WO2015045599A1 - Organic electroluminescent element - Google Patents

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竹田 昭彦
黒木 孝彰
慶一 古川
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コニカミノルタ株式会社
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    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • H10K50/00Organic light-emitting devices
    • H10K50/80Constructional details
    • H10K50/85Arrangements for extracting light from the devices
    • H10K50/854Arrangements for extracting light from the devices comprising scattering means

Abstract

The objective of the present invention is to provide an organic electroluminescent element which has excellent light extraction efficiency of emitted light and excellent light emission uniformity. This organic electroluminescent element (10) is characterized by being obtained by sequentially laminating, on a transparent substrate (13), a light extraction layer (2) for changing the directivity of light, a transparent electrode (1), an organic functional layer (3) and a counter electrode (5a). This organic electroluminescent element (10) is also characterized in that: the light extraction layer (2) comprises a light scattering layer (2a) that contains light scattering particles having an average particle diameter of 150-350 nm; and the light scattering layer (2a) has an in-plane occupancy of the light scattering particles of 20-60%, a thickness of 150-500 nm, a surface roughness (Ra) of 10-50 nm and a maximum height (Rt) of 100-300 nm.

Description

有機エレクトロルミネッセンス素子Organic electroluminescence device
 本発明は、有機エレクトロルミネッセンス素子に関する。特に、発光光の光取り出し効率及び発光均一性に優れた有機エレクトロルミネッセンス素子に関する。 The present invention relates to an organic electroluminescence element. In particular, the present invention relates to an organic electroluminescence device excellent in light extraction efficiency and emission uniformity of emitted light.
 現在、薄型の発光材料として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。)が注目されている。
 有機材料のエレクトロルミネッセンス(Electro Luminescence:EL)を利用した有機EL素子は、数V~数十V程度の低電圧で発光が可能な薄膜型の完全固体素子であり、高輝度、高発光効率、薄型、軽量といった多くの優れた特徴を有している。このため、各種ディスプレイのバックライト、看板や非常灯等の表示板、照明光源等の面発光体として近年注目されている。
At present, organic electroluminescence elements (hereinafter also referred to as “organic EL elements”) are attracting attention as thin luminescent materials.
An organic EL element using electroluminescence (EL) of an organic material is a thin-film type completely solid element that can emit light at a low voltage of several V to several tens V, and has high luminance, high luminous efficiency, It has many excellent features such as thinness and light weight. For this reason, it has been attracting attention in recent years as surface light emitters such as backlights for various displays, display boards such as signs and emergency lights, and illumination light sources.
 有機EL素子は、低電力で高い輝度を得ることができ、視認性、応答速度、寿命、消費電力の点で優れている。一方で、有機EL素子の光の利用効率は20%程度であり、素子内での損失が大きいという問題も有している。
 この発光光の損失について図6を参照して以下説明する。
The organic EL element can obtain high luminance with low power and is excellent in terms of visibility, response speed, life, and power consumption. On the other hand, the light utilization efficiency of the organic EL element is about 20%, and there is a problem that the loss in the element is large.
This loss of emitted light will be described below with reference to FIG.
 図6は、従来の有機EL素子の概略断面図である。
 有機EL素子100は、図中の下層から順に、金属電極101、屈折率が約1.8の有機機能層102、屈折率が約1.8の透明電極103、屈折率が約1.5の透明基板104が積層されて構成されている。なお、図中の符号110a~110eで表される矢印は、有機機能層102から発生した光のうち特徴的なものを示している。
 光110aは、有機機能層102の発光面に対して垂直方向の光であり、透明基板104を透過して光取り出し側(空気側)に取り出される。
 光110bは、透明基板104と空気との界面に臨界角以下の浅い角度で入射した光であり、透明基板104と空気との界面で屈折して光取り出し側に取り出される。
 光110cは、透明基板104と空気との界面に臨界角より深い角度で入射した光であり、透明基板104と空気との界面で全反射して光取り出し側に取り出せない光である。これによる損失を「基板損失」と呼び、通常20%程度の損失がある。
 光110dは、透明電極103と透明基板104との界面に臨界角より深い角度で入射した光のうち共振条件を満たした光であり、透明電極103と透明基板104との界面で全反射して導波モードが発生し、有機機能層102及び透明電極103内に閉じ込められる光である。これによる損失を「導波損失」と呼び、通常20~25%程度の損失がある。
 光110eは、金属電極101へ入射して金属電極101内の自由電子と作用し、導波モードの一種であるプラズモンモードが発生して金属電極101の表面近傍に閉じ込められる光である。これによる損失を「プラズモン損失」と呼び、通常30~40%程度の損失がある。
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of a conventional organic EL element.
The organic EL element 100 includes a metal electrode 101, an organic functional layer 102 having a refractive index of approximately 1.8, a transparent electrode 103 having a refractive index of approximately 1.8, and a refractive index of approximately 1.5 in order from the lower layer in the figure. A transparent substrate 104 is laminated. Note that arrows indicated by reference numerals 110a to 110e in the drawing indicate characteristic features of light generated from the organic functional layer 102.
The light 110a is light in a direction perpendicular to the light emitting surface of the organic functional layer 102, passes through the transparent substrate 104, and is extracted to the light extraction side (air side).
The light 110b is light that is incident on the interface between the transparent substrate 104 and air at a shallow angle less than the critical angle, and is refracted at the interface between the transparent substrate 104 and air and extracted to the light extraction side.
The light 110c is light that is incident on the interface between the transparent substrate 104 and air at an angle deeper than the critical angle, and is light that is totally reflected at the interface between the transparent substrate 104 and air and cannot be extracted to the light extraction side. The loss due to this is called “substrate loss”, and there is usually a loss of about 20%.
The light 110 d is light that satisfies the resonance condition among light incident on the interface between the transparent electrode 103 and the transparent substrate 104 at an angle deeper than the critical angle, and is totally reflected at the interface between the transparent electrode 103 and the transparent substrate 104. The light is generated in a guided mode and confined in the organic functional layer 102 and the transparent electrode 103. The loss due to this is called “waveguide loss”, and there is usually a loss of about 20 to 25%.
The light 110 e is light that is incident on the metal electrode 101, interacts with free electrons in the metal electrode 101, generates a plasmon mode that is a kind of waveguide mode, and is confined in the vicinity of the surface of the metal electrode 101. The loss due to this is called “plasmon loss” and there is usually a loss of about 30 to 40%.
 このように、従来の有機EL素子においては、基板損失、導波損失及びプラズモン損失が発生するため、発光光の利用効率が低下している。 As described above, in the conventional organic EL element, the substrate loss, the waveguide loss, and the plasmon loss are generated, so that the utilization efficiency of the emitted light is lowered.
 このような基板損失等による光の損失を抑え、より多くの光を取り出す技術として、有機EL素子の光取り出し側に、発光光の指向性を変化させる光取り出し層を設ける技術が知られている(例えば、特許文献1及び特許文献2参照。)。この光取り出し層は、光散乱粒子とバインダーとから構成され、当該光散乱粒子により発光光を散乱させることにより光の取り出し効率を高めている。 As a technique for suppressing light loss due to such substrate loss and extracting more light, a technique is known in which a light extraction layer that changes the directivity of emitted light is provided on the light extraction side of the organic EL element. (For example, refer to Patent Document 1 and Patent Document 2.) This light extraction layer is composed of light scattering particles and a binder, and the light extraction efficiency is increased by scattering emitted light by the light scattering particles.
 光取り出し効率を更に向上させるべく、光散乱層中の光散乱粒子を増大させると、光散乱粒子による光散乱効果により、有機EL素子の正面方向(有機EL素子の光出射面に対して垂直な方向)に対して斜めの方向の光取り出し効率は向上するが、有機EL素子の正面方向の光取り出し効率が低下してしまう。 When light scattering particles in the light scattering layer are increased in order to further improve the light extraction efficiency, the front direction of the organic EL element (perpendicular to the light emission surface of the organic EL element) due to the light scattering effect of the light scattering particles. The light extraction efficiency in a direction oblique to (direction) is improved, but the light extraction efficiency in the front direction of the organic EL element is lowered.
 このような問題に対し、特許文献3では、光散乱層において、光散乱粒子が凝集した光散乱領域と、光散乱粒子の含有比率が低い光透過領域とが混在する構造とすることにより、有機EL素子の正面方向の光取り出し効率を向上させている。
 しかしながら、特許文献3に記載の技術にあっては、光散乱層の層厚が大きく、また、光散乱層表面の凹凸が大きいため光散乱層の表面を平滑にする平滑層の層厚も大きくなり、光散乱層及び平滑層の吸収によって光取り出し効率が低下してしまうおそれがある。
 また、特許文献3に記載の技術にあっては、光散乱層に含有される光散乱粒子の平均粒径が有機機能層で生じる発光光の波長よりも大きいため、部分的に発光光を遮蔽してしまうおそれがあり、有機EL素子の光出射面において発光均一性が低下する場合がある。
With respect to such a problem, in Patent Document 3, the light scattering layer has a structure in which a light scattering region in which light scattering particles are aggregated and a light transmission region in which the content ratio of the light scattering particles is low are mixed. The light extraction efficiency in the front direction of the EL element is improved.
However, in the technique described in Patent Document 3, the layer thickness of the light scattering layer is large, and the unevenness of the surface of the light scattering layer is large, so that the layer thickness of the smooth layer that smoothes the surface of the light scattering layer is also large. Therefore, the light extraction efficiency may be reduced due to the absorption of the light scattering layer and the smooth layer.
In the technique described in Patent Document 3, since the average particle diameter of the light scattering particles contained in the light scattering layer is larger than the wavelength of the emitted light generated in the organic functional layer, the emitted light is partially blocked. In some cases, the light emission uniformity may be reduced on the light exit surface of the organic EL element.
特開2009-054424号公報JP 2009-054424 A 特開2009-259792号公報JP 2009-259792 A 特許第5010556号公報Japanese Patent No. 5010556
 本発明の課題は、上記問題・状況に鑑みてなされたものであり、発光光の光取り出し効率及び発光均一性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である。 An object of the present invention has been made in view of the above problems and situations, and is to provide an organic electroluminescence element excellent in light extraction efficiency and emission uniformity of emitted light.
 本発明に係る上記課題を解決すべく、上記問題の原因等について検討した結果、透明基板上に、光の指向性を変化させる光取り出し層、透明電極、有機機能層、対向電極が順次積層された有機EL素子であって、前記光取り出し層が、平均粒径が特定の範囲内である光散乱粒子を含有する光散乱層を有し、前記光散乱層の前記光散乱粒子の面内占有率、層厚、表面粗さRa及び最大高さRtを特定の範囲内として、発光光の吸収や散乱を調整することにより、発光光の光取り出し効率及び発光均一性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ることを見出した。
 すなわち、本発明に係る課題は、以下の手段により解決される。
As a result of investigating the cause of the above-mentioned problems in order to solve the above-mentioned problems related to the present invention, a light extraction layer, a transparent electrode, an organic functional layer, and a counter electrode that change the directivity of light are sequentially laminated on the transparent substrate. An organic EL device, wherein the light extraction layer has a light scattering layer containing light scattering particles having an average particle size within a specific range, and the light scattering layer occupies in the plane of the light scattering particles Organic electroluminescence device excellent in light extraction efficiency and emission uniformity of emitted light by adjusting absorption and scattering of emitted light, with the ratio, layer thickness, surface roughness Ra, and maximum height Rt within specific ranges Found that can be provided.
That is, the subject concerning this invention is solved by the following means.
 1.透明基板上に、光の指向性を変化させる光取り出し層、透明電極、有機機能層、対向電極が順次積層された有機エレクトロルミネッセンス素子であって、
 前記光取り出し層が、平均粒径が150~350nmの光散乱粒子を含有する光散乱層を有し、
 前記光散乱層は、前記光散乱粒子の面内占有率が20~60%であって、層厚が150~500nm、表面粗さRaが10~50nm、最大高さRtが100~300nmであ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。
1. An organic electroluminescence device in which a light extraction layer that changes the directivity of light, a transparent electrode, an organic functional layer, and a counter electrode are sequentially laminated on a transparent substrate,
The light extraction layer has a light scattering layer containing light scattering particles having an average particle diameter of 150 to 350 nm;
The light scattering layer has an in-plane occupation ratio of the light scattering particles of 20 to 60%, a layer thickness of 150 to 500 nm, a surface roughness Ra of 10 to 50 nm, and a maximum height Rt of 100 to 300 nm. An organic electroluminescence device characterized by that.
 2.前記光取り出し層が、前記光散乱層の前記透明電極に対向する面を平滑にする平滑層を有す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。 2. 2. The organic electroluminescence device according to claim 1, wherein the light extraction layer has a smoothing layer that smoothens a surface of the light scattering layer facing the transparent electrode.
 本発明によれば、発光光の光取り出し効率及び発光均一性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る。
 本発明の効果の発現機構ないし作用機構については明確にはなっていないが、以下のように推察している。
 光散乱粒子の平均粒径が150~350nmであって、光散乱層の層厚が150~500nmであるため、光散乱層は光散乱粒子1個分又は2個分の層厚となっている。このため、光散乱層による発光光の吸収が抑制され、光取り出し効率が向上する。また、光散乱層の表面粗さRaが10~50nmであるため、光散乱層は光散乱粒子が大きな凝集をすることなく、均一な疎密構造を有するものとなっている。また、最大高さRtが100~300nmであるため、光散乱粒子が凝集して極端に凸になっている部分が存在しているわけではないので、透明電極や有機発光層といった隣接する層に高い平滑性が要求される層を、電流リークを生じることなく形成することができる。そして、光散乱層において光散乱粒子の面内占有率が20~60%となっているため、光散乱層に対して0~90°の入射角で入射する光において、光散乱粒子の粒子数に対して光散乱粒子の表面積が大きくなっているため、入射する光の散乱機会が増大している。更に、光散乱粒子の面内占有率が20~60%であるため、光散乱層中に光散乱粒子の存在率の低い光透過領域が形成されており、光の透過も確保される。このため、光取り出し効率が向上するものと推定している。
 また、光散乱粒子の平均粒径が150~350nmであるため、有機機能層で生じた発光光を遮蔽することがないため、有機EL素子の光出射面において発光均一性に優れている。
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the organic electroluminescent element excellent in the light extraction efficiency and emitted light uniformity of emitted light can be provided.
The expression mechanism or action mechanism of the effect of the present invention is not clear, but is presumed as follows.
Since the average particle diameter of the light scattering particles is 150 to 350 nm and the thickness of the light scattering layer is 150 to 500 nm, the light scattering layer has a layer thickness of one or two light scattering particles. . For this reason, absorption of the emitted light by a light-scattering layer is suppressed, and light extraction efficiency improves. Further, since the surface roughness Ra of the light scattering layer is 10 to 50 nm, the light scattering layer has a uniform sparse / dense structure without large aggregation of light scattering particles. In addition, since the maximum height Rt is 100 to 300 nm, there is no portion where the light scattering particles are aggregated and extremely convex, so that the adjacent layer such as the transparent electrode or the organic light emitting layer is not present. A layer requiring high smoothness can be formed without causing current leakage. Since the in-plane occupation ratio of the light scattering particles in the light scattering layer is 20 to 60%, the number of light scattering particles in light incident at an incident angle of 0 to 90 ° with respect to the light scattering layer. On the other hand, since the surface area of the light scattering particles is increased, the scattering opportunity of incident light is increased. Further, since the in-plane occupation ratio of the light scattering particles is 20 to 60%, a light transmission region with a low presence ratio of the light scattering particles is formed in the light scattering layer, and light transmission is also ensured. For this reason, it is estimated that the light extraction efficiency is improved.
In addition, since the average particle diameter of the light scattering particles is 150 to 350 nm, the emitted light generated in the organic functional layer is not shielded, so that the light emission surface of the organic EL element has excellent emission uniformity.
本発明に係る有機EL素子の概略断面図Schematic sectional view of an organic EL device according to the present invention 光取り出し層形成装置の概略構成を示す図The figure which shows schematic structure of a light extraction layer forming apparatus 波長制御赤外線ヒーターの概略構成を示す断面図Sectional drawing which shows schematic structure of wavelength control infrared heater 図3の波長制御赤外線ヒーターの変形例を示す断面図Sectional drawing which shows the modification of the wavelength control infrared heater of FIG. 比較例の有機EL素子における光散乱層の電子顕微鏡写真を示す図The figure which shows the electron micrograph of the light-scattering layer in the organic EL element of a comparative example 実施例の有機EL素子における光散乱層の電子顕微鏡写真を示す図The figure which shows the electron micrograph of the light-scattering layer in the organic EL element of an Example. 実施例の有機EL素子における光散乱層の電子顕微鏡写真を示す図The figure which shows the electron micrograph of the light-scattering layer in the organic EL element of an Example. 従来の有機EL素子の概略断面図Schematic sectional view of a conventional organic EL device
 本発明の有機EL素子は、透明基板上に、光の指向性を変化させる光取り出し層、透明電極、有機機能層、対向電極が順次積層された有機EL素子であって、前記光取り出し層が、平均粒径が150~350nmの光散乱粒子を含有する光散乱層を有し、前記光散乱層は、前記光散乱粒子の面内占有率が20~60%であって、層厚が150~500nm、表面粗さRaが10~50nm、最大高さRtが100~300nmであることを特徴とする。この特徴は、請求項1から請求項2までの請求項に係る発明に共通する技術的特徴である。
 本発明は、前記光取り出し層が、前記光散乱層の前記透明電極に対向する面を平滑にする平滑層を有することが好ましい。これにより、光散乱層の表面の凹凸を平滑にすることができ、光取り出し層上に形成される他の層を平滑にすることができる。よって、高品質な有機EL素子を製造することができる。
The organic EL element of the present invention is an organic EL element in which a light extraction layer, a transparent electrode, an organic functional layer, and a counter electrode that change the directivity of light are sequentially laminated on a transparent substrate, and the light extraction layer includes And a light scattering layer containing light scattering particles having an average particle diameter of 150 to 350 nm. The light scattering layer has an in-plane occupation ratio of the light scattering particles of 20 to 60% and a layer thickness of 150 The surface roughness Ra is 10 to 50 nm, and the maximum height Rt is 100 to 300 nm. This feature is a technical feature common to the inventions according to claims 1 to 2.
