジェット(Langmuir Blodgett法)等を挙げることができる。)を用いることができる。本発明においてはウェットプロセスの中でも、スピンコート法、キャスト法、ダイコート法、ブレードコート法、ローラーコート法、インクジェット法等の塗布法による成膜が好ましい。また、そのほかには、蒸着法を用いて形成することもできる。
 本発明に係る有機EL材料を溶解又は分散する液媒体としては、例えば、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類、酢酸エチル等の脂肪酸エステル類、ジクロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素類、トルエン、キシレン、メシチレン、シクロヘキシルベンゼン等の芳香族炭化水素類、シクロヘキサン、デカリン、ドデカン等の脂肪族炭化水素類、ジメチルホルムアミド(DMF)、ジメチルスルホキシド(DMSO)等の有機溶媒を用いることができる。また分散方法としては、超音波、高剪断力分散やメディア分散等の分散方法及び超臨界溶媒中への貧溶媒への添加により分散することができる。
 また、本発明に係る有機EL材料を溶解又は分散する調液工程は不活性ガス雰囲気下であることが好ましく、前述のウェットプロセスにより基材上に塗布されるまで溶液が塗布雰囲気に曝されない行程であることが好ましい。
 これらの層の塗布・積層及び乾燥工程は枚葉製造であっても、連続するオンライン製造であっても良い。また、各層を塗布する際の雰囲気は共通でも良いが、揮発する溶媒の影響を排除する観点から、各層の塗布ブースが隔壁などで分離された構造で、雰囲気の循環がそれぞれ独立して行われていることが好ましい。更に、乾燥工程はライン上で搬送中に行っても良いが、生産性の観点から堆積あるいはロール状に非接触で巻き取り乾燥しても良い。
 これらの各層を乾燥した後、その上に陰極用物質からなる薄膜を、1μm以下、好ましくは10nm~50nmの範囲の膜厚になるように、例えば、蒸着やスパッタリング等の方法により形成させ、陰極を設けることにより、所望の有機EL素子基板が得られる。
 《用途》
 本発明に係る有機EL素子は、表示デバイス、ディスプレイ、各種発光光源として用いることができる。
 発光光源として、例えば、家庭用照明、車内照明、時計や液晶用のバックライト、看板広告、信号機、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、さらには表示装置を必要とする一般の家庭用電気器具等広い範囲の用途が挙げられるが、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。
 本発明に係る有機EL素子においては、必要に応じ成膜時にメタルマスクやインクジェットプリンティング法等でパターニングを施してもよい。パターニングする場合は、電極のみをパターニングしてもよいし、電極と発光層をパターニングしてもよいし、素子全層をパターニングしてもよく、素子の作製においては、従来公知の方法を用いることができる。
 以下、実施例を挙げて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。
 《封止用樹脂の準備》
 (ホットメルト樹脂の準備)
 比較例として、下記の3種類のホットメルト樹脂を準備した。
 ホットメルト樹脂1:エチレンメタクリル酸共重合体を主成分としたホットメルト樹脂(軟化点80℃)
 ホットメルト樹脂2:エチレンメタクリル酸共重合体を主成分としたホットメルト樹脂(軟化点83℃)
 ホットメルト樹脂3:エチレン酢酸ビニル共重合体を主成分としたホットメルト樹脂(軟化点85℃)
 (熱硬化性樹脂の準備)
 〈熱硬化性樹脂1の調製〉
 下記の成分(A)~(D)を、120℃で20分間加熱処理したときの硬化率が50%となる条件で混合し、エポキシ系接着剤である熱硬化性樹脂1を調製した。
 (A)ビスフェノールA
 (B)ジグリシジルエーテル(DGEBA)
 (C)ジシアンジアミド(DICY)エポキシアダクト系硬化促進剤
 (D)酸化カルシウム(1.0体積%)
 〈熱硬化性樹脂2の調製〉
 上記熱硬化性樹脂1の調製において、(D)項の酸化カルシウムを、同量の酸化バリウムに変更した以外は同様にして、熱硬化性樹脂2を調製した。
 〈熱硬化性樹脂3の調製〉
 上記熱硬化性樹脂1の調製において、(D)項の酸化カルシウムの添加量を、2.0体積%に変更した以外は同様にして、熱硬化性樹脂3を調製した。