In the present invention, it is preferable that the light extraction layer has a smooth layer that smoothes a surface of the light scattering layer facing the transparent electrode. Thereby, the unevenness | corrugation of the surface of a light-scattering layer can be smoothed, and the other layer formed on a light extraction layer can be smoothed. Therefore, a high quality organic EL element can be manufactured.
 以下、本発明とその構成要素、及び本発明を実施するための形態・態様について詳細な説明をする。なお、本願において、数値範囲を表す「~」は、その前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む意味で使用している。 Hereinafter, the present invention, its components, and modes and modes for carrying out the present invention will be described in detail. In the present application, “˜” representing a numerical range is used in the sense that numerical values described before and after the numerical value range are included as a lower limit value and an upper limit value.
《有機EL素子の構成》
 図1に示すとおり、本発明の有機EL素子10は、透明基板13側から順に、光取り出し層2、透明電極1、有機材料等を用いて構成された有機機能層3、及び対向電極5aをこの順に積層して構成されている。
 透明電極1の端部には、取り出し電極16が設けられている。透明電極1と外部電源(図示略)とは、取り出し電極16を介して、電気的に接続される。有機EL素子10は、発生させた光(発光光h)を、少なくとも透明基板13側から取り出すように構成されている。
<< Configuration of organic EL element >>
As shown in FIG. 1, the organic EL element 10 of the present invention includes a light extraction layer 2, a transparent electrode 1, an organic functional layer 3 formed using an organic material, and the like, and a counter electrode 5 a in order from the transparent substrate 13 side. They are stacked in this order.
An extraction electrode 16 is provided at the end of the transparent electrode 1. The transparent electrode 1 and an external power source (not shown) are electrically connected via the extraction electrode 16. The organic EL element 10 is configured to extract the generated light (emitted light h) from at least the transparent substrate 13 side.
 また、有機EL素子10の層構造は以下に説明する構造に限定されることはなく、一般的な層構造であっても良い。ここでは、透明電極1がアノード(すなわち陽極)として機能し、対向電極5aがカソード(すなわち陰極)として機能することとする。この場合、例えば、有機機能層3としては、アノードである透明電極1側から順に正孔注入層3a/正孔輸送層3b/発光層3c/電子輸送層3d/電子注入層3eを積層した構成が例示されるが、このうち、少なくとも有機材料を用いて構成された発光層3cを有することが必須である。正孔注入層3a及び正孔輸送層3bは、正孔輸送注入層として設けられていても良い。電子輸送層3d及び電子注入層3eは、電子輸送注入層として設けられていても良い。また、これらの有機機能層3のうち、例えば、電子注入層3eが無機材料で構成されている場合もある。 Further, the layer structure of the organic EL element 10 is not limited to the structure described below, and may be a general layer structure. Here, the transparent electrode 1 functions as an anode (that is, an anode), and the counter electrode 5a functions as a cathode (that is, a cathode). In this case, for example, as the organic functional layer 3, a structure in which a hole injection layer 3a / a hole transport layer 3b / a light emitting layer 3c / an electron transport layer 3d / an electron injection layer 3e are stacked in this order from the transparent electrode 1 side that is an anode. Of these, it is essential to have the light emitting layer 3c composed of at least an organic material. The hole injection layer 3a and the hole transport layer 3b may be provided as a hole transport injection layer. The electron transport layer 3d and the electron injection layer 3e may be provided as an electron transport injection layer. Of these organic functional layers 3, for example, the electron injection layer 3e may be made of an inorganic material.
 また、有機機能層3は、これらの層の他にも正孔阻止層や電子阻止層等が必要に応じて必要箇所に積層されていても良い。更に、発光層3cは、各波長領域の発光光を発生させる各色発光層を有し、これらの各色発光層を、非発光性の中間層を介して積層させた構成としても良い。中間層は、正孔阻止層、電子阻止層として機能しても良い。更に、カソードである対向電極5aも、必要に応じた積層構造であっても良い。このような構成において、透明電極1と対向電極5aとで有機機能層3が挟持された部分のみが、有機EL素子10における発光領域となる。 In addition to these layers, the organic functional layer 3 may be laminated with a hole blocking layer, an electron blocking layer, or the like as necessary. Furthermore, the light emitting layer 3c may have a structure in which each color light emitting layer that generates light emitted in each wavelength region is laminated, and each of these color light emitting layers is laminated via a non-light emitting intermediate layer. The intermediate layer may function as a hole blocking layer and an electron blocking layer. Furthermore, the counter electrode 5a, which is a cathode, may have a laminated structure as necessary. In such a configuration, only a portion where the organic functional layer 3 is sandwiched between the transparent electrode 1 and the counter electrode 5 a becomes a light emitting region in the organic EL element 10.
 また、以上のような層構成においては、透明電極1の低抵抗化を図ることを目的とし、透明電極1に接して補助電極15が設けられていても良い。 Further, in the layer configuration as described above, the auxiliary electrode 15 may be provided in contact with the transparent electrode 1 for the purpose of reducing the resistance of the transparent electrode 1.
 以上のような構成の有機EL素子10は、有機材料等を用いて構成された有機機能層3を水分や酸素による劣化から防止することを目的として、透明基板13上において封止材17で封止されている。この封止材17は、接着剤19を介して透明基板13側に固定されている。ただし、透明電極1(取り出し電極16)及び対向電極5aの端子部分は、透明基板13上において有機機能層3によって互いに絶縁性を保った状態で封止材17から露出させた状態で設けられていることとする。 The organic EL element 10 configured as described above is sealed with a sealing material 17 on the transparent substrate 13 for the purpose of preventing the organic functional layer 3 configured using an organic material or the like from deterioration due to moisture or oxygen. It has been stopped. The sealing material 17 is fixed to the transparent substrate 13 side with an adhesive 19. However, the terminal portions of the transparent electrode 1 (extraction electrode 16) and the counter electrode 5a are provided on the transparent substrate 13 so as to be exposed from the sealing material 17 while being insulated from each other by the organic functional layer 3. Suppose that
 以下、上述した有機EL素子10を構成するための主要各層の詳細とその製造方法について説明する。 Hereinafter, details of each main layer for constituting the organic EL element 10 described above and a manufacturing method thereof will be described.
《透明基板》
 本発明で用いられる透明基板としては、ガラス、石英、透明樹脂フィルム等いずれの材料で構成されていても良く、有機EL素子に必要な耐湿性/耐気体透過性等のガスバリアー性能を有することが好ましい。フィルム基材においては、ガスバリアー性能向上の層を設けることが好ましい。
 なお、本発明の「透明基板」とは、波長550nmでの光透過率が70%以上の基板をいい、その光透過率が好ましくは80%以上、更に好ましくは90%以上、特に好ましくは95%以上である。
<Transparent substrate>
The transparent substrate used in the present invention may be composed of any material such as glass, quartz, transparent resin film, etc., and has gas barrier performance such as moisture resistance / gas permeability resistance required for organic EL elements. Is preferred. In the film base material, it is preferable to provide a layer for improving gas barrier performance.
The “transparent substrate” in the present invention refers to a substrate having a light transmittance of 70% or more at a wavelength of 550 nm, and the light transmittance is preferably 80% or more, more preferably 90% or more, particularly preferably 95. % Or more.
 また、透明基板は、可撓性を有することが好ましい。ここでいう「可撓性」とは、φ(直径)50mmロールに巻き付け、一定の張力で巻き取る前後で割れ等が生じることのない基板をいい、より好ましくはφ30mmロールに巻き付け可能な基板をいう。 Moreover, it is preferable that the transparent substrate has flexibility. The term “flexibility” as used herein refers to a substrate that is wound around a φ (diameter) 50 mm roll and is not cracked before and after winding with a constant tension, and more preferably a substrate that can be wound around a φ30 mm roll. Say.
 上記のようなロールに巻き付け可能な透明基板としては、例えば、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート(PEN)、セルローストリアセテート(TAC)、ポリカーボネート(PC)、ポリアリレート、ポリ塩化ビニル(PVC)、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、ポリスチレン(PS)、ナイロン(Ny)、芳香族ポリアミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリイミド、ポリエーテルイミド等の各樹脂フィルム、有機無機ハイブリッド構造を有するシルセスキオキサンを基本骨格とした耐熱透明フィルム(製品名Sila-DEC、チッソ株式会社製)、更には樹脂を2層以上積層してなる樹脂フィルム等を挙げることができる。 Examples of the transparent substrate that can be wound around the roll as described above include acrylic acid ester, methacrylic acid ester, polyethylene terephthalate (PET), polybutylene terephthalate, polyethylene naphthalate (PEN), cellulose triacetate (TAC), and polycarbonate (PC ), Polyarylate, polyvinyl chloride (PVC), polyethylene (PE), polypropylene (PP), polystyrene (PS), nylon (Ny), aromatic polyamide, polyether ether ketone, polysulfone, polyether sulfone, polyimide, poly Each resin film such as ether imide, heat-resistant transparent film (product name Sila-DEC, manufactured by Chisso Corporation) with silsesquioxane having organic-inorganic hybrid structure as basic skeleton, and resin Formed by laminating two or more layers a resin film, and the like.
 コストや入手の容易性の点では、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリカーボネート(PC)等が好ましく用いられ、また光学的透明性、耐熱性、無機層、ガスバリアー性層との密着性の点においては、有機無機ハイブリッド構造を有するシルセスキオキサンを基本骨格とした耐熱透明フィルムが好ましく用いることができる。
 中でも透明性、耐熱性、取り扱いやすさ、強度及びコストの点から、二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム、二軸延伸ポリエチレンナフタレートフィルム、ポリエーテルサルホンフィルム、ポリカーボネートフィルムが好ましく、二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム、二軸延伸ポリエチレンナフタレートフィルムがより好ましい。
 更に、熱膨張時の収縮を最大限抑えるため、熱アニール等の処理を行った低熱収処理品が最も好ましい。
In terms of cost and availability, polyethylene terephthalate (PET), polybutylene terephthalate, polyethylene naphthalate (PEN), polycarbonate (PC) and the like are preferably used, and optical transparency, heat resistance, inorganic layer, gas In terms of adhesion to the barrier layer, a heat-resistant transparent film having a basic skeleton of silsesquioxane having an organic-inorganic hybrid structure can be preferably used.
Among them, from the viewpoint of transparency, heat resistance, ease of handling, strength and cost, a biaxially stretched polyethylene terephthalate film, a biaxially stretched polyethylene naphthalate film, a polyethersulfone film, and a polycarbonate film are preferable, and a biaxially stretched polyethylene terephthalate film. A biaxially stretched polyethylene naphthalate film is more preferred.
Furthermore, in order to suppress the shrinkage at the time of thermal expansion to the maximum, a low heat recovery processed product subjected to a treatment such as thermal annealing is most preferable.
 透明基板の厚さは、10~500μmの範囲内が好ましく、より好ましくは20~250μmの範囲内であり、更に好ましくは30~150μmの範囲内である。透明基板の厚さが10~500μmの範囲にあることで、安定したガスバリアー性を得られ、また、ロール・トゥ・ロール方式の搬送に適したものになる。 The thickness of the transparent substrate is preferably in the range of 10 to 500 μm, more preferably in the range of 20 to 250 μm, and still more preferably in the range of 30 to 150 μm. When the thickness of the transparent substrate is in the range of 10 to 500 μm, a stable gas barrier property can be obtained, and it is suitable for a roll-to-roll system.
(ガスバリアー層)
(1)特性及び形成方法
 本発明においては、透明基板に対し、屈折率が1.4~1.7の範囲内である1層以上のガスバリアー層(低屈折率層)を設けることが好ましい。このようなガスバリアー層としては、公知の素材を特に制限なく使用できるが、例えば、以下のような素材を好ましく使用できる。
(Gas barrier layer)
(1) Characteristics and Forming Method In the present invention, it is preferable to provide one or more gas barrier layers (low refractive index layers) having a refractive index in the range of 1.4 to 1.7 on the transparent substrate. . As such a gas barrier layer, a known material can be used without any particular limitation. For example, the following materials can be preferably used.
 ガスバリアー層は、無機前駆体化合物を含有する層であって、透明基板上に少なくとも1層の無機前駆体化合物を含有する塗布液を塗布することにより形成される。 The gas barrier layer is a layer containing an inorganic precursor compound, and is formed by applying a coating solution containing at least one layer of an inorganic precursor compound on a transparent substrate.
 塗布方法としては、任意の適切な方法が採用することができる。
 具体例としては、ロールコート法、フローコート法、インクジェット法、スプレーコート法、プリント法、ディップコート法、流延成膜法、バーコート法、グラビア印刷法等が挙げられる。
Any appropriate method can be adopted as a coating method.
Specific examples include a roll coating method, a flow coating method, an ink jet method, a spray coating method, a printing method, a dip coating method, a casting film forming method, a bar coating method, and a gravure printing method.
 塗布厚さは、目的に応じて適切に設定することができる。例えば、塗布厚さは、乾燥後の厚さが好ましくは1nm~10μm程度、更に好ましくは10nm~10μm程度、最も好ましくは30nm~1μm程度となるように設定される。 The coating thickness can be set appropriately according to the purpose. For example, the coating thickness is set so that the thickness after drying is preferably about 1 nm to 10 μm, more preferably about 10 nm to 10 μm, and most preferably about 30 nm to 1 μm.
(2)無機前駆体化合物
 本発明に用いられる無機前駆体化合物とは、特定の雰囲気下で真空紫外線照射によって、金属酸化物、金属窒化物又は金属酸化窒化物を形成する化合物であれば特に限定されないが、本発明の製造方法に適する化合物としては、特開平8-112879号公報に記載されているように比較的低温で改質処理される化合物であることが好ましい。
(2) Inorganic precursor compound The inorganic precursor compound used in the present invention is particularly limited as long as it is a compound that forms metal oxide, metal nitride, or metal oxynitride by vacuum ultraviolet irradiation under a specific atmosphere. Although not suitable, the compound suitable for the production method of the present invention is preferably a compound that is modified at a relatively low temperature as described in JP-A-8-112879.
 具体的には、Si-O-Si結合を有するポリシロキサン(ポリシルセスキオキサンを含む。)、Si-N-Si結合を有するポリシラザン、Si-O-Si結合とSi-N-Si結合の両方を含むポリシロキサザン等を挙げることができる。これらは、2種以上を混合して使用しても良い。また、異なる化合物を逐次積層したり、同時積層したりしても使用可能である。 Specifically, polysiloxane having Si—O—Si bond (including polysilsesquioxane), polysilazane having Si—N—Si bond, Si—O—Si bond and Si—N—Si bond. A polysiloxazan containing both may be mentioned. You may use these in mixture of 2 or more types. Moreover, it can be used even if different compounds are sequentially laminated or simultaneously laminated.
(2.1)ポリシロキサン
 本発明で用いられるポリシロキサンとしては、一般構造単位としての〔RSiO1/2〕、〔RSiO〕、〔RSiO3/2〕及び〔SiO〕を含むことができる。ここで、Rは、水素原子、1~20の炭素原子を含むアルキル基(例えば、メチル基、エチル基、プロピル基等)、アリール基(例えば、フェニル基等)及び不飽和アルキル基(例えば、ビニル基(Vi)等)からなる群より独立して選択される。特定のポリシロキサン基の例には、〔PhSiO3/2〕、〔MeSiO3/2〕、〔HSiO3/2〕、〔MePhSiO〕、〔PhSiO〕、〔PhViSiO〕、〔ViSiO3/2〕、〔MeHSiO〕、〔MeViSiO〕、〔MeSiO〕及び〔MeSiO1/2〕等が挙げられる。また、ポリシロキサンの混合物やコポリマーも使用可能である。
(2.1) Polysiloxane The polysiloxane used in the present invention includes [R 3 SiO 1/2 ], [R 2 SiO], [RSiO 3/2 ] and [SiO 2 ] as general structural units. be able to. Here, R is a hydrogen atom, an alkyl group containing 1 to 20 carbon atoms (for example, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, etc.), an aryl group (for example, a phenyl group) and an unsaturated alkyl group (for example, Independently selected from the group consisting of vinyl groups (Vi) and the like. Examples of specific polysiloxane groups include [PhSiO 3/2 ], [MeSiO 3/2 ], [HSiO 3/2 ], [MePhSiO], [Ph 2 SiO], [PhViSiO], [ViSiO 3/2 ]. ], [MeHSiO], [MeViSiO], [Me 2 SiO], [Me 3 SiO 1/2 ] and the like. Mixtures and copolymers of polysiloxanes can also be used.
(2.2)ポリシルセスキオキサン
 本発明においては、上述のポリシロキサンの中でもポリシルセスキオキサンを用いることが好ましい。ポリシルセスキオキサンは、シルセスキオキサンを構造単位に含む化合物である。「シルセスキオキサン」とは、[RSiO3/2]で表される化合物であり、通常、RSiX(Rは、水素原子、アルキル基、アルケニル基、アリール基、アラアルキル基等であり、Xは、ハロゲン、アルコキシ基等である。)型化合物が加水分解-重縮合して合成されるポリシロキサンである。シスセスオキサンの分子配列の形状としては、代表的には無定形構造、ラダー状構造、籠型構造又はその部分開裂構造体(籠型構造からケイ素原子が1原子欠けた構造や籠状構造のケイ素-酸素結合が一部切断された構造)等が知られている。
(2.2) Polysilsesquioxane In the present invention, polysilsesquioxane is preferably used among the polysiloxanes described above. Polysilsesquioxane is a compound containing silsesquioxane in a structural unit. “Silsesquioxane” is a compound represented by [RSiO 3/2 ], usually RSiX 3 (R is a hydrogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, an aryl group, an araalkyl group, etc. Is a halogen, an alkoxy group, etc.) A polysiloxane synthesized by hydrolysis-polycondensation of a type compound. The molecular arrangement of cissesoxane typically includes an amorphous structure, a ladder structure, a cage structure or a partially cleaved structure thereof (a structure in which a silicon atom is missing from a cage structure or a silicon structure having a cage structure) A structure in which an oxygen bond is partially broken) is known.
 これらのポリシルセスキオキサンの中でも、いわゆる水素シルセスキオキサンポリマーを用いることが好ましい。水素シルセスキオキサンポリマーには、式:HSi(OH)(OR)z/2のヒドリドシロキサンポリマーが挙げられ、各々のRは有機基又は置換された有機基であり、酸素原子によってケイ素に結合した場合、加水分解性置換基を形成し、x=0~2、y=0~2、z=1~3、x+y+z=3である。Rの例には、アルキル基(例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基等)、アリール基(例えば、フェニル基等)、アルケニル基(例えば、アリル基、ビニル基等)が挙げられる。
 これらの樹脂は、完全に縮合され(HSiO3/2、あるいは部分的にのみ加水分解され(すなわち、一部のSi-ORを含む。)及び/又は部分的に縮合される(すなわち、一部のSi-OHを含む。)ことができる。
Among these polysilsesquioxanes, it is preferable to use a so-called hydrogen silsesquioxane polymer. Hydrogen silsesquioxane polymers include hydridosiloxane polymers of the formula: HSi (OH) x (OR) y O z / 2 where each R is an organic group or a substituted organic group, When bonded to silicon, a hydrolyzable substituent is formed, and x = 0 to 2, y = 0 to 2, z = 1 to 3, and x + y + z = 3. Examples of R include an alkyl group (for example, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group), an aryl group (for example, a phenyl group), and an alkenyl group (for example, an allyl group, a vinyl group). .
These resins are either fully condensed (HSiO 3/2 ) n , or only partially hydrolyzed (ie, including some Si—OR) and / or partially condensed (ie, Including some Si-OH).
 籠型シルセスキオキサンの例としては、[RSiO3/2の化学式で表される下記一般式(I)のシルセスキオキサン、[RSiO3/210の化学式で表される下記一般式(II)のシルセスキオキサン、[RSiO3/212の化学式で表される下記一般式(III)のシルセスキオキサン、[RSiO3/214の化学式で表される下記一般式(IV)のシルセスキオキサン及び[RSiO3/216の化学式で表される下記一般式(V)のシルセスキオキサンが挙げられる。 Examples of the cage silsesquioxane include silsesquioxane of the following general formula (I) represented by the chemical formula [RSiO 3/2 ] 8 and the following chemical formula of [RSiO 3/2 ] 10 Silsesquioxane of general formula (II), represented by the chemical formula of [RSiO 3/2 ] 12 , and silsesquioxane of the following general formula (III), represented by the chemical formula of [RSiO 3/2 ] 14 Silsesquioxane of the general formula (IV) and silsesquioxane of the following general formula (V) represented by the chemical formula of [RSiO 3/2 ] 16 are mentioned.
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
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 [RSiO3/2で表される籠型シルセスキオキサンにおけるnの値としては、6~20の整数であり、好ましくは8、10又は12であり、特に好ましくは8又は8、10及び12の混合物である。また、籠型シルセスキオキサンの一部のケイ素-酸素結合が部分的に開裂した[RSiO3/2n-m(O1/2H)2+m(nは6~20の整数であり、mは0又は1である。)で表される籠型シルセスキオキサンの好ましい例としては、一般式(I)の一部が開裂したトリシラノール体、[RSiO3/2(O1/2H)で表される下記一般式(VI)のシルセスキオキサン、[RSiO3/2(O1/2H)の化学式で表される下記一般式(VII)のシルセスキオキサン及び[RSiO3/2(O1/2H)の化学式で表される下記一般式(VIII)のシルセスキオキサンが挙げられる。 The [RSiO 3/2] value of n in the cage-type silsesquioxane represented by n is an integer of 6-20, preferably 8, 10 or 12, particularly preferably 8 or 8,10 And 12 mixtures. In addition, [RSiO 3/2 ] nm (O 1/2 H) 2 + m (n is an integer of 6 to 20) in which a part of silicon-oxygen bond of cage silsesquioxane is partially cleaved. m is 0 or 1. As a preferable example of a cage silsesquioxane represented by the formula (I), a trisilanol body in which a part of the general formula (I) is cleaved, [RSiO 3/2 ] 7 (O 1 / 2 H) Silsesquioxane of the following general formula (VI) represented by 3 ; Sil of the following general formula (VII) represented by the chemical formula of [RSiO 3/2 ] 8 (O 1/2 H) 2 Examples thereof include sesquioxane and silsesquioxane of the following general formula (VIII) represented by a chemical formula of [RSiO 3/2 ] 8 (O 1/2 H) 2 .
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
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 上記一般式(I)~(VIII)におけるRとしては、水素原子、炭素数1~20の飽和炭化水素基、炭素数2~20のアルケニル基、炭素数7~20のアラアルキル基及び炭素数6~20のアリール基が挙げられる。中でも、Rは重合反応が可能な重合性官能基であることが好ましい。 R in the general formulas (I) to (VIII) is a hydrogen atom, a saturated hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 20 carbon atoms, an araalkyl group having 7 to 20 carbon atoms, or a carbon number of 6 Up to 20 aryl groups. Among these, R is preferably a polymerizable functional group capable of polymerization reaction.
 炭素数1~20の飽和炭化水素基の例としては、メチル基、エチル基、n-プロピル基、i-プロピル基、ブチル基(n-ブチル基、i-ブチル基、t-ブチル基、sec-ブチル基等)、ペンチル基(n-ペンチル基、i-ペンチル基、ネオペンチル基、シクロペンチル基等)、ヘキシル基(n-ヘキシル基、i-ヘキシル基、シクロヘキシル基等)、ヘプチル基(n-ヘプチル基、i-ヘプチル基等)、オクチル基(n-オクチル基、i-オクチル基、t-オクチル基等)、ノニル基(n-ノニル基、i-ノニル基等)、デシル基(n-デシル基、i-デシル基等)、ウンデシル基(n-ウンデシル基、i-ウンデシル基等)、ドデシル基(n-ドデシル基、i-ドデシル基等)等が挙げられる。成形時の溶融流動性、難燃性及び操作性のバランスを考慮すると、好ましくは炭素数1~16の飽和炭化水素であり、特に好ましくは炭素数1~12の飽和炭化水素である。 Examples of the saturated hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms include methyl group, ethyl group, n-propyl group, i-propyl group, butyl group (n-butyl group, i-butyl group, t-butyl group, sec -Butyl group, etc.), pentyl group (n-pentyl group, i-pentyl group, neopentyl group, cyclopentyl group, etc.), hexyl group (n-hexyl group, i-hexyl group, cyclohexyl group etc.), heptyl group (n- Heptyl group, i-heptyl group, etc.), octyl group (n-octyl group, i-octyl group, t-octyl group, etc.), nonyl group (n-nonyl group, i-nonyl group, etc.), decyl group (n- Decyl group, i-decyl group, etc.), undecyl group (n-undecyl group, i-undecyl group, etc.), dodecyl group (n-dodecyl group, i-dodecyl group, etc.) and the like. In consideration of the balance of melt fluidity, flame retardancy and operability during molding, the hydrocarbon is preferably a saturated hydrocarbon having 1 to 16 carbon atoms, and particularly preferably a saturated hydrocarbon having 1 to 12 carbon atoms.
 炭素数2~20のアルケニル基としては、非環式アルケニル基及び環式アルケニル基が挙げられる。その例としては、ビニル基、プロペニル基、ブテニル基、ペンテニル基、ヘキセニル基、シクロヘキセニル基、シクロヘキセニルエチル基、ノルボルネニルエチル基、ヘプテニル基、オクテニル基、ノネニル基、デセニル基、ウンデセニル基、ドデセニル基等が挙げられる。成形時の溶融流動性、難燃性及び操作性のバランスを考慮すると、好ましくは炭素数2~16のアルケニル基であり、特に好ましくは炭素数2~12のアルケニル基である。 Examples of the alkenyl group having 2 to 20 carbon atoms include acyclic alkenyl groups and cyclic alkenyl groups. Examples thereof include vinyl group, propenyl group, butenyl group, pentenyl group, hexenyl group, cyclohexenyl group, cyclohexenylethyl group, norbornenylethyl group, heptenyl group, octenyl group, nonenyl group, decenyl group, undecenyl group, A dodecenyl group etc. are mentioned. Considering the balance of melt fluidity, flame retardancy and operability during molding, an alkenyl group having 2 to 16 carbon atoms is preferred, and an alkenyl group having 2 to 12 carbon atoms is particularly preferred.
 炭素数7~20のアラアルキル基の例としては、ベンジル基、フェネチル基、炭素数1~13、好ましくは炭素数1~8のアルキル基のうち1置換又は複数置換されたベンジル基又はフェネチル基等が挙げられる。 Examples of the aralkyl group having 7 to 20 carbon atoms include a benzyl group, a phenethyl group, a benzyl group or a phenethyl group substituted with one or more of alkyl groups having 1 to 13 carbon atoms, preferably 1 to 8 carbon atoms. Is mentioned.
 炭素数6~20のアリール基の例としては、フェニル基、トリル基、炭素数1~14、好ましくは炭素数1~8のアルキル基で置換されたフェニル基又はトリル基、キシリル基等が挙げられる。 Examples of the aryl group having 6 to 20 carbon atoms include phenyl group, tolyl group, phenyl group or tolyl group substituted with alkyl group having 1 to 14 carbon atoms, preferably 1 to 8 carbon atoms, xylyl group, and the like. It is done.
 上記の籠型シルセスキオキサン類は、Aldrich社、Hybrid Plastic社、チッソ株式会社、アヅマックス社等から市販されている化合物をそのまま用いても良く、また、Journal of American Chemical Society誌、第111巻、1741頁(1989年)等に基づいて合成された化合物を用いても良い。 As the above-mentioned cage-type silsesquioxanes, compounds commercially available from Aldrich, Hybrid Plastic, Chisso, Amax, etc. may be used as they are, and Journal of American Chemical Society, Vol. 111. 1741 (1989), etc., may be used.
 ポリシルセスキオキサンの籠型構造の部分開裂構造体とは、[RSiO3/2の化学式で表される一つの籠型ユニットからSi-O-Si結合が開裂して生成したSi-OHが3個以下の化合物、又は[RSiO3/2の化学式で表される閉じた籠型構造の中からSi原子の欠損が1個以下の化合物を示す。 The partial cleavage structure of a polysilsesquioxane cage structure is a Si—O—Si bond formed by cleavage of a Si—O—Si bond from one cage unit represented by the chemical formula [RSiO 3/2 ] 8. A compound having 3 or less OH or a compound having 1 or less Si atom deficiency in a closed cage structure represented by the chemical formula of [RSiO 3/2 ] 8 is shown.
 籠型シルセスキオキサンにおいても、[HSiO3/2等の水素シルセスキオキサンを好ましく用いることができる。 Also in the cage silsesquioxane, hydrogen silsesquioxane such as [HSiO 3/2 ] 8 can be preferably used.
(2.3)ポリシラザン
 本発明で用いられるポリシラザンとは、ケイ素-窒素結合を持つポリマーで、Si-N、Si-H、N-H等からなるSiO、Si及び両方の中間固溶体SiO(x:0.1~1.9、y:0.1~1.3)等の無機前駆体ポリマーである。
(2.3) Polysilazane The polysilazane used in the present invention is a polymer having a silicon-nitrogen bond, and is composed of Si—N, Si—H, NH, etc., SiO 2 , Si 3 N 4 and intermediate solid solutions of both. It is an inorganic precursor polymer such as SiO x N y (x: 0.1 to 1.9, y: 0.1 to 1.3).
 本発明に好ましく用いられるポリシラザンとしては、下記一般式(A)で表される。 The polysilazane preferably used in the present invention is represented by the following general formula (A).
 一般式(A)
  -[Si(R)(R)-N(R)]-
Formula (A)
— [Si (R 1 ) (R 2 ) —N (R 3 )] —
 一般式(A)中、R、R及びRは、各々水素原子、アルキル基、アルケニル基、シクロアルキル基、アリール基、アルキルシリル基、アルキルアミノ基又はアルコキシ基を表す。 In general formula (A), R 1 , R 2 and R 3 each represent a hydrogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an alkylsilyl group, an alkylamino group or an alkoxy group.
 本発明では、得られるガスバリアー層としての緻密性の観点からは、R、R及びRの全てが水素原子であるパーヒドロポリシラザンが特に好ましい。 In the present invention, perhydropolysilazane in which all of R 1 , R 2 and R 3 are hydrogen atoms is particularly preferable from the viewpoint of the denseness as the gas barrier layer to be obtained.
 一方、そのSiと結合する水素部分が一部アルキル基等で置換されたオルガノポリシラザンは、メチル基等のアルキル基を有することにより、透明基板との接着性が改善され、かつ硬くてもろいポリシラザンによるセラミック層に靭性を持たせることができるため、より層厚を厚くした場合でもクラックの発生が抑えられる利点がある。用途に応じて適宜、これらパーヒドロポリシラザンとオルガノポリシラザンを選択して良く、混合して使用することもできる。 On the other hand, the organopolysilazane in which the hydrogen part bonded to Si is partially substituted with an alkyl group or the like has an alkyl group such as a methyl group, thereby improving the adhesiveness with a transparent substrate and being hard and brittle polysilazane. Since toughness can be imparted to the ceramic layer, there is an advantage that generation of cracks can be suppressed even when the layer thickness is increased. These perhydropolysilazane and organopolysilazane may be appropriately selected according to the application, and can also be mixed and used.
 パーヒドロポリシラザンは、直鎖構造と、6及び8員環を中心とする環構造が存在した構造と推定されている。その分子量は、数平均分子量(Mn)で約600~2000程度(ポリスチレン換算)であり、分子量により異なるが液体又は固体の物質である。これらは、有機溶媒に溶解した溶液状態で市販されており、市販品をそのままポリシラザン含有塗布液として使用することができる。 Perhydropolysilazane is presumed to have a linear structure and a ring structure centered on 6- and 8-membered rings. Its molecular weight is about 600 to 2000 (polystyrene conversion) in terms of number average molecular weight (Mn), and it is a liquid or solid substance depending on the molecular weight. These are marketed in a solution state dissolved in an organic solvent, and the commercially available product can be used as it is as a polysilazane-containing coating solution.
 低温でセラミック化するポリシラザンの別の例としては、上記ポリシラザンにケイ素アルコキシドを反応させて得られるケイ素アルコキシド付加ポリシラザン(特開平5-238827号公報)、グリシドールを反応させて得られるグリシドール付加ポリシラザン(特開平6-122852号公報)、アルコールを反応させて得られるアルコール付加ポリシラザン(特開平6-240208号公報)、金属カルボン酸塩を反応させて得られる金属カルボン酸塩付加ポリシラザン(特開平6-299118号公報)、金属を含むアセチルアセトナート錯体を反応させて得られるアセチルアセトナート錯体付加ポリシラザン(特開平6-306329号公報)、金属微粒子を添加して得られる金属微粒子添加ポリシラザン(特開平7-196986号公報)等が挙げられる。 Other examples of polysilazanes that are ceramicized at low temperatures include silicon alkoxide-added polysilazanes obtained by reacting the above polysilazanes with silicon alkoxides (Japanese Patent Laid-Open No. 5-23827), and glycidol-added polysilazanes obtained by reacting glycidol (special No. 6-122852), an alcohol-added polysilazane obtained by reacting an alcohol (Japanese Patent Laid-Open No. 6-240208), and a metal carboxylate-added polysilazane obtained by reacting a metal carboxylate (Japanese Patent Laid-Open No. 6-299118). No. 1), acetylacetonate complex-added polysilazane obtained by reacting a metal-containing acetylacetonate complex (JP-A-6-306329), metal fine particle-added polysilazane obtained by adding metal fine particles (JP-A-7- 1969 6 No.), and the like.