 (各封止用樹脂の水分透過性測定)
 上記調製した各ホットメルト樹脂及び各熱硬化性樹脂について、下記の方法に従って、水分透過性試験を行って、水分増加開始時間Ttrを求めた。
 各封止用樹脂の水分透過性測定には、図4に記載した測定装置を用いて行った。
 水分透過性の測定装置としては、上方の壁の厚さが1cm、一辺の長さが10cmの正方形のステンレス製の測定容器15を用いた。測定容器15の上辺にコロナ放電装置によりコロナ放電処理を施して表面処理したあと、測定容器15の上辺に、上記調製したホットメルト樹脂、又は熱硬化性樹脂を30μmの膜厚で塗設し、次に、測定容器15の上方部よりも広い面積を持つガラス板13で、測定容器15の上方部に蓋をした。その後、各封止用樹脂の軟化点よりも高い温度(120℃)で、0.2MPaの圧力をかけて5分間圧着した後、そのまま120℃で30分間加熱した。次に、60℃、90%RHの環境下で、測定容器内の真空引きを行い、液体窒素トラップを経て、測定容器内の水分量を質量分析計で検出した。このとき、測定容器内の水蒸気のバックグラウンドレベルは1×10-6Pa以下となるまで真空引きを行った。そのあと、測定容器周辺の環境を60℃、90%RHとした。測定容器内部の水分量を10時間ごとに測定して、図5に示す水分量の増加曲線を作成して、バックグラウンドのノイズ値に対し、SN比で10以上の値となった時間を測定し、これをTtrとして求めた。得られた結果を、表1に示す。
 《封止要素の作製》
 〔封止要素1の作製〕
 図1に示すように、第一基板として、50μm厚のPETフィルム(ポリエチレンテレフタレートフィルム)に、接着層を介してアルミ箔(30μm厚)をラミネートしたアルペットを用いた。アルペットのアルミ箔面に、ディスペンサーを使用して、封止用樹脂として、上記ホットメルト樹脂1を均一に30μmの厚さで塗布した。次いで、真空チャンバーに第一基板を移し、補助電極層9Aとして、アルミニウム薄膜を、厚さ200nmで、図1に示すようなパターン状に蒸着して、封止要素1を作製した。
 (封止要素2~6の作製)
 上記封止要素1の作製において、ホットメルト樹脂1を、それぞれ表2に記載の各封止用樹脂に変更した以外は同様にして、封止要素2~6を作製した。
 (封止要素7の作製)
 上記封止要素4の作製において、補助電極層の形成を、下記の記載の被覆銀超微粒子を用いた補助電極層の形成方法に変更した以外は同様にして、封止要素7を作製した。
 〈補助電極層の形成〉
 特開2010-265543号公報の段落番号(0072)の実施例1に記載された方法に従って、被覆銀超微粒子から構成される補助電極層7Aを形成した。
 N,N-ジメチル-1,3-ジアミノプロパン(東京化成、特級)を2.04g(20.0mmol)、n-オクチルアミン(花王、純度98%)を1.94g(15.0mmol)と、n-ドデシルアミン(関東化学、特級)を0.93g(5.0mmol)を混合し、この混合溶液にシュウ酸銀〔硝酸銀(関東化学、一級)とシュウ酸アンモニウム一水和物又はシュウ酸二水和物(関東化学、特級)から合成したもの〕を6.08g(20.0mmol)加え、3分間撹拌して、シュウ酸イオン・アルキルアミン・アルキルジアミン・銀錯化合物を調製した。これを95℃で25分加熱撹拌して、二酸化炭素の発泡を伴う反応が完結し、青色光沢を呈する懸濁液へと変化した。これに、メタノール(関東化学、一級)を10ml加え、遠心分離により得られた沈殿物を自然乾燥して、青色光沢の被覆銀超微粒子の固体物4.62g(銀基準収率97.0%)を得た。
 上記で得られた被覆銀超微粒子をn-ブタノールに分散して、被覆銀超微粒子分散液を調製した。次いで、アルペット上に熱硬化性樹脂1を厚さ30μmで形成した熱硬化性樹脂層上に、上記の被覆銀超微粒子分散液を固形分膜厚が200nmとなる条件で塗布して、補助電極形成層7を設けた。次いで、補助電極形成層7を、100℃で20分間加熱焼成して、補助電極層7Aに転化して、封止要素7を作製した。
 (抵抗値の測定)
 上記作製した各封止要素を構成する各補助電極層の抵抗値を測定した。
 熱硬化性樹脂上に補助電極層として、蒸着法によりアルミニウム薄膜を設けた水準については、代表例として、アルペット上に熱硬化性樹脂1を厚さ30μmで設けた熱硬化性樹脂層上にアルミニウムを厚さ200nmで蒸着した封止要素4の電気抵抗値を、共和理研社製のK-705RS(四探針法)を用いて測定した結果、2.0×10-7Ω・mの比抵抗であった。