 ポリシラザンを含有する液体を調製する有機溶媒としては、ポリシラザンと容易に反応するようなアルコール系や水分を含有するものを用いることは好ましくない。好ましく用いられる有機溶媒としては、例えば、脂肪族炭化水素、脂環式炭化水素、芳香族炭化水素等の炭化水素溶媒、ハロゲン化炭化水素溶媒、脂肪族エーテル、脂環式エーテル等のエーテル類が挙げられる。具体的には、ペンタン、ヘキサン、シクロヘキサン、トルエン、キシレン、ソルベッソ、ターベン等の炭化水素、塩化メチレン、トリコロロエタン等のハロゲン炭化水素、ジブチルエーテル、ジオキサン、テトラヒドロフラン等のエーテル類等がある。これらの溶剤は、ポリシラザンの溶解度や溶剤の蒸発速度等、目的にあわせて選択し、複数の溶剤を混合しても良い。 As an organic solvent for preparing a liquid containing polysilazane, it is not preferable to use an alcohol or water-containing one that easily reacts with polysilazane. Examples of the organic solvent preferably used include hydrocarbon solvents such as aliphatic hydrocarbons, alicyclic hydrocarbons, and aromatic hydrocarbons, ethers such as halogenated hydrocarbon solvents, aliphatic ethers, and alicyclic ethers. Can be mentioned. Specific examples include hydrocarbons such as pentane, hexane, cyclohexane, toluene, xylene, solvesso and turben, halogen hydrocarbons such as methylene chloride and trichloroethane, and ethers such as dibutyl ether, dioxane and tetrahydrofuran. These solvents may be selected according to purposes such as the solubility of polysilazane and the evaporation rate of the solvent, and a plurality of solvents may be mixed.
 ポリシラザン含有塗布液中のポリシラザン濃度は、目的とするシリカ層厚や塗布液のポットライフによっても異なるが、0.2~35質量%程度である。 The polysilazane concentration in the polysilazane-containing coating solution is about 0.2 to 35% by mass, although it varies depending on the target silica layer thickness and the pot life of the coating solution.
 有機ポリシラザンは、そのSiと結合する水素部分が一部アルキル基等で置換された誘導体であっても良い。アルキル基、特に最も分子量の少ないメチル基を有することにより透明基板との接着性が改善され、かつ硬くてもろいシリカ層に靭性を持たせることができ、より層厚を厚くした場合でもクラックの発生が抑えられる。 The organic polysilazane may be a derivative in which the hydrogen part bonded to Si is partially substituted with an alkyl group or the like. Adhesion with a transparent substrate is improved by having an alkyl group, especially a methyl group having the smallest molecular weight, and it is possible to impart toughness to a hard and brittle silica layer. Even when the layer thickness is increased, cracks are generated. Is suppressed.
 また、酸化ケイ素化合物への改質処理を促進するために、アミンや金属の触媒を添加することもできる。具体的には、AZエレクトロニックマテリアルズ(株)製 アクアミカ NAX120-20、NN110、NN310、NN320、NL110A、NL120A、NL150A、NP110、NP140、SP140等が挙げられる。 Also, an amine or metal catalyst can be added in order to promote the modification treatment to the silicon oxide compound. Specific examples include Aquamica NAX120-20, NN110, NN310, NN320, NL110A, NL120A, NL150A, NP110, NP140, and SP140 manufactured by AZ Electronic Materials Co., Ltd.
(2.4)ポリシロキサザン
 ポリシロキサザンは、主たる繰り返し単位が-[(SiH(NH)]-と-[(SiHO]-(式中n、m及びrは、1、2又は3を表す。)で示される化合物である。
(2.4) Polysiloxazan Polysiloxazan has main repeating units of — [(SiH 2 ) n (NH) r ] — and — [(SiH 2 ) m O] — (where n, m and r are , 1, 2 or 3)).
(2.5)触媒
 本発明に係る無機前駆体を含有する溶液(塗布液ともいう。)中には、必要に応じて、触媒を添加することができる。
(2.5) Catalyst A catalyst may be added to the solution containing the inorganic precursor according to the present invention (also referred to as a coating solution) as necessary.
 具体的には、1-メチルピペラジン、1-メチルピペリジン、4,4′-トリメチレンジピペリジン、4,4′-トリメチレンビス(1-メチルピペリジン)、ジアザビシクロ-[2,2,2]オクタン、シス-2,6-ジメチルピペラジン、4-(4-メチルピペリジン)ピリジン、ピリジン、ジピリジン、α-ピコリン、β-ピコリン、γ-ピコリン、ピペリジン、ルチジン、ピリミジン、ピリダジン、4,4′-トリメチレンジピリジン、2-(メチルアミノ)ピリジン、ピラジン、キノリン、キノクサリン、トリアジン、ピロール、3-ピロリン、イミダゾール、トリアゾール、テトラゾール、1-メチルピロリジン等のN-ヘテロ環状化合物、メチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、エチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、プロピルアミン、ジプロピルアミン、トリプロピルアミン、ブチルアミン、ジブチルアミン、トリブチルアミン、ペンチルアミン、ジペンチルアミン、トリペンチルアミン、ヘキシルアミン、ジヘキシルアミン、トリヘキシルアミン、ヘプチルアミン、ジヘプチルアミン、オクチルアミン、ジオクチルアミン、トリオクチルアミン、フェニルアミン、ジフェニルアミン、トリフェニルアミン等のアミン類、更にDBU(1,8-ジアザビシクロ[5,4,0]7-ウンデセン)、DBN(1,5-ジアザビシクロ[4,3,0]5-ノネン)、1,5,9-トリアザシクロドデカン、1,4,7-トリアザシクロノナン等が挙げられる。 Specifically, 1-methylpiperazine, 1-methylpiperidine, 4,4'-trimethylenedipiperidine, 4,4'-trimethylenebis (1-methylpiperidine), diazabicyclo- [2,2,2] octane Cis-2,6-dimethylpiperazine, 4- (4-methylpiperidine) pyridine, pyridine, dipyridine, α-picoline, β-picoline, γ-picoline, piperidine, lutidine, pyrimidine, pyridazine, 4,4'-tri N-heterocyclic compounds such as methylenedipyridine, 2- (methylamino) pyridine, pyrazine, quinoline, quinoxaline, triazine, pyrrole, 3-pyrroline, imidazole, triazole, tetrazole, 1-methylpyrrolidine, methylamine, dimethylamine, Trimethylamine, ethylamine, diethylamine, Liethylamine, propylamine, dipropylamine, tripropylamine, butylamine, dibutylamine, tributylamine, pentylamine, dipentylamine, tripentylamine, hexylamine, dihexylamine, trihexylamine, heptylamine, diheptylamine, octyl Amines such as amine, dioctylamine, trioctylamine, phenylamine, diphenylamine, triphenylamine, DBU (1,8-diazabicyclo [5,4,0] 7-undecene), DBN (1,5-diazabicyclo [ 4,3,0] 5-nonene), 1,5,9-triazacyclododecane, 1,4,7-triazacyclononane and the like.
 また、有機酸、無機酸、金属カルボン酸塩、アセチルアセトナ錯体及び金属微粒子も好ましい触媒として挙げられる。
 有機酸としては、酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、マレイン酸及びステアリン酸等が挙げられ、無機酸としては、塩酸、硝酸、硫酸、リン酸、過酸化水素、塩素酸及び次亜塩素酸等が挙げられる。
 金属カルボン酸塩としては、式:(RCOO)M〔式中、Rは脂肪族基又は脂環族基で、炭素数1~22のものを表し、MはNi、Ti、Pt、Rh、Co、Fe、Ru、Os、Pd、Ir及びAlからなる群より選択される少なくとも1種の金属を表し、nはMの原子価と同値である。〕で表される化合物である。金属カルボン酸塩は、無水物でも水和物でも良い。
 アセチルアセトナ錯体としては、アセチルアセトン(2,4-ペンタジオン)から酸解離により生じた陰イオンacacが金属原子に配位した錯体であり、一般的には、式(CHCOCHCOCHM〔式中、Mはイオン価nの金属を表す。〕で表される。好適な金属Mとしては、例えば、ニッケル、白金、パラジウム、アルミニウム、ロジウム等が挙げられる。また、金属微粒子も好適に用いることができ、具体的には、Au、Ag、Pd又はNiが好ましく、特にAgが好ましい。金属微粒子の粒径は、0.5μmより小さいことが好ましく、0.1μm以下がより好ましく、0.05μmより小さいことが更に好ましい。
 これら以外にも、過酸化物、メタルクロライド、フェロセン、ジルコノセン等の有機金属化合物等も用いることができる。また、シリコーンポリマーの硬化剤として用いられる白金ビニルシロキサンも用いることができる。
Organic acids, inorganic acids, metal carboxylates, acetylacetona complexes, and metal fine particles are also preferable catalysts.
Examples of organic acids include acetic acid, propionic acid, butyric acid, valeric acid, maleic acid and stearic acid, and inorganic acids include hydrochloric acid, nitric acid, sulfuric acid, phosphoric acid, hydrogen peroxide, chloric acid and hypochlorous acid. Etc.
The metal carboxylate is represented by the formula: (RCOO) n M [wherein R represents an aliphatic group or an alicyclic group having 1 to 22 carbon atoms, and M represents Ni, Ti, Pt, Rh, This represents at least one metal selected from the group consisting of Co, Fe, Ru, Os, Pd, Ir, and Al, and n is equivalent to the valence of M. It is a compound represented by this. The metal carboxylate may be an anhydride or a hydrate.
An acetylacetona complex is a complex in which an anion acac generated by acid dissociation from acetylacetone (2,4-pentadione) is coordinated to a metal atom, and generally has the formula (CH 3 COCHCOCH 3 ) n M [Wherein M represents a metal having an ionic value of n. ] Is represented. Suitable metals M include, for example, nickel, platinum, palladium, aluminum, rhodium and the like. Metal fine particles can also be used preferably. Specifically, Au, Ag, Pd or Ni is preferable, and Ag is particularly preferable. The particle size of the metal fine particles is preferably smaller than 0.5 μm, more preferably 0.1 μm or less, and still more preferably smaller than 0.05 μm.
In addition to these, organic metal compounds such as peroxide, metal chloride, ferrocene, zirconocene, and the like can also be used. Further, platinum vinyl siloxane used as a curing agent for silicone polymer can also be used.
 これら触媒は、無機前駆体化合物に対して、0.01~10質量%の範囲内で配合することが好ましく、0.05~2質量%の範囲内で配合することがより好ましい。 These catalysts are preferably blended in the range of 0.01 to 10% by mass, more preferably in the range of 0.05 to 2% by mass with respect to the inorganic precursor compound.
《光取り出し層》
(1)構成及び特性
 光取り出し層2は、透明基板13と透明電極1との間に配設されており、透明基板13側から順に、光散乱層2aと平滑層2bとが積層され、構成されている(図1参照)。
<Light extraction layer>
(1) Configuration and Characteristics The light extraction layer 2 is disposed between the transparent substrate 13 and the transparent electrode 1, and a light scattering layer 2a and a smooth layer 2b are laminated in order from the transparent substrate 13 side. (See FIG. 1).
 光取り出し層の波長550nmにおける屈折率は、1.7以上2.5未満の範囲内であることが好ましい。
 有機EL素子の発光層内に閉じ込められる導波モード光や陰極から反射されるプラズモンモード光は特異な光学モードの光であり、これらの光を取り出すためには少なくとも1.7以上の屈折率が必要である。一方、最も高次側のモードであっても屈折率2.5以上の領域の光はほぼ存在せず、これ以上の屈折率としても取り出せる光の量が増えることはない。
 実際には、光散乱層及び平滑層の屈折率が、それぞれ1.7以上2.5未満の範囲内であることが好ましいが、各層の屈折率を個別に測定することは困難である場合が多いことから、光取り出し層全体として、屈折率が上記範囲を満たしていれば良い。
 なお、屈折率の測定は、25℃の雰囲気下で発光ユニットからの発光光の発光極大波長のうち最も短い発光極大波長の光線を照射し、アッベ屈折率計(ATAGA社製、DR-M2)を用いて行う(光散乱層及び平滑層の屈折率の測定も同様である。)。
The refractive index of the light extraction layer at a wavelength of 550 nm is preferably in the range of 1.7 or more and less than 2.5.
Waveguide mode light confined in the light emitting layer of the organic EL element and plasmon mode light reflected from the cathode are light of specific optical modes, and in order to extract these lights, a refractive index of at least 1.7 or more is required. is necessary. On the other hand, even in the highest order mode, there is almost no light in a region having a refractive index of 2.5 or higher, and the amount of light that can be extracted does not increase even when the refractive index is higher than this.
Actually, it is preferable that the refractive index of the light scattering layer and the smoothing layer be in the range of 1.7 or more and less than 2.5, respectively, but it may be difficult to measure the refractive index of each layer individually. Therefore, it is sufficient that the refractive index satisfies the above range as the entire light extraction layer.
The refractive index was measured by irradiating the light with the shortest light emission maximum wavelength among the light emission maximum wavelengths of the light emitted from the light emitting unit in an atmosphere at 25 ° C. (The same applies to the measurement of the refractive index of the light scattering layer and the smooth layer).
 また、光取り出し層のヘイズ値(全光線透過率に対する散乱透過率の割合)は、30%以上であることが好ましい。ヘイズ値が30%以上であれば、発光効率を向上させることができる。
 なお、ヘイズ値とは、(i)層中の組成物の屈折率差による影響と、(ii)表面形状による影響とを受けて算出される物性値である。本発明においては、光散乱層上に平滑層を積層した光取り出し層としてのヘイズ値を測定する。すなわち、表面粗さを一定程度未満に抑えてヘイズ値を測定することにより、上記(ii)による影響を排除したヘイズ値が測定されることとなる。
Moreover, it is preferable that the haze value (ratio of the scattering transmittance to the total light transmittance) of the light extraction layer is 30% or more. If the haze value is 30% or more, the luminous efficiency can be improved.
The haze value is a physical property value calculated under the influence of (i) the refractive index difference of the composition in the layer and (ii) the influence of the surface shape. In the present invention, the haze value as a light extraction layer in which a smooth layer is laminated on the light scattering layer is measured. That is, by measuring the haze value while keeping the surface roughness below a certain level, the haze value excluding the influence of (ii) is measured.
 また、本発明の光取り出し層は、透過率が50%以上であることが好ましく、55%以上であることがより好ましく、60%以上であることが特に好ましい。
 光取り出し層の透過率は高いことが好ましいが、実際上は80%未満の数値にとどまると想定される。光取り出し層の透過率は、より好ましくは85%未満であり、特に好ましくは90%未満である。
Further, the light extraction layer of the present invention preferably has a transmittance of 50% or more, more preferably 55% or more, and particularly preferably 60% or more.
Although it is preferable that the light extraction layer has a high transmittance, it is assumed that the light extraction layer actually has a value of less than 80%. The transmittance of the light extraction layer is more preferably less than 85%, and particularly preferably less than 90%.
(2)光散乱層
 本発明に係る光散乱層2aは、平均粒径が150~350nmの光散乱粒子を含有してなる層であって、当該光散乱粒子の面内占有率が20~60%、層厚が150~500nm、表面粗さRaが10~50nm、最大高さRtが100~300nmの層である。
 光散乱層2aは、光散乱粒子及びバインダーを含有する光散乱層塗布液を透明基板13上に塗布・乾燥し、硬化させることにより形成される。
(2) Light Scattering Layer The light scattering layer 2a according to the present invention is a layer containing light scattering particles having an average particle diameter of 150 to 350 nm, and the in-plane occupation ratio of the light scattering particles is 20 to 60. %, A layer thickness of 150 to 500 nm, a surface roughness Ra of 10 to 50 nm, and a maximum height Rt of 100 to 300 nm.
The light scattering layer 2a is formed by applying, drying, and curing a light scattering layer coating solution containing light scattering particles and a binder on the transparent substrate 13.
(2.1)屈折率
 光散乱層は、温度25℃、湿度55%RHの環境下において、屈折率が1.7以上3.0未満の範囲内である高屈折率層であることが好ましい。この場合、光散乱層は、屈折率1.7以上3.0未満を有する単独の素材で層を形成しても良いし、2種類以上の化合物を混合して屈折率1.7以上3.0未満の層を形成しても良い。このような混合系の場合、光散乱層の屈折率は、各々の素材固有の屈折率に混合比率を乗じた合算値により算出される計算屈折率でも代用可能である。また、この場合、各々の素材の屈折率は、1.7未満若しくは3.0以上であっても良く、混合した層の屈折率として1.7以上3.0未満を満たしていれば良い。
(2.1) Refractive Index The light scattering layer is preferably a high refractive index layer having a refractive index within a range of 1.7 or more and less than 3.0 in an environment of a temperature of 25 ° C. and a humidity of 55% RH. . In this case, the light scattering layer may be formed of a single material having a refractive index of 1.7 or more and less than 3.0, or two or more compounds are mixed to have a refractive index of 1.7 or more and 3. A layer of less than 0 may be formed. In the case of such a mixed system, the refractive index of the light scattering layer can be substituted by a calculated refractive index calculated by a total value obtained by multiplying the refractive index specific to each material by the mixing ratio. In this case, the refractive index of each material may be less than 1.7 or 3.0 or more, and the mixed layer may have a refractive index satisfying 1.7 or more and less than 3.0.
 また、本発明の光散乱層は、層媒体と光散乱粒子との混合物による屈折率差を利用した混合光散乱層(散乱膜)である。 Further, the light scattering layer of the present invention is a mixed light scattering layer (scattering film) using a difference in refractive index due to a mixture of a layer medium and light scattering particles.