 また、被覆銀超微粒子を用いて補助電極層を形成した封止要素7の電気抵抗値を、共和理研社製のK-705RS(四探針法)を用いて測定した結果、5.0×10-6Ω・mであった。
 以上により作製した封止要素1~7の詳細を、表1に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000033
 《有機EL素子基板の作製》
 〔有機EL素子基板1の作製〕
 (1:陽極層の形成)
 準備した無アルカリガラス板上に、厚さ120nmのITO薄膜をスパッタ法により成膜し、フォトリソグラフィー法によりパターニングを行い、図1のA.に示すようなパターンの陽極(第一電極3)を形成した。なお、パターンは、発光面積が50mm平方になるように形成した。
 (2:正孔注入層の形成)
 パターニングした後のITO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。この基板上に、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、Bayer社製、Baytron P Al 4083)を純水で70%に希釈した溶液を用いて、3000rpm、30秒の条件下でスピンコート法により製膜した。製膜は、大気雰囲気下で行った。その後、200℃で1時間乾燥し、膜厚が30nmの正孔注入層を形成した。
 (3:正孔輸送層の形成)
 上記正孔注入層を形成した基板を、窒素ガス雰囲気下に移し、正孔輸送材料として例示化合物(60)(Mw=80,000)をクロロベンゼンに0.5%の濃度で溶解した溶液を用いて、1500rpm、30秒の条件下でスピンコート法により製膜した後、130℃で30分間乾燥し、膜厚が30nmの正孔輸送層を形成した。
 (4:発光層の形成)
 続いて、正孔輸送層まで形成した基板を、大気に曝露することなく真空蒸着装置へ取り付けた。真空槽を4×10-5Paまで減圧した後、ホスト化合物として例示化合物a-1、燐光発光ドーパントとして、例示化合物D-66、例示化合物D-67、例示化合物D-80を、それぞれ入れた4つのモリブデンボートを加熱して、それぞれ、0.1nm/秒(例示化合物a-1)、0.018nm/秒(例示化合物D-66)、0.005nm/秒(例示化合物D-67)、0.002nm/秒(例示化合物D-80)のレートで4元の共蒸着を行い、合計で60nmの膜厚の発光層を形成した。
 (5:電子輸送層の形成)
 続いて、下記に示す構造の電子輸送材料であるAlqを入れたモリブデンボートを加熱して、蒸着速度0.1nm/秒で前記発光層上に蒸着し、層厚(膜厚)30nmの電子輸送層を形成した。
 (6:電子注入層、陰極の形成)
 続いて、電子輸送層まで形成した基板を真空蒸着装置に取り付け、フッ化リチウムの入ったモリブデンボートを加熱して、蒸着速度0.02nm/秒で電子輸送層上に蒸着し、膜厚が0.5nmの電子注入層を形成した。引き続き、アルミニウムを電子注入層上に蒸着し、膜厚が100nmの陰極(図1で示す第二電極4)を形成し、有機EL素子基板1を作製した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000034
 〔有機EL素子基板2の作製〕
 上記有機EL素子基板1の作製において、陰極(図1で示す第二電極4)の膜厚を50nmに変更した以外は同様にして、有機EL素子基板2を作製した。
 〔有機EL素子基板3の作製〕
 上記有機EL素子基板1の作製において、陰極(図1で示す第二電極4)の膜厚を30nmに変更した以外は同様にして、有機EL素子基板3を作製した。
 《有機EL素子の作製》
 上記作製した封止要素と、有機EL素子基板とを、表2に記載の組み合わせで貼合して、有機EL素子1~9を作製した。
 〔有機EL素子1の作製:比較例〕
 上記作製した有機EL素子要素1と封止要素1(ホットメルト樹脂1)とを組み合わせ、図2、図3に示すように、有機EL素子要素1の第二電極(4)と、封止要素1の補助電極層(9A)とが対向するように配置し、位置合わせを行った後、両者を0.2MPaで圧着し、温度110℃で密着及び接合し、3分間この状態を維持して、密着封止(固体封止)し、図3に示すような貼合済の有機EL素子(10)1を得た。
 〔有機EL素子2及び3の作製:比較例〕
 上記有機EL素子1の作製において、封止要素1に代えて、同じくホットメルト樹脂を用いた封止要素2及び3をそれぞれ用いて固体封止した以外は同様にして、有機EL素子2及び3を作製した。
 〔有機EL素子4の作製:本発明〕