 光散乱層は、光取り出し効率を向上させる層であり、透明基板の透明電極側の最表面に形成される。
 光散乱層は、層媒体と該層媒体に含有される光散乱粒子とから構成されている。
 層媒体である後述の樹脂材料(モノマー又はポリマー)と含有される光散乱粒子との屈折率差は、0.03以上であり、好ましくは0.1以上であり、より好ましくは0.2以上であり、特に好ましくは0.3以上である。層媒体と光散乱粒子との屈折率差が0.03以上であれば、層媒体と光散乱粒子との界面で散乱効果が発生する。屈折率差が大きいほど、界面での屈折が大きくなり、散乱効果が向上するため好ましい。
The light scattering layer is a layer that improves light extraction efficiency, and is formed on the outermost surface of the transparent substrate on the transparent electrode side.
The light scattering layer is composed of a layer medium and light scattering particles contained in the layer medium.
The refractive index difference between the resin material (monomer or polymer) described later as the layer medium and the contained light scattering particles is 0.03 or more, preferably 0.1 or more, more preferably 0.2 or more. And particularly preferably 0.3 or more. When the difference in refractive index between the layer medium and the light scattering particles is 0.03 or more, a scattering effect occurs at the interface between the layer medium and the light scattering particles. A larger refractive index difference is preferable because refraction at the interface increases and the scattering effect improves.
(2.2)光散乱粒子の平均粒径
 光散乱層は、上記のように、層媒体と光散乱粒子との屈折率の違いにより光を散乱させる層である。そのため、含有される光散乱粒子としては、可視光域のMie散乱を生じさせる領域以上の粒径を有する透明な粒子であることが好ましく、その平均粒径は150~350nmである。
 平均粒径の上限を350nmとすることにより、光散乱層の層厚を薄くすることができるとともに、当該光散乱層の表面を平滑にする平滑層の層厚を薄くすることができ、また、工程の負荷、層の吸収の観点でも有利である。一方、平均粒径の下限を150nmとすることにより、発光光の散乱効果を確実に得ることができる。
 ここで、高屈折率粒子(光散乱粒子)の平均粒径は、透過型電子顕微鏡写真(TEM断面)の画像処理により測定することができる。
(2.2) Average particle diameter of light scattering particles The light scattering layer is a layer that scatters light due to the difference in refractive index between the layer medium and the light scattering particles as described above. For this reason, the contained light scattering particles are preferably transparent particles having a particle size equal to or larger than the region that causes Mie scattering in the visible light region, and the average particle size is 150 to 350 nm.
By setting the upper limit of the average particle size to 350 nm, the layer thickness of the light scattering layer can be reduced, and the layer thickness of the smooth layer that smoothes the surface of the light scattering layer can be reduced. This is also advantageous from the viewpoint of process load and layer absorption. On the other hand, by setting the lower limit of the average particle size to 150 nm, it is possible to reliably obtain the light scattering effect.
Here, the average particle diameter of the high refractive index particles (light scattering particles) can be measured by image processing of a transmission electron micrograph (TEM cross section).
 なお、光散乱粒子の平均粒径は150~350nmの範囲内において、平均粒径が小さいほど短波長の波長成分の光を散乱しやすく、平均粒径が大きいほど高波長の波長成分の光を散乱しやすい。したがって、平均粒径が小さい光散乱粒子と平均粒径が大きい光散乱粒子とを組み合わせて用いるようにしても良い。 The average particle diameter of the light-scattering particles is within the range of 150 to 350 nm. The smaller the average particle diameter, the easier it is to scatter light having a shorter wavelength, and the larger the average particle diameter, the light having a higher wavelength component. Easy to scatter. Therefore, light scattering particles having a small average particle diameter and light scattering particles having a large average particle diameter may be used in combination.
(2.3)光散乱粒子の種類等
 光散乱粒子としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、有機微粒子であっても、無機微粒子であっても良いが、中でも高屈折率を有する無機微粒子であることが好ましい。
(2.3) Types of Light Scattering Particles The light scattering particles are not particularly limited and may be appropriately selected depending on the purpose, and may be organic fine particles or inorganic fine particles. Inorganic fine particles having a high refractive index are preferred.
 高屈折率を有する有機微粒子としては、例えば、ポリメチルメタクリレートビーズ、アクリル-スチレン共重合体ビーズ、メラミンビーズ、ポリカーボネートビーズ、スチレンビーズ、架橋ポリスチレンビーズ、ポリ塩化ビニルビーズ及びベンゾグアナミン-メラミンホルムアルデヒドビーズ等が挙げられる。 Examples of organic fine particles having a high refractive index include polymethyl methacrylate beads, acrylic-styrene copolymer beads, melamine beads, polycarbonate beads, styrene beads, crosslinked polystyrene beads, polyvinyl chloride beads, and benzoguanamine-melamine formaldehyde beads. Can be mentioned.
 高屈折率を有する無機微粒子としては、例えば、ジルコニウム、チタン、インジウム、亜鉛、アンチモン、セリウム、ニオブ及びタングステン等の中から選ばれる少なくとも一つの酸化物からなる無機酸化物粒子が挙げられる。無機酸化物粒子としては、具体的には、ZrO、TiO、BaTiO、In、ZnO、Sb、ITO、CeO、Nb及びWO等が挙げられ、中でも、TiO、BaTiO、ZrO、CeO及びNbが好ましく、TiOが最も好ましい。また、TiOの中でも、アナターゼ型よりルチル型の方が、触媒活性が低いため高屈折率層や隣接した層の耐候性が高くなり、更に屈折率が高いことから好ましい。 Examples of the inorganic fine particles having a high refractive index include inorganic oxide particles made of at least one oxide selected from zirconium, titanium, indium, zinc, antimony, cerium, niobium, tungsten, and the like. Specific examples of the inorganic oxide particles include ZrO 2 , TiO 2 , BaTiO 3 , In 2 O 3 , ZnO, Sb 2 O 3 , ITO, CeO 2 , Nb 2 O 5, and WO 3 . Among these, TiO 2 , BaTiO 3 , ZrO 2 , CeO 2 and Nb 2 O 5 are preferable, and TiO 2 is most preferable. Of TiO 2, the rutile type is more preferable than the anatase type because the catalyst activity is low, and the weather resistance of the high refractive index layer and the adjacent layer is high, and the refractive index is high.
 また、これらの粒子は、高屈折率の光散乱層に含有させるために、後述の分散液とした場合の分散性や安定性向上の観点から、表面処理を施したものを用いるか、あるいは表面処理を施さないものを用いるかを選択することができる。 In addition, these particles are used in the form of a surface treatment from the viewpoint of improving the dispersibility and stability in the case of using a dispersion liquid described later in order to be included in the light scattering layer having a high refractive index, or the surface. It is possible to select whether to use an untreated one.
 表面処理を行う場合、表面処理の具体的な材料としては、酸化ケイ素や酸化ジルコニウム等の異種無機酸化物、水酸化アルミニウム等の金属水酸化物、オルガノシロキサン、ステアリン酸等の有機酸等が挙げられる。これら表面処理材は、1種を単独で用いても良く、複数種を組み合わせて用いても良い。中でも、分散液の安定性の観点から、表面処理材としては、異種無機酸化物及び/又は金属水酸化物が好ましく、金属水酸化物がより好ましい。 When performing the surface treatment, specific materials for the surface treatment include different inorganic oxides such as silicon oxide and zirconium oxide, metal hydroxides such as aluminum hydroxide, organic acids such as organosiloxane and stearic acid, and the like. It is done. These surface treatment materials may be used individually by 1 type, and may be used in combination of multiple types. Among these, from the viewpoint of the stability of the dispersion, the surface treatment material is preferably a different inorganic oxide and / or metal hydroxide, more preferably a metal hydroxide.
 無機酸化物粒子が、表面処理材で表面被覆処理されている場合、その被覆量(一般的に、この被覆量は、粒子の質量に対する当該粒子の表面に用いた表面処理材の質量割合で示される。)は、0.01~99質量%の範囲内であることが好ましい。表面処理材の被覆量が0.01質量%以上であると、表面処理による分散性や安定性の向上効果を十分に得ることができ、また、99質量%以内であると高屈折率の光散乱層の屈折率が低下するのを抑制することができる。 When the inorganic oxide particles are surface-coated with a surface treatment material, the coating amount (in general, this coating amount is indicated by the mass ratio of the surface treatment material used on the surface of the particle to the mass of the particles). Is preferably in the range of 0.01 to 99% by mass. When the coating amount of the surface treatment material is 0.01% by mass or more, the effect of improving the dispersibility and stability by the surface treatment can be sufficiently obtained, and when it is within 99% by mass, the light having a high refractive index is obtained. It can suppress that the refractive index of a scattering layer falls.
 その他、高屈折率材料として、国際公開第2009/014707号や米国特許第6608439号明細書等に記載の量子ドットも好適に用いることができる。 In addition, quantum dots described in International Publication No. 2009/014707 and US Pat. No. 6,608,439 can be suitably used as the high refractive index material.
 上記高屈折率粒子は、その屈折率が1.7以上であり、1.85以上が好ましく、2.0以上が特に好ましい。屈折率が1.7以上であると、バインダーとの屈折率差が大きくなるため散乱量が増大し、光取り出し効率の向上効果が得られる。
 一方で、高屈折率粒子の屈折率の上限は3.0未満である。バインダーとの屈折率差が大きければ十分な散乱量を得ることができ、光取り出し効率の向上効果が得られる。
The high refractive index particles have a refractive index of 1.7 or more, preferably 1.85 or more, and particularly preferably 2.0 or more. When the refractive index is 1.7 or more, the difference in refractive index from the binder increases, so that the amount of scattering increases and the effect of improving the light extraction efficiency can be obtained.
On the other hand, the upper limit of the refractive index of the high refractive index particles is less than 3.0. If the difference in refractive index from the binder is large, a sufficient amount of scattering can be obtained, and the effect of improving the light extraction efficiency can be obtained.
 上記高屈折率粒子の配置は、光散乱粒子が光散乱層と平滑層との界面に接触又は近接するように平均粒径の厚さ程度で配置されるのが好ましい。これにより、平滑層内で全反射が起きたとき、光散乱層に染み出してくるエバネッセント光を粒子で散乱させることができ、光取り出し効率が向上する。 The arrangement of the high refractive index particles is preferably about the average particle thickness so that the light scattering particles are in contact with or close to the interface between the light scattering layer and the smooth layer. Thereby, when total reflection occurs in the smooth layer, the evanescent light that permeates into the light scattering layer can be scattered by the particles, and the light extraction efficiency is improved.
 高屈折率粒子の光散乱層における含有量は、体積充填率で、1.0~70%の範囲内であることが好ましく、5~50%の範囲内であることがより好ましい。これにより、光散乱層と平滑層との界面に屈折率分布の粗密を作ることができ、光散乱量を増加させて光取り出し効率を向上させることができる。 The content of the high refractive index particles in the light scattering layer is preferably in the range of 1.0 to 70%, more preferably in the range of 5 to 50% in terms of volume filling factor. Thereby, the density distribution of the refractive index can be made dense at the interface between the light scattering layer and the smooth layer, and the light extraction efficiency can be increased by increasing the amount of light scattering.
(2.4)層厚と粒子の平均粒径との関係
 本発明においては、光散乱層の層厚は、150~500nmに設定されているものであるが、光散乱層の層厚をTと、光散乱層に含有される光散乱粒子の平均粒径をDとしたとき、T/Dの値が0.75~3.0の範囲内であることが好ましい。より好ましくは、T/Dの値が1.0~2.5の範囲内であり、更に好ましくは、T/Dの値が1.25~2.0の範囲内である。
 T/Dの値が0.75未満であると、光散乱粒子に光が衝突する確率が低くなり好ましくなく、T/Dの値が3.0を超えると、光散乱粒子による吸収が大きくなり、光の吸収損が大きく好ましくない。
(2.4) Relationship between Layer Thickness and Average Particle Size In the present invention, the layer thickness of the light scattering layer is set to 150 to 500 nm. When the average particle diameter of the light scattering particles contained in the light scattering layer is D, the value of T / D is preferably in the range of 0.75 to 3.0. More preferably, the T / D value is in the range of 1.0 to 2.5, and even more preferably, the T / D value is in the range of 1.25 to 2.0.
If the T / D value is less than 0.75, the probability of light colliding with the light scattering particles is low, which is not preferable. If the T / D value exceeds 3.0, absorption by the light scattering particles increases. , Light absorption loss is large, which is not preferable.
(2.5)光散乱層における光散乱粒子の面内占有率
 光散乱層に含有される光散乱粒子の当該光散乱層における面内占有率は、20~60%に設定されている。
 「光散乱粒子の光散乱層における面内占有率」とは、光散乱層を平面視してこれを透視したときに、その面内における光散乱粒子の面積占有率をいう。
(2.5) In-plane occupation ratio of light scattering particles in light scattering layer The in-plane occupation ratio of light scattering particles contained in the light scattering layer in the light scattering layer is set to 20 to 60%.
The “in-plane occupation ratio of the light scattering particles in the light scattering layer” refers to the area occupation ratio of the light scattering particles in the plane when the light scattering layer is viewed in plan.
 ここで、本発明の光散乱層は上記のように構成されているため、層厚方向から見て、光散乱粒子の量が多い光散乱領域と、光散乱粒子の量が少ない光透過領域とが、面方向で海島構造状に混在して形成されている。このため、光散乱層を透過する光のうち光散乱領域を透過する光は、光散乱粒子で散乱され、斜め方向への光の取り出しの効率を増大させることができるものであり、また、光散乱層を透過する光のうち光透過領域を透過する光は、ほとんど散乱されることなく直進して、有機EL素子の正面方向へ取り出すことができるものである。したがって、正面への取り出し光の低減を抑制しつつ、斜め方向への光の取り出しの効率を増大して、高効率で光を取り出すことができるものである。 Here, since the light scattering layer of the present invention is configured as described above, a light scattering region with a large amount of light scattering particles and a light transmission region with a small amount of light scattering particles when viewed from the layer thickness direction. However, they are formed in a sea-island structure in the plane direction. For this reason, the light that passes through the light scattering region out of the light that passes through the light scattering layer is scattered by the light scattering particles, and the light extraction efficiency in the oblique direction can be increased. Of the light that passes through the scattering layer, the light that passes through the light transmission region travels straight without being scattered and can be extracted in the front direction of the organic EL element. Therefore, the light extraction efficiency in the oblique direction can be increased while suppressing the reduction of the light extraction to the front, and the light can be extracted with high efficiency.
 光散乱層における光散乱領域と光透過領域の面積の割合は、光散乱粒子の面内占有率が20~60%となるように形成されている。光散乱粒子の面内占有率が20%未満であると、光散乱層を通過する光の散乱が不十分になって、斜め方向への取り出しが不十分になる。一方、光散乱粒子の面内占有率が60%を超えると、光透過領域の面積が小さくなり過ぎて、斜め方向に取り出せる光以上に正面への光の取り出しが大きく低下してトータルの光取り出し量が減少する。したがって、光散乱粒子の面内占有率が20~60%となるように光散乱領域と光透過領域とを形成することで、いずれの光の取り出し効率も十分に高めることができる。 The ratio of the area of the light scattering region to the light transmission region in the light scattering layer is such that the in-plane occupation ratio of the light scattering particles is 20 to 60%. When the in-plane occupation ratio of the light scattering particles is less than 20%, scattering of light passing through the light scattering layer becomes insufficient, and extraction in an oblique direction becomes insufficient. On the other hand, if the in-plane occupancy ratio of the light scattering particles exceeds 60%, the area of the light transmission region becomes too small, and the extraction of light to the front is much lower than the light that can be extracted in an oblique direction, and the total light extraction The amount decreases. Therefore, by forming the light scattering region and the light transmission region so that the in-plane occupation ratio of the light scattering particles is 20 to 60%, the extraction efficiency of any light can be sufficiently increased.
(2.6)光散乱層における表面粗さRa及び最大高さRt
 本発明においては、光散乱層の表面粗さRaは10~50nmに設定され、最大高さRtは100~300nmに設定されている。
 ここで、本発明において、表面粗さRaは算術平均粗さを表し、当該表面粗さRa及び最大高さRtは、光干渉粗さ計WYKO NT3300(Veecco社製)及び解析ソフトVision32(ver.2.303)を用い、PSIモードにて、対物レンズ50倍、内部1倍(視野90μm×120μm)で測定した値であるものとする。
 光散乱層の表面粗さRaが上記範囲に設定されていることで、光散乱粒子が面内で均一に配置されているものではなく、上記したような光散乱領域及び光透過領域が存在するものとなっている。
 また、光散乱層の最大高さRtが上記範囲に設定されていることで、光散乱粒子が凝集して層厚方向に光散乱粒子が積み重なっている箇所がないものとなっている。
(2.6) Surface roughness Ra and maximum height Rt in the light scattering layer
In the present invention, the surface roughness Ra of the light scattering layer is set to 10 to 50 nm, and the maximum height Rt is set to 100 to 300 nm.
Here, in the present invention, the surface roughness Ra represents an arithmetic mean roughness, and the surface roughness Ra and the maximum height Rt are an optical interference roughness meter WYKO NT3300 (manufactured by Veecco) and analysis software Vision 32 (ver. 2.303) and measured in the PSI mode with an objective lens 50 times and an internal 1 time (field of view 90 μm × 120 μm).
Since the surface roughness Ra of the light scattering layer is set in the above range, the light scattering particles are not uniformly arranged in the plane, and the light scattering region and the light transmission region as described above exist. It has become a thing.
Further, since the maximum height Rt of the light scattering layer is set in the above range, there is no portion where the light scattering particles are aggregated and the light scattering particles are stacked in the layer thickness direction.
(3)平滑層
 平滑層は、光散乱層の透明電極に対向する面を平滑にする層である。
 本発明に係る平滑層は、屈折率が1.7以上2.5未満の高屈折率層であることが好ましい。屈折率が1.7以上2.5未満であれば、単独の素材で形成されていても良いし、混合物で形成されていても良い。混合物で形成する際の屈折率の考え方は、上記光散乱層の場合と同様である。
(3) Smooth layer The smooth layer is a layer that smoothes the surface of the light scattering layer that faces the transparent electrode.
The smooth layer according to the present invention is preferably a high refractive index layer having a refractive index of 1.7 or more and less than 2.5. As long as the refractive index is 1.7 or more and less than 2.5, it may be formed of a single material or a mixture. The way of thinking of the refractive index when forming with a mixture is the same as in the case of the light scattering layer.
 平滑層は、この上に透明電極を良好に形成させる平坦性を有することが重要であり、その表面性は表面粗さRaが100nm未満、好ましくは30nm未満、特に好ましくは10nm未満、最も好ましくは5nm未満である。 It is important that the smooth layer has a flatness that allows a transparent electrode to be satisfactorily formed thereon, and the surface roughness Ra is less than 100 nm, preferably less than 30 nm, particularly preferably less than 10 nm, most preferably. It is less than 5 nm.
 平滑層を構成する材料としては、光散乱層の表面を平滑にすることができ、有機EL素子の機能を阻害するものでなければいずれの材料であっても用いることができるが、例えば、光散乱層のバインダーとして使用され得る材料(後述参照)と同様のものが用いられる。
 また、高屈折率の平滑層とする上で、平滑層には、微粒子ゾルが含有されていることが好ましく、特に金属酸化物微粒子ゾルが含有されていることが好ましい。
As the material constituting the smooth layer, any material can be used as long as it can smooth the surface of the light scattering layer and does not inhibit the function of the organic EL element. The same materials (see below) that can be used as the binder of the scattering layer are used.
In order to obtain a smooth layer having a high refractive index, the smooth layer preferably contains a fine particle sol, and particularly preferably contains a metal oxide fine particle sol.
 高屈折率の平滑層に含まれる金属酸化物微粒子の屈折率の下限としては、バルクの状態で1.7以上であることが好ましく、1.85以上であることがより好ましく、2.0以上であることが更に好ましく、2.5以上であることが特に好ましい。また、金属酸化物微粒子の屈折率の上限としては、3.0以下であることが好ましい。金属酸化物微粒子の屈折率が1.7以上であると本願の目的効果が向上し好ましい。金属酸化物微粒子の屈折率が3.0以下であると平滑層中での多重散乱が減少し、透明性が向上するため好ましい。 The lower limit of the refractive index of the metal oxide fine particles contained in the high refractive index smooth layer is preferably 1.7 or more, more preferably 1.85 or more in the bulk state, and 2.0 or more. More preferably, it is more preferably 2.5 or more. In addition, the upper limit of the refractive index of the metal oxide fine particles is preferably 3.0 or less. It is preferable that the refractive index of the metal oxide fine particles is 1.7 or more because the object and effects of the present application are improved. It is preferable that the metal oxide fine particles have a refractive index of 3.0 or less because multiple scattering in the smooth layer is reduced and transparency is improved.
 高屈折率の平滑層に含まれる金属酸化物微粒子(無機粒子)の粒径の下限としては、通常5nm以上であることが好ましく、10nm以上であることがより好ましく、15nm以上であることが更に好ましい。また、金属酸化物微粒子の粒径の上限としては、70nm以下であることが好ましく、60nm以下であることがより好ましく、50nm以下であることが更に好ましい。金属酸化物微粒子の粒径が5nm以上であると、金属酸化物微粒子の凝集を抑えられ、透明性が向上するため好ましい。また、粒径が大きいと表面積が小さくなり、触媒活性が低下し、平滑層や隣接した層の劣化が遅延する可能性があり好ましい。金属酸化物微粒子の粒径が70nm以下であると、平滑層の透明性が向上し好ましい。本発明の効果を損なわない限り、粒径の分布は制限されず、広くても狭くても複数の分布を持っていても良い。 The lower limit of the particle diameter of the metal oxide fine particles (inorganic particles) contained in the high refractive index smooth layer is usually preferably 5 nm or more, more preferably 10 nm or more, and further preferably 15 nm or more. preferable. In addition, the upper limit of the particle diameter of the metal oxide fine particles is preferably 70 nm or less, more preferably 60 nm or less, and further preferably 50 nm or less. It is preferable that the particle diameter of the metal oxide fine particles is 5 nm or more because aggregation of the metal oxide fine particles can be suppressed and transparency is improved. Moreover, when the particle size is large, the surface area becomes small, the catalytic activity is lowered, and deterioration of the smooth layer and adjacent layers may be delayed, which is preferable. It is preferable that the particle diameter of the metal oxide fine particles is 70 nm or less because the transparency of the smooth layer is improved. As long as the effect of the present invention is not impaired, the particle size distribution is not limited, and may be wide or narrow and may have a plurality of distributions.
 平滑層における金属酸化物微粒子の含有量の下限としては、全体質量に対して、70質量%以上であることが好ましく、80質量%以上であることがより好ましく、85質量%以上であることが更に好ましい。また、金属酸化物微粒子の含有量の上限としては、97質量%以下であることが好ましく、95質量%以下であることがより好ましい。平滑層の金属酸化物微粒子の含有量が70質量%以上であると、平滑層の屈折率を1.80以上とすることが実質的に容易になる。平滑層の金属酸化物微粒子の含有量が95質量%以下であると平滑層の塗布が容易となり、乾燥後の層の脆性も小さくなって、耐屈曲性が向上し好ましい。 As a minimum of content of metal oxide fine particles in a smooth layer, it is preferred that it is 70 mass% or more to the whole mass, it is more preferred that it is 80 mass% or more, and it is 85 mass% or more. Further preferred. Moreover, as an upper limit of content of metal oxide microparticles | fine-particles, it is preferable that it is 97 mass% or less, and it is more preferable that it is 95 mass% or less. When the content of the metal oxide fine particles in the smooth layer is 70% by mass or more, it becomes substantially easy to set the refractive index of the smooth layer to 1.80 or more. When the content of the metal oxide fine particles in the smooth layer is 95% by mass or less, the smooth layer can be easily applied, the brittleness of the layer after drying is reduced, and the bending resistance is improved.
 平滑層に含有される金属酸化物微粒子としては、安定性の観点から、TiO(二酸化チタンゾル)であることがより好ましい。また、TiOの中でも、特にアナターゼ型よりルチル型の方が触媒活性が低いため、平滑層2bや隣接した層の耐候性が高くなり、更に屈折率が高いことから好ましい。 The metal oxide fine particles contained in the smooth layer are more preferably TiO 2 (titanium dioxide sol) from the viewpoint of stability. Further, among TiO 2 , rutile type is particularly preferable than anatase type, because the weather resistance of the smooth layer 2b and adjacent layers is high and the refractive index is high.
 本発明で用いることのできる二酸化チタンゾルの調製方法としては、例えば、特開昭63-17221号公報、特開平7-819号公報、特開平9-165218号公報、特開平11-43327号公報等を参照することができる。 Examples of a method for preparing a titanium dioxide sol that can be used in the present invention include JP-A 63-17221, JP-A 7-819, JP-A 9-165218, and JP-A 11-43327. Can be referred to.
 二酸化チタン微粒子の特に好ましい1次粒子径は、5~15nmの範囲内であり、最もより好ましくは6~10nmの範囲内である。 Particularly preferred primary particle diameter of the titanium dioxide fine particles is in the range of 5 to 15 nm, and most preferably in the range of 6 to 10 nm.
(4)光散乱層/平滑層
 上記の光散乱層と平滑層とを積層した光取り出し層は、屈折率が1.7以上2.5未満である。
 光取り出し層は、波長450~700nmの範囲内の光に対する吸収率が15%未満であることが好ましく、より好ましくは12%未満、更に好ましくは10%未満、特に好ましくは8%未満である。吸収率が15%未満であると、発光効率の観点で好ましい。吸収率は少ない側に制約はなく、工業上使用可能な範囲で透明性の高い素材を適時使用することが好ましい。
 また、波長450~700nmの範囲内の光に対する吸収率は、各波長の吸収最大値(max値)と吸収最小値(min値)の変動が小さい方が好ましく、min値/max値の比が0.5以上であることが好ましく、0.6以上であることがより好ましく、0.7以上であることが更に好ましく、0.8以上で特に好ましい。min値/max値の比が0.5以上であると、光取り出し層が着色し、有機EL素子本来の発光スペクトルと異なる発色となり、極端には白色の光を取り出すことができなくなる、といった現象を回避することができる。min値/max値の比は1であることが理想であり、1に近い程好ましいが、工業上使用可能な範囲で可視光透明性の素材を適時使用することが好ましい。
 上記のようにして形成される光散乱層/平滑層の積層体としての光取り出し層において、ヘイズ値が30%以上90%未満であることが好ましい。ヘイズ値は、より好ましくは35%以上85%未満、更に好ましくは40%以上80%未満、特に好ましくは45%以上75%未満である。上記のヘイズ値は、表面形状によっても変動するものであり、ここでいう「ヘイズ値」は、AFM(原子間力顕微鏡)で測定される1μmのRaが5nm未満の層に対して測定した値である。
(4) Light scattering layer / smooth layer The light extraction layer obtained by laminating the light scattering layer and the smooth layer has a refractive index of 1.7 or more and less than 2.5.
The light extraction layer preferably has an absorptance of light in the wavelength range of 450 to 700 nm of less than 15%, more preferably less than 12%, still more preferably less than 10%, and particularly preferably less than 8%. An absorptance of less than 15% is preferable from the viewpoint of light emission efficiency. There is no restriction on the side with a low absorption rate, and it is preferable to use a highly transparent material in a timely manner within the industrially usable range.
The absorptance with respect to light within the wavelength range of 450 to 700 nm is preferably such that the fluctuation of the maximum absorption value (max value) and the minimum absorption value (min value) at each wavelength is small, and the ratio of min value / max value is It is preferably 0.5 or more, more preferably 0.6 or more, still more preferably 0.7 or more, and particularly preferably 0.8 or more. When the ratio of min value / max value is 0.5 or more, the light extraction layer is colored, resulting in a color development different from the original emission spectrum of the organic EL element, and it becomes extremely impossible to extract white light. Can be avoided. The ratio of min value / max value is ideally 1 and is preferably closer to 1, but it is preferable to use a material having visible light transparency in a timely range that can be used industrially.
In the light extraction layer as the light scattering layer / smooth layer laminate formed as described above, the haze value is preferably 30% or more and less than 90%. The haze value is more preferably 35% or more and less than 85%, still more preferably 40% or more and less than 80%, and particularly preferably 45% or more and less than 75%. The above haze value varies depending on the surface shape, and the “haze value” here is a value measured for a layer having an Ra of 1 μm of less than 5 nm measured by an AFM (atomic force microscope). It is.
《光取り出し層の形成装置と形成方法》
(1)光取り出し層形成装置
 図2を参照して、本発明の有機EL素子の光取り出し層を形成するための装置の一例について説明する。
 図2に示すとおり、光取り出し層形成装置200は、いわゆるロール・トゥ・ロール方式により、ロール状に巻かれた透明基板を、元巻きロール202から巻取りロール204で巻き取り、その巻取り搬送の途中で、透明基板上に光取り出し層を形成する装置である。このような光取り出し層形成装置200を用いて光取り出し層を形成する場合には、透明基板は可撓性を有する透明樹脂基板を用いることが好ましい。以下、透明樹脂基板上に光取り出し層を形成するものとして説明する。また、以下の光取り出し層形成装置200では、光散乱層を構成するバインダーとして紫外線硬化性樹脂を用いたものとして説明する。
<< Light Extraction Layer Forming Apparatus and Forming Method >>
(1) Light extraction layer forming apparatus An example of an apparatus for forming the light extraction layer of the organic EL element of the present invention will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 2, the light extraction layer forming apparatus 200 uses a so-called roll-to-roll method to wind up a transparent substrate wound in a roll shape from the original winding roll 202 with the winding roll 204, and to wind and convey the transparent substrate. In the middle of the process, the light extraction layer is formed on the transparent substrate. When forming a light extraction layer using such a light extraction layer forming apparatus 200, it is preferable to use a flexible transparent resin substrate as the transparent substrate. Hereinafter, description will be made assuming that the light extraction layer is formed on the transparent resin substrate. Further, in the light extraction layer forming apparatus 200 described below, it is assumed that an ultraviolet curable resin is used as a binder constituting the light scattering layer.
 光取り出し層形成装置200は、主に、搬送部210、IJ塗布部220、IR乾燥部230、光硬化部240、IJ塗布部250、IR乾燥部260、光硬化部270、搬送部280から構成されている。 The light extraction layer forming apparatus 200 mainly includes a transport unit 210, an IJ coating unit 220, an IR drying unit 230, a light curing unit 240, an IJ coating unit 250, an IR drying unit 260, a photo curing unit 270, and a transport unit 280. Has been.
 搬送部210には、複数の搬送ローラー212が設置されている。搬送部210では、搬送ローラー212により、元巻きロール202から透明基板が引き出されながら、透明基板の張力調整等が行われる。
 搬送部210には、アキュムレーターを設置することが可能である。搬送部210にアキュムレーターを設置した場合には、連続搬送、間欠搬送の選択が可能となることから、搬送部210にアキュムレーターを設置することは好ましい態様である。
The transport unit 210 is provided with a plurality of transport rollers 212. In the transport unit 210, tension adjustment of the transparent substrate is performed while the transparent substrate is pulled out from the original winding roll 202 by the transport roller 212.
An accumulator can be installed in the transport unit 210. When an accumulator is installed in the transport unit 210, it is possible to select continuous transport or intermittent transport. Therefore, it is preferable to install an accumulator in the transport unit 210.
 IJ塗布部220には、搬送ローラー222、プラテン224、IJヘッド226が設置されている。IJ塗布部220では、搬送ローラー222により透明基板が搬送され、その途中で透明基板がプラテン224により支持されながら、IJヘッド226により光散乱層塗布液が塗布・パターニングされる。 In the IJ coating unit 220, a transport roller 222, a platen 224, and an IJ head 226 are installed. In the IJ coating unit 220, the transparent substrate is transported by the transport roller 222, and the light scattering layer coating liquid is coated and patterned by the IJ head 226 while the transparent substrate is supported by the platen 224 in the middle.
 IR乾燥部230には、搬送ローラー232、波長制御赤外線ヒーター20が設置されている。IR乾燥部230では、搬送ローラー232により透明基板が搬送され、その途中で、透明基板上に塗布・パターニングされた光散乱層塗布液に対し波長制御赤外線ヒーター20により赤外線が照射され、当該光散乱層塗布液が乾燥させられる。 The IR drying unit 230 is provided with a transport roller 232 and a wavelength control infrared heater 20. In the IR drying unit 230, the transparent substrate is transported by the transport roller 232, and in the middle, the light scattering layer coating liquid applied and patterned on the transparent substrate is irradiated with infrared rays by the wavelength control infrared heater 20, and the light scattering is performed. The layer coating solution is dried.
 波長制御赤外線ヒーター20は、波長3.5μm以上の赤外線の吸収機構を有するもので、外観が円柱状を有しており、図3に示すとおり、主に、フィラメント22、保護管24及びフィルター26,28がこの順に同心円状に配置された構成を有している。
 ここで、「波長3.5μm以上の赤外線を吸収する」とは、波長3.5μm以上の遠赤外線領域において、赤外線透過率が50%以下であることをいい、好ましくは40%以下、更に好ましくは30%以下であることをいう。
 詳しくは、フィルター26,28自体は、フィラメント22により加熱され高温となるため、自身が赤外線の放射体となり、フィラメント22が発する赤外線より、長波長の赤外線を放射する。しかし、波長制御赤外線ヒーター20では、フィルター26,28の間の中空部30に冷媒(例えば、冷却空気)が流通するようになっており、その冷却機能によりフィルター26,28の表面温度を低下させ、フィルター26,28が発する2次放射を抑制することができるようになっている。その結果、主に透明樹脂基板に吸収領域のある波長3.5μm以上の遠赤外線をカットできる。そして、被乾燥物には、溶媒の吸収領域である波長3.5μm以下の近赤外線を選択的に照射することで、透明基板を変形させることなく塗布液を乾燥させることができる。
The wavelength control infrared heater 20 has an infrared absorption mechanism having a wavelength of 3.5 μm or more, and has an outer appearance in a cylindrical shape. As shown in FIG. 3, the filament 22, the protective tube 24, and the filter 26 are mainly used. , 28 are arranged concentrically in this order.
Here, “absorbing infrared rays having a wavelength of 3.5 μm or more” means that in the far infrared region having a wavelength of 3.5 μm or more, the infrared transmittance is 50% or less, preferably 40% or less, more preferably. Means 30% or less.