 上記作製した有機EL素子要素1と封止要素4(熱硬化性樹脂1)とを組み合わせ、図2及び図3に示すように、有機EL素子要素1の第二電極(4)と、封止要素4の補助電極層(9A)とが対向するように配置し、位置合わせを行った後、両者を0.2MPaの圧力で圧着し、温度120℃で密着及び接合し、3分間この状態を維持して、密着封止(固体封止)した。次いで、圧力をかけないで、110℃で20分間の加熱処理を施して、熱硬化性樹脂を硬化させて、図3に示す構成の有機EL素子4を作製した。
 〔有機EL素子5及び6の作製:本発明〕
 上記有機EL素子4の作製において、封止要素4に代えて、同じく熱硬化性樹脂を用いた封止要素5及び6をそれぞれ用いて固体封止した以外は同様にして、有機EL素子5及び6を作製した。
 〔有機EL素子7の作製:本発明〕
 上記有機EL素子4の作製において、有機EL素子要素1に代えて有機EL素子基板2を用いて固体封止した以外は同様にして、有機EL素子7を作製した。
 〔有機EL素子8の作製:本発明〕
 上記有機EL素子4の作製において、有機EL素子要素1に代えて有機EL素子基板3を用いて固体封止した以外は同様にして、有機EL素子8を作製した。
 〔有機EL素子9の作製:本発明〕
 上記有機EL素子8の作製において、封止要素4に代えて封止要素7を用いて固体封止した以外は同様にして、有機EL素子9を作製した。
 《有機EL素子の評価》
 〔高温保存安定性の評価〕
 上記作製した貼合済の有機EL素子1~9を、85℃、20%RHの環境下に、空中にぶら下げて24時間保管した後、下記の評価を行った。
 (密着性の評価)
 上記環境で24時間保管後の有機EL素子の状態を目視観察し、下記の基準に従って密着性を評価した。
 ○:封止要素と有機EL素子基板間で、剥離が全く発生していない
 △:封止要素と有機EL素子基板との端部で、わずかに剥離の発生が認められる
 ×:封止要素と有機EL素子基板とが、明らかに剥離している
 (発光性の評価)
 24時間保管した後の有機EL素子に電圧を印加し、発光の状態を目視観察し、下記の基準に従って発光性の評価を行った。
 ○:正常に発光している
 △:ほぼ正常に発光している
 ×:封止要素と有機EL素子基板との剥離に伴い、未発光部が発生している
 〔封止性能の評価〕
 各有機EL素子を、60℃、90%RHの環境下で300時間保管した。次いで、高温高湿処理前後での発光状態の変化を目視観察し、下記の基準に従って封止性能の評価を行った。
 ○:高温高湿処理前後で、発光面積にほとんど変化が認められない
 △:高温高湿処理後で、発光面積の減少がやや認められる
 ×:高温高湿処理後で、発光面積の減少が明らかに認められる
 以上により得られた結果を、表2に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000035
 表2に記載の結果より明らかなように、本発明の有機EL素子は、比較例に対し、高温保存時の安定性(密着性)及び高温高湿環境下で長期間にわたり保存した後でも封止性能に優れていることが分かる。
 本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子用封止要素は、貼合後の工程が簡略化でき、貼合後の高温環境下での密着安定性に優れた特性を備え、高温安定性及び封止性能に優れた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、この有機エレクトロルミネッセンス素子は、平面型照明、光ファイバー用光源、液晶ディスプレイ用バックライト、液晶プロジェクタ用バックライト、ディスプレイ装置等の各種光源として好適に利用できる。
 1 有機EL素子基板
 2 第二基板
 3 第一電極(陽極)
 4 第二電極(陰極)
 5、120 有機機能層
 6 有機EL素子用封止要素
 7 第一基板
 8 熱硬化性樹脂層
 9 補助電極形成層
 9A 補助電極層
 10、100 有機EL素子
 11 電極貼合部
 12 水分透過性測定装置
 13 ガラス板
 14 熱硬化性樹脂
 15 チャンバー
 16 バルブ
 17 液体窒素トラップ
 18 質量分析計
 L 貼合(Lamination)
 101 可撓性支持基板
 102 陽極
 103 正孔注入層
 104 正孔輸送層
 105 発光層
 106 電子輸送層
 107 電子注入層
 108 陰極

Claims (8)

  1.  基板上に、熱硬化性樹脂を含有する熱硬化性樹脂層と、補助電極層とをこの順に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用封止要素。