Specifically, since the filters 26 and 28 themselves are heated by the filament 22 and become high temperature, the filters 26 and 28 themselves become infrared radiators, and emit infrared rays having a longer wavelength than the infrared rays emitted from the filaments 22. However, in the wavelength control infrared heater 20, the refrigerant (for example, cooling air) flows through the hollow portion 30 between the filters 26 and 28, and the cooling function reduces the surface temperature of the filters 26 and 28. The secondary radiation emitted from the filters 26 and 28 can be suppressed. As a result, it is possible to cut far-infrared rays having a wavelength of 3.5 μm or more mainly having an absorption region on the transparent resin substrate. Then, by selectively irradiating the object to be dried with near infrared rays having a wavelength of 3.5 μm or less, which is an absorption region of the solvent, the coating liquid can be dried without deforming the transparent substrate.
 フィルター26,28の材質としては、石英ガラス、ホウケイ酸ガラス等があり、耐熱性、耐熱衝撃性の点から石英ガラスが好ましい。
 フィルター26,28の厚さ及び枚数は、必要な赤外線スペクトルにより、適宜選択・変更することができる。
 冷却機能としては、上記のとおり、波長制御用のフィルターを中空で二重又は多重積層し、間の中空部分に空気を流すことで冷却できる。
 フィルター26,28の形状は、上記のとおり、円柱状のフィラメント22全体を同心円状に覆っても良いし、図4に示すとおり、フィラメント22(及び保護管24)の3方向を反射板32で被覆し、赤外線の放射面側にフィルター26,28を平行板状に配置しても良い。
 フィルター26,28に加えて、更に別のフィルターを配置する多重構造とする場合、冷却用の空気を、フィルター間の中空部同士で互いに逆方向に流すことが冷却効率の点から好ましい。また、排出側の冷却用空気は、系外に排出しても良いし、乾燥工程で使用する熱風の一部として利用しても良い。
Examples of the material of the filters 26 and 28 include quartz glass and borosilicate glass, and quartz glass is preferable from the viewpoint of heat resistance and thermal shock resistance.
The thickness and the number of the filters 26 and 28 can be appropriately selected and changed according to the necessary infrared spectrum.
As a cooling function, as described above, the wavelength control filters can be hollowed by double or multiple layers, and the air can be cooled by flowing air through the hollow part therebetween.
As described above, the shape of the filters 26 and 28 may cover the entire cylindrical filament 22 concentrically. As shown in FIG. 4, the three directions of the filament 22 (and the protective tube 24) are covered by the reflector 32. The filters 26 and 28 may be arranged in parallel plates on the infrared radiation surface side.
In the case of a multiple structure in which another filter is arranged in addition to the filters 26 and 28, it is preferable from the viewpoint of cooling efficiency that cooling air is caused to flow in opposite directions between the hollow portions between the filters. Further, the cooling air on the discharge side may be discharged out of the system or may be used as part of hot air used in the drying process.
 ウィーンの変位則によれば、フィラメント温度を昇温させると、放射される赤外線スペクトルの主波長が溶媒の吸収に相当する3.5μm以下となるため、波長制御赤外線ヒーター20のフィラメント22の温度は600℃以上が好ましく、フィラメント22の耐熱性の点から3000℃以下とすることが好ましい。フィラメント温度に応じて、これら溶媒の吸収に相当する波長域の輻射エネルギーを増加させることができ、フィラメント温度は所望の塗布、乾燥条件によって、適宜選択・変更することができる。
 被乾燥物側に配置される最外側のフィルター28の表面温度は、自身の赤外線吸収による2次放射を抑制する観点から、200℃以下とすることが好ましく、150℃以下とすることが更に好ましい。フィルター28の表面温度は、二重又は多重に積層されたフィルター間に空気を流すことで調整できる。
 また、IR乾燥部230では、その乾燥ゾーンを赤外線反射性の高い材料で構成(被覆)することにより、被乾燥物に吸収されなかった赤外線を高効率で利用できる。
According to Wien's displacement law, when the filament temperature is raised, the dominant wavelength of the emitted infrared spectrum becomes 3.5 μm or less, which corresponds to the absorption of the solvent, so the temperature of the filament 22 of the wavelength control infrared heater 20 is 600 degreeC or more is preferable and it is preferable to set it as 3000 degrees C or less from the heat resistant point of the filament 22. FIG. Depending on the filament temperature, the radiation energy in the wavelength region corresponding to the absorption of these solvents can be increased, and the filament temperature can be appropriately selected and changed depending on the desired coating and drying conditions.
The surface temperature of the outermost filter 28 disposed on the object to be dried is preferably 200 ° C. or less, and more preferably 150 ° C. or less, from the viewpoint of suppressing secondary radiation due to its own infrared absorption. . The surface temperature of the filter 28 can be adjusted by allowing air to flow between the filters stacked in a double layer or multiple layers.
Further, in the IR drying unit 230, infrared rays that are not absorbed by the object to be dried can be used with high efficiency by configuring (covering) the drying zone with a material having high infrared reflectivity.
 なお、図3及び図4に示すとおり、波長制御赤外線ヒーター20には中空部30で冷媒を流通(循環)させるための冷却機構40が接続され、更に冷却機構40とフィラメント22とには制御装置50が接続されている。このような制御回路では、制御装置50により、冷却機構40による中空部30への冷媒の流通量やフィラメント22の発熱温度等が制御される。 3 and 4, the wavelength control infrared heater 20 is connected to a cooling mechanism 40 for circulating (circulating) the refrigerant in the hollow portion 30, and the cooling mechanism 40 and the filament 22 are connected to a control device. 50 is connected. In such a control circuit, the control device 50 controls the flow rate of the refrigerant through the hollow portion 30 by the cooling mechanism 40, the heat generation temperature of the filament 22, and the like.
 図2に示すとおり、光硬化部240には、搬送ローラー242、紫外線照射装置244が設置されている。光硬化部240では、搬送ローラー242により透明基板が搬送され、その途中で赤外線照射後の光散乱層塗布液に対し、紫外線照射装置244により紫外線が照射され、当該光散乱層塗布液塗布液が硬化させられる。これにより、透明基板上に光散乱層が形成される。
 光硬化部240では、紫外線照射装置244に代えて、電子線照射装置も好ましく使用できる。
 紫外線には、波長150~230nmの紫外線(UV光)が特に好ましく用いられる。
As shown in FIG. 2, the photocuring unit 240 is provided with a transport roller 242 and an ultraviolet irradiation device 244. In the photocuring unit 240, the transparent substrate is transported by the transport roller 242, and the light scattering layer coating liquid after infrared irradiation is irradiated with ultraviolet rays by the ultraviolet irradiation device 244 on the way, and the light scattering layer coating liquid coating liquid is Cured. As a result, a light scattering layer is formed on the transparent substrate.
In the photocuring unit 240, an electron beam irradiation device can be preferably used instead of the ultraviolet irradiation device 244.
As the ultraviolet light, ultraviolet light (UV light) having a wavelength of 150 to 230 nm is particularly preferably used.
 紫外線の照射量は、照射される塗布物を担持している透明基板がダメージを受けない範囲で照射強度及び/又は照射時間が設定される。透明基板としてプラスチックフィルムが用いられている場合には、透明基板表面に照射される紫外線の照射強度が10~300mW/cmとなるように基板-ランプ間距離を設定し、紫外線の照射時間が0.1秒~10分間、好ましくは0.5秒~3分間の範囲内に設定することが好ましい。 The irradiation intensity and / or irradiation time are set as the irradiation amount of the ultraviolet rays in such a range that the transparent substrate carrying the applied object to be irradiated is not damaged. When a plastic film is used as the transparent substrate, the distance between the substrate and the lamp is set so that the irradiation intensity of the ultraviolet rays irradiated on the transparent substrate surface is 10 to 300 mW / cm 2, and the irradiation time of the ultraviolet rays is set. It is preferable to set within the range of 0.1 second to 10 minutes, preferably 0.5 second to 3 minutes.
 紫外線照射装置は、市販のランプ(例えば、ウシオ電機製)を使用することが可能である。 A commercially available lamp (for example, made by USHIO Inc.) can be used for the ultraviolet irradiation device.
 紫外線は、ほとんどの物質の原子間結合力より大きいため、原子の結合を光量子プロセスと呼ばれる光子のみによる作用により、直接切断することが可能である。この作用を用いることにより、加水分解を必要とせず低温で、かつ効率的に改質処理が可能となる。 Since ultraviolet rays are larger than the interatomic bonding force of most substances, it is possible to directly break the bond of atoms by the action of only photons called photon processes. By using this action, the reforming process can be efficiently performed at a low temperature without requiring hydrolysis.
 これに必要な紫外線照射装置244の紫外線光源としては、具体的には、100~230nmの範囲内の紫外線を発する希ガスエキシマーランプが挙げられる。
 Xe、Kr、Ar、Ne等の希ガスの原子は、化学的に結合して分子を作らないため、不活性ガスと呼ばれる。しかし、放電などによりエネルギーを得た希ガスの原子(励起原子)は、他の原子と結合して分子を作ることができる。
 例えば、希ガスがXe(キセノン)の場合には、下記反応式で示されるように、励起されたエキシマー分子であるXe が基底状態に遷移するときに、172nmのエキシマー光を発光する。
Specific examples of the ultraviolet light source of the ultraviolet irradiation device 244 necessary for this include a rare gas excimer lamp that emits ultraviolet light within a range of 100 to 230 nm.
A rare gas atom such as Xe, Kr, Ar, Ne, etc. is called an inert gas because it does not form a molecule by chemically bonding. However, rare gas atoms (excited atoms) that have gained energy by discharge or the like can be combined with other atoms to form molecules.
For example, when the rare gas is Xe (xenon), as shown by the following reaction formula, when the excited excimer molecule Xe 2 * transitions to the ground state, 172 nm excimer light is emitted.
   e+Xe→Xe
   Xe+2Xe→Xe +Xe
   Xe →Xe+Xe+hν(172nm)
e + Xe → Xe *
Xe * + 2Xe → Xe 2 * + Xe
Xe 2 * → Xe + Xe + hν (172 nm)
 エキシマーランプの特徴としては、放射が一つの波長に集中し、必要な光以外がほとんど放射されないので効率が高いことが挙げられる。また、余分な光が放射されないので、対象物の温度を比較的低く保つことができる。更には、始動・再始動に時間を要さないので、瞬時の点灯点滅が可能である。 ¡The excimer lamp is characterized by high efficiency because radiation concentrates on one wavelength and almost no other light is emitted. Moreover, since extra light is not radiated | emitted, the temperature of a target object can be kept comparatively low. Furthermore, since no time is required for starting and restarting, instantaneous lighting and blinking are possible.
 エキシマー光を効率良く照射する光源としては、誘電体バリア放電ランプが挙げられる。
 誘電体バリア放電ランプの構成としては、電極間に誘電体を介して放電を起こすものであり、一般的には、誘電体からなる放電容器とその外部とに少なくとも一方の電極が配置されていれば良い。誘電体バリア放電ランプとして、例えば、石英ガラスで構成された太い管と細い管とからなる二重円筒状の放電容器中にキセノン等の希ガスが封入され、該放電容器の外部に網状の第1の電極を設け、内管の内側に他の電極を設けたものがある。誘電体バリア放電ランプは、電極間に高周波電圧等を加えることによって放電容器内部に誘電体バリア放電を発生させ、該放電により生成されたキセノン等のエキシマー分子が解離する際にエキシマー光を発生させる。
As a light source for efficiently irradiating excimer light, a dielectric barrier discharge lamp can be mentioned.
A dielectric barrier discharge lamp has a structure in which a discharge is generated between electrodes via a dielectric. Generally, at least one electrode is disposed between a discharge vessel made of a dielectric and the outside thereof. It ’s fine. As a dielectric barrier discharge lamp, for example, a rare gas such as xenon is enclosed in a double cylindrical discharge vessel composed of a thick tube and a thin tube made of quartz glass, and a net-like second discharge vessel is formed outside the discharge vessel. There is one in which one electrode is provided and another electrode is provided inside the inner tube. A dielectric barrier discharge lamp generates a dielectric barrier discharge inside a discharge vessel by applying a high-frequency voltage or the like between electrodes, and generates excimer light when excimer molecules such as xenon generated by the discharge dissociate. .
 エキシマーランプは、光の発生効率が高いため、低い電力の投入で点灯させることが可能である。また、温度上昇の要因となる波長の長い光は発せず、紫外線領域の単一波長でエネルギーを照射するため、照射光自体による照射対象物の温度上昇を抑えられる特徴を持っている。 The excimer lamp has high light generation efficiency and can be lit with low power. In addition, since light having a long wavelength that causes a temperature rise is not emitted and energy is emitted at a single wavelength in the ultraviolet region, the temperature rise of the irradiation object due to the irradiation light itself is suppressed.
 上記のように、エキシマー発光を得る方法として、誘電体バリア放電を用いる方法が知られている。誘電体バリア放電とは両電極間に誘電体(エキシマーランプの場合は透明石英)を介してガス空間を配し、電極に数10kHzの高周波高電圧を印加することによりガス空間に生じる、雷に似た非常に細いmicro dischargeと呼ばれる放電で、micro dischargeのストリーマが管壁(誘電体)に達すると誘電体表面に電荷が溜まるため、micro dischargeは消滅する。
 誘電体バリア放電は、このmicro dischargeが管壁全体に広がり、生成・消滅を繰り返している放電である。このため、肉眼でも分かる光のチラツキを生じる。また、非常に温度の高いストリーマが局所的に直接管壁に達するため、管壁の劣化を早める可能性もある。
As described above, a method using dielectric barrier discharge is known as a method for obtaining excimer light emission. Dielectric barrier discharge refers to lightning generated in a gas space by arranging a gas space between both electrodes via a dielectric (transparent quartz in the case of an excimer lamp) and applying a high frequency high voltage of several tens of kHz to the electrode. When the micro discharge streamer reaches the tube wall (dielectric) in a similar very thin discharge called micro discharge, the electric charge accumulates on the dielectric surface, and the micro discharge disappears.
The dielectric barrier discharge is a discharge in which this micro discharge spreads over the entire tube wall and is repeatedly generated and extinguished. For this reason, flickering of light that can be seen with the naked eye occurs. Moreover, since a very high temperature streamer reaches a pipe wall directly locally, there is a possibility that deterioration of the pipe wall may be accelerated.
 効率良くエキシマー発光を得る方法としては、誘電体バリア放電以外に無電極電界放電が挙げられる。容量性結合による無電極電界放電で、別名RF放電とも呼ばれる。ランプと電極、及びその配置は、基本的には誘電体バリア放電と同じで良いが、両極間に印加される高周波は数MHzで点灯される。無電極電界放電は、このように空間的・時間的に一様な放電が得られるため、チラツキがない長寿命のランプが得られる。 As a method for efficiently obtaining excimer light emission, electrodeless electric field discharge can be mentioned in addition to dielectric barrier discharge. Electrodeless electric field discharge by capacitive coupling, also called RF discharge. The lamp and electrodes and their arrangement may be basically the same as those of the dielectric barrier discharge, but the high frequency applied between the two electrodes is lit at several MHz. In the electrodeless field discharge, a spatially and temporally uniform discharge can be obtained in this way, so that a long-life lamp without flickering can be obtained.
 誘電体バリア放電の場合は、micro dischargeが電極間のみで生じるため、放電空間全体で放電を行わせるには外側の電極は外表面全体を覆い、かつ外部に光を取り出すために光を透過するものでなければならない。 In the case of dielectric barrier discharge, since micro discharge occurs only between the electrodes, the outer electrode covers the entire outer surface and transmits light to extract light to the outside in order to cause discharge in the entire discharge space. Must be a thing.
 このため細い金属線を網状にした電極が用いられる。この電極は、光を遮らないようにできるだけ細い線が用いられるため、酸素雰囲気中では紫外線により発生するオゾン等により損傷しやすい。 For this reason, an electrode in which a thin metal wire is meshed is used. Since this electrode uses as thin a line as possible so as not to block light, it is easily damaged by ozone generated by ultraviolet rays in an oxygen atmosphere.
 これを防ぐためには、ランプの周囲、すなわち照射装置内を窒素等の不活性ガスの雰囲気にし、合成石英の窓を設けて照射光を取り出す必要が生じる。合成石英の窓は、高価な消耗品であるばかりでなく、光の損失も生じる。 In order to prevent this, it is necessary to create an atmosphere of inert gas such as nitrogen around the lamp, that is, the inside of the irradiation apparatus, and provide a synthetic quartz window to extract the irradiation light. Synthetic quartz windows are not only expensive consumables, but also cause light loss.
 二重円筒型ランプは、外径が25mm程度であるため、ランプ軸の直下とランプ側面では照射面までの距離の差が無視できず、照度に大きな差を生じる。したがって、仮にランプを密着して並設しても、一様な照度分布が得られない。合成石英の窓を設けた照射装置にすれば、酸素雰囲気中の距離を一様にでき、一様な照度分布が得られる。 Since the outer diameter of the double cylindrical lamp is about 25 mm, the difference in the distance to the irradiation surface cannot be ignored between the position directly below the lamp axis and the side of the lamp, resulting in a large difference in illuminance. Therefore, even if the lamps are arranged in close contact with each other, a uniform illuminance distribution cannot be obtained. If the irradiation device is provided with a synthetic quartz window, the distance in the oxygen atmosphere can be made uniform, and a uniform illuminance distribution can be obtained.
 無電極電界放電を用いた場合には、外部電極を網状にする必要はない。ランプ外面の一部に外部電極を設けるだけで、グロー放電は放電空間全体に広がる。外部電極には、通常アルミのブロックで作られた光の反射板を兼ねた電極がランプ背面に使用される。しかし、ランプの外径は誘電体バリア放電の場合と同様に大きいため、一様な照度分布にするためには合成石英が必要となる。 ¡When electrodeless field discharge is used, it is not necessary to make the external electrode mesh. The glow discharge spreads over the entire discharge space only by providing an external electrode on a part of the outer surface of the lamp. As the external electrode, an electrode that also serves as a light reflector, usually made of an aluminum block, is used on the back of the lamp. However, since the outer diameter of the lamp is as large as in the case of the dielectric barrier discharge, synthetic quartz is required to obtain a uniform illuminance distribution.
 細管エキシマーランプの最大の特徴は、構造がシンプルなことである。石英管の両端を閉じ、内部にエキシマー発光を行うためのガスを封入しているだけである。 The biggest feature of the narrow tube excimer lamp is its simple structure. The quartz tube is closed at both ends, and only gas for excimer light emission is sealed inside.
 細管ランプの管の外径は、6~12mm程度で、あまり太いと始動に高い電圧が必要になる。 The outer diameter of the tube of the thin tube lamp is about 6-12mm. If it is too thick, a high voltage is required for starting.
 放電の形態は、誘電体バリア放電でも無電極電界放電のいずれでも使用できる。電極の形状は、ランプに接する面が平面であっても良いが、ランプの曲面に合わせた形状にすればランプをしっかり固定できるとともに、電極がランプに密着することにより放電がより安定する。また、アルミで曲面を鏡面にすれば光の反射板にもなる。 The discharge mode can be either dielectric barrier discharge or electrodeless field discharge. The electrode may have a flat surface in contact with the lamp, but if the shape is matched to the curved surface of the lamp, the lamp can be firmly fixed and the discharge is more stable when the electrode is in close contact with the lamp. Also, if the curved surface is made into a mirror surface with aluminum, it also becomes a light reflector.
 Xeエキシマーランプは、波長の短い172nmの紫外線を単一波長で放射することから、発光効率に優れている。この光は、酸素の吸収係数が大きいため、微量な酸素でラジカルな酸素原子種やオゾンを高濃度で発生することができる。 The Xe excimer lamp emits ultraviolet light having a short wavelength of 172 nm at a single wavelength, and thus has excellent luminous efficiency. Since this light has a large oxygen absorption coefficient, it can generate radical oxygen atom species and ozone at a high concentration with a very small amount of oxygen.
 また、有機物の結合を解離させる波長の短い172nmの光のエネルギーは、能力が高いことが知られている。 Also, it is known that the energy of light having a short wavelength of 172 nm, which dissociates the bonds of organic substances, is highly capable.
 この活性酸素やオゾンと紫外線放射が持つ高いエネルギーとによって、短時間での反応を実現できる。 The reaction in a short time can be realized by this active oxygen or ozone and the high energy of ultraviolet radiation.
 したがって、波長185nm、254nmの光を発する低圧水銀ランプやプラズマと比べて高スループットに伴うプロセス時間の短縮や設備面積の縮小、熱によるダメージを受けやすい有機材料やプラスチック基板等への照射を可能としている。 Therefore, compared to low-pressure mercury lamps and plasmas that emit light with wavelengths of 185 nm and 254 nm, it is possible to shorten the process time associated with high throughput, reduce equipment area, and irradiate organic materials and plastic substrates that are susceptible to heat damage. Yes.
 エキシマーランプは、光の発生効率が高いため、低い電力の投入で点灯させることが可能である。また、光による温度上昇の要因となる波長の長い光は発せず、紫外線領域で単一波長でエネルギーを照射するため、照射対象物の表面温度の上昇が抑えられる特徴を持っている。このため、熱の影響を受けやすいとされるPET等のフレシキブルフィルム材料に適している。 The excimer lamp has high light generation efficiency and can be lit with low power. In addition, light having a long wavelength that causes a temperature increase due to light is not emitted, and energy is irradiated at a single wavelength in the ultraviolet region, so that an increase in the surface temperature of the irradiation object is suppressed. For this reason, it is suitable for flexible film materials such as PET, which are likely to be affected by heat.
 照射強度が高ければ、光子と塗布液内の化学結合が衝突する確率が増え、改質反応を短時間化することができる。また、内部まで侵入する光子の数も増加するため、改質層厚も増加及び/又は層質の良化(高密度化)が可能である。 If the irradiation intensity is high, the probability that the photons and chemical bonds in the coating solution collide increases, and the modification reaction can be shortened. In addition, since the number of photons penetrating into the interior also increases, the thickness of the modified layer can be increased and / or the layer quality can be improved (densification).
 ただし、照射時間を長くしすぎると、平面性の劣化や他の材料にダメージを与える場合がある。一般的には、照射強度と照射時間の積で表される積算光量で反応進行具合を考えるが、酸化シリコンのように組成は同一でも、様々な構造形態をとる材料においては、照射強度の絶対値が重要になる場合もある。 However, if the irradiation time is too long, the flatness may be deteriorated and other materials may be damaged. Generally, the reaction progress is considered by the integrated light quantity expressed by the product of the irradiation intensity and the irradiation time. The value may be important.
 したがって、光硬化部240では、基板のダメージ、ランプやランプユニットの部材のダメージを抑制する観点から、少なくとも1回は100~200mW/cmの最大照射強度を与える硬化処理を行うことが好ましい。 Therefore, in the light curing unit 240, it is preferable to perform a curing process that gives a maximum irradiation intensity of 100 to 200 mW / cm 2 at least once, from the viewpoint of suppressing damage to the substrate and damage to members of the lamp and the lamp unit.
 紫外線の照射時間は、任意に設定可能であるが、基板ダメージや層欠陥生成の観点から高照度工程での照射時間は0.1秒~3分間が好ましく、更に好ましくは、0.5秒~1分間である。 The irradiation time of the ultraviolet rays can be arbitrarily set, but from the viewpoint of substrate damage and layer defect generation, the irradiation time in the high illuminance process is preferably 0.1 second to 3 minutes, more preferably 0.5 second to 1 minute.
 紫外線として真空紫外線(VUV)を使用するとき、真空紫外線照射時の酸素濃度は、500~10000ppm(1%)の範囲内とすることが好ましく、更に好ましくは、1000~5000ppmの範囲内である。 When using vacuum ultraviolet rays (VUV) as ultraviolet rays, the oxygen concentration during irradiation with vacuum ultraviolet rays is preferably in the range of 500 to 10000 ppm (1%), more preferably in the range of 1000 to 5000 ppm.
 上記の酸素濃度の範囲に調整することにより、大気との置換時間が不必要に長くなるのを防ぎ、同時に、ロール・トゥ・ロールのような連続生産を行う場合にウェブ搬送によって光硬化部240内に巻き込む空気量(酸素を含む。)の増大を防ぎ、酸素濃度の調整不能になることを防ぐことができる。 By adjusting to the above oxygen concentration range, it is possible to prevent the replacement time with the atmosphere from becoming unnecessarily long. At the same time, when performing continuous production such as roll-to-roll, the photocuring unit 240 is conveyed by web conveyance. It is possible to prevent an increase in the amount of air (including oxygen) entrained inside and prevent the oxygen concentration from becoming uncontrollable.
 また、本発明者らの検討によると、塗布液中には、塗布時に酸素及び微量の水分が混入し、更には塗布液以外にも透明基板に吸着酸素や吸着水があり、光硬化部240内にあえて酸素を導入しなくとも改質反応に要する酸素を供給する酸素源は十分にあることが分かった。 Further, according to the study by the present inventors, oxygen and a small amount of water are mixed in the coating liquid during coating, and there are adsorbed oxygen and adsorbed water on the transparent substrate in addition to the coating liquid. It has been found that there are enough oxygen sources to supply oxygen required for the reforming reaction without introducing oxygen.
 むしろ、酸素ガスが多く(数%レベル)含まれる雰囲気でVUV光を照射した場合、塗布液が酸素過多の構造となる。 Rather, when the VUV light is irradiated in an atmosphere containing a large amount of oxygen gas (a few percent level), the coating solution has a structure with excess oxygen.
 また、前述したように172nmの真空紫外線(VUV)が、酸素により吸収され塗布液の表面に到達する172nmの光量が減少してしまい、光による処理の効率が低下しやすい。
 すなわち、真空紫外線(VUV)照射時には、できるだけ酸素濃度の低い状態で、VUV光が効率良く塗布物まで到達する状態で処理することが好ましい。
Further, as described above, 172 nm vacuum ultraviolet rays (VUV) are absorbed by oxygen and the amount of light at 172 nm reaching the surface of the coating solution is reduced, so that the efficiency of processing with light tends to be reduced.
That is, at the time of irradiation with vacuum ultraviolet rays (VUV), it is preferable to perform the treatment in a state where the VUV light efficiently reaches the coating material in a state where the oxygen concentration is as low as possible.
 この点は、CVD等の原子堆積法のように、あらかじめ制御された組成比の層を堆積して作製する方法と、塗布による前駆体層作製及び改質処理という方法との大きく異なる点であり、大気圧下の塗布法に独特な点である。 This is a significant difference between a method of depositing and producing a layer with a composition ratio controlled in advance, such as an atomic deposition method such as CVD, and a method of preparing a precursor layer by coating and a modification process. This is a unique point in the coating method under atmospheric pressure.
 真空紫外線(VUV)照射時、酸素以外のガスとしては乾燥不活性ガスとすることが好ましく、特にコストの観点から乾燥窒素ガスとすることがより好ましい。酸素濃度の調整は、照射庫内へ導入する酸素ガス、不活性ガスの流量を計測し、流量比を変えることで調整可能である。 At the time of vacuum ultraviolet (VUV) irradiation, a gas other than oxygen is preferably a dry inert gas, and more preferably a dry nitrogen gas from the viewpoint of cost. The oxygen concentration can be adjusted by measuring the flow rates of oxygen gas and inert gas introduced into the irradiation chamber and changing the flow rate ratio.
 図2に示すとおり、IJ塗布部250も、IJ塗布部220と同様の構成・作用を有しており、搬送ローラー252により透明基板が搬送され、その途中で透明基板がプラテン254により支持されながら、IJヘッド256により平滑層塗布液が塗布・パターニングされる。
 IR乾燥部260も、IR乾燥部230と同様の構成・作用を有しており、搬送ローラー262により透明基板が搬送され、その途中で、透明基板上に塗布・パターニングされた平滑層塗布液に対し波長制御赤外線ヒーター264により赤外線が照射され、平滑層塗布液が乾燥させられる。波長制御赤外線ヒーター264は、波長制御赤外線ヒーター20と同様のものである。
 光硬化部270も、光硬化部240と同様の構成・作用を有しており、搬送ローラー272により透明基板が搬送され、その途中で赤外線照射後の平滑層塗布液に対し、紫外線照射装置274により紫外線が照射され、平滑層塗布液が硬化させられる。これにより、光散乱層上に平滑層が形成され、透明基板上に光取り出し層が形成される。なお、紫外線照射装置274は、紫外線照射装置244と同様のものである。
 搬送部280も、搬送部210と同様の構成・作用を有しており、搬送ローラー282により透明基板が搬送されながら透明基板の張力調整などが行われ、透明基板が巻取りロール204に巻き取られる。
As shown in FIG. 2, the IJ coating unit 250 has the same configuration and action as the IJ coating unit 220, and the transparent substrate is transported by the transport roller 252, while the transparent substrate is supported by the platen 254 in the middle. The smoothing layer coating solution is applied and patterned by the IJ head 256.
The IR drying unit 260 also has the same configuration and action as the IR drying unit 230. The transparent substrate is transported by the transport roller 262, and a smooth layer coating solution that is coated and patterned on the transparent substrate on the way. On the other hand, infrared light is irradiated by the wavelength control infrared heater 264, and the smooth layer coating solution is dried. The wavelength control infrared heater 264 is the same as the wavelength control infrared heater 20.
The photocuring unit 270 also has the same configuration and action as the photocuring unit 240, and the transparent substrate is transported by the transport roller 272, and an ultraviolet irradiation device 274 is applied to the smooth layer coating liquid after infrared irradiation on the way. Is irradiated with ultraviolet rays to cure the smooth layer coating solution. Thereby, a smooth layer is formed on the light scattering layer, and a light extraction layer is formed on the transparent substrate. The ultraviolet irradiation device 274 is similar to the ultraviolet irradiation device 244.
The transport unit 280 also has the same configuration and operation as the transport unit 210, and the transparent substrate is adjusted by tension on the transparent substrate while the transparent substrate is transported by the transport roller 282, and the transparent substrate is wound on the winding roll 204. It is done.
 以上のようにして、光取り出し層形成装置200が構成されている。
 なお、上記した光取り出し層形成装置200では、塗布液に紫外線を照射する光硬化部240,270が設けられているものとしたが、これに限られるものではなく、光散乱層及び平滑層の材料に応じて適宜設けられていれば良い。例えば、光散乱層及び平滑層の材料に熱硬化性材料が用いられる場合には、光硬化部の代わりに熱硬化処理部が設けられていても良いし、光散乱層及び平滑層の材料に硬化性材料が用いられていない場合には、光硬化部は設けられていなくても良い。
 また、上記した光取り出し層形成装置200は、透明基板上に光取り出し層を形成するための独立した装置であるものとして説明したが、上記光取り出し層形成装置200が有機EL素子の製造装置等の一部として組み込まれているものとしても良い。
 また、光取り出し層形成装置の構成は、上記構成に限られるものではない。
As described above, the light extraction layer forming apparatus 200 is configured.
In the light extraction layer forming apparatus 200 described above, the photocuring portions 240 and 270 that irradiate the coating solution with ultraviolet rays are provided. However, the present invention is not limited to this, and the light scattering layer and the smooth layer are not limited thereto. It may be provided as appropriate depending on the material. For example, when a thermosetting material is used as the material for the light scattering layer and the smooth layer, a thermosetting treatment unit may be provided instead of the light curing unit, and the material for the light scattering layer and the smooth layer may be provided. In the case where a curable material is not used, the photocuring portion may not be provided.
Further, the light extraction layer forming apparatus 200 has been described as an independent apparatus for forming the light extraction layer on the transparent substrate. However, the light extraction layer forming apparatus 200 is an apparatus for manufacturing an organic EL element or the like. It may be incorporated as a part of.
In addition, the configuration of the light extraction layer forming apparatus is not limited to the above configuration.
(2)光取り出し層の形成方法
 本発明の有機EL素子における光取り出し層を形成する方法について説明する。
 光取り出し層を形成する方法は、透明基板13上に光散乱層2aを形成する工程と、当該光散乱層2a上に平滑層2bを形成する工程と、を有する。
(2) Method for forming light extraction layer A method for forming the light extraction layer in the organic EL device of the present invention will be described.
The method for forming the light extraction layer includes a step of forming the light scattering layer 2a on the transparent substrate 13 and a step of forming the smoothing layer 2b on the light scattering layer 2a.
(2.1)光散乱層
 光散乱層2aを形成する工程では、主に下記(i)~(iii)の処理を行う。
(i)光散乱層塗布液を透明基板13上に塗布・パターニングする。
(ii)透明基板13上に塗布・パターニングした光散乱層塗布液を乾燥させる。
(iii)乾燥後の光散乱層塗布液を硬化させる。
(2.1) Light Scattering Layer In the step of forming the light scattering layer 2a, the following processes (i) to (iii) are mainly performed.
(I) A light scattering layer coating solution is applied and patterned on the transparent substrate 13.
(Ii) The light scattering layer coating solution coated and patterned on the transparent substrate 13 is dried.
(Iii) The dried light scattering layer coating solution is cured.
 (i)の処理では、平均粒径が150~350nmであって、好ましくは屈折率が1.7以上3.0未満の光散乱粒子をバインダー溶液に分散させ、これを光散乱層塗布液として透明基板13上に塗布する。
 光散乱層2aを構成する材料に硬化性材料が用いられていない場合には、(iii)の処理は行わなくても良い。また、その場合には(ii)の処理が光散乱層塗布液を硬化させる処理を兼ねるものとしても良い。
In the treatment (i), light scattering particles having an average particle size of 150 to 350 nm and preferably a refractive index of 1.7 or more and less than 3.0 are dispersed in a binder solution, and this is used as a light scattering layer coating solution. Coating on the transparent substrate 13.
When a curable material is not used as the material constituting the light scattering layer 2a, the process (iii) may not be performed. In this case, the process (ii) may also serve as a process for curing the light scattering layer coating solution.
(光散乱層塗布液)
 光散乱層2aを形成する工程において用いられる光散乱層塗布液について以下説明する。
(Light scattering layer coating solution)
The light scattering layer coating solution used in the step of forming the light scattering layer 2a will be described below.
 媒体となるバインダー溶液(溶媒としては、光散乱粒子の溶解しないものを用いる。)に上記光散乱粒子を分散させ、これを光散乱層塗布液とする。
 光散乱粒子は、実際には、多分散粒子であることや規則的に配置することが困難であることから、局部的には回折効果を有するものの、多くは散乱により光の方向を変化させ光取り出し効率を向上させる。
The light scattering particles are dispersed in a binder solution (a solvent that does not dissolve light scattering particles) as a medium, and this is used as a light scattering layer coating solution.
Light scattering particles are actually polydisperse particles and difficult to arrange regularly, so although they have a diffraction effect locally, many of the light scattering particles change the direction of light by scattering. Improve