  2.  前記熱硬化性樹脂が、下記の水分透過性試験法で測定した水分増加の開始時間Ttrが、300時間以上であることを特徴とする請求項1に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用封止要素。
     水分透過性試験法:上方が解放されていて、壁の厚さが1cmで、一辺の長さが10cm、高さが10cmの測定容器を用い、測定容器の厚さ1cmの壁の上辺部の全てに熱硬化性樹脂を30μmの厚さで塗布する。次いで、測定容器の断面積(10cm×10cm)よりも広い面積を有するガラス板を、測定容器の上方に付与した熱硬化性樹脂と貼り合わせて、熱硬化性樹脂の硬化温度T(℃)よりも高い温度で硬化させて接着した後、当該測定容器を60℃、90%相対湿度の環境下に置き、当該測定容器の熱硬化性樹脂層を通過して、当該測定容器の内部に流入する水分量を測定し、水分量がバックグラウンドのノイズ値に対し、SN比で10以上の値となった時間を求め、これを水分増加の開始時間Ttrとする。
  3.  前記熱硬化性樹脂が、エポキシ樹脂であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用封止要素。
  4.  前記補助電極層は、補助電極形成層を転化温度T(℃)で熱処理を施して形成され、比抵抗値が1.0×10-5Ω・m以下であることを特徴とする請求項1から請求項3までのいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用封止要素。
  5.  前記転化温度T(℃)は、前記熱硬化性樹脂の硬化温度T(℃)未満であることを特徴とする請求項4に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用封止要素。
  6.  前記補助電極層が、前記第一基板の表面の一部と電気的に接続されていることを特徴とする請求項1から請求項5までのいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用封止要素。
  7.  請求項1から請求項6までのいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用封止要素を用いた有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法であって、
     1)第一基板上に、熱硬化性樹脂を含有する熱硬化性樹脂層及び補助電極層をこの順で形成した有機エレクトロルミネッセンス素子用封止要素と、
     2)第二基板上に第一電極、有機機能層及び第二電極層をこの順で有する有機エレクトロルミネッセンス素子基板を、
     3)前記有機エレクトロルミネッセンス素子用封止要素の補助電極層と、前記有機エレクトロルミネッセンス素子基板の第二電極層とが接触するように貼り合わせた後、前記熱硬化性樹脂の硬化温度T以上の温度で加熱して、該熱硬化性樹脂層を硬化して製造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。
  8.  請求項1から請求項6までのいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用封止要素を用いた有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法であって、
     1)第一基板上に、熱硬化性樹脂を含有する熱硬化性樹脂層及び補助電極形成層をこの順に形成し、該熱硬化性樹脂の硬化温度T(℃)未満の温度(転化温度T)で加熱処理を施して該補助電極形成層を補助電極層に転化して形成した有機エレクトロルミネッセンス素子用封止要素と、
     2)第二基板上に第一電極、有機機能層及び第二電極層をこの順で有する有機エレクトロルミネッセンス素子基板を、
     3)前記有機エレクトロルミネッセンス素子用封止要素の補助電極層と、前記有機エレクトロルミネッセンス素子基板の第二電極層とが接触するように貼り合わせた後、前記熱硬化性樹脂の硬化温度T以上の温度で加熱して、該熱硬化性樹脂層を硬化して製造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。
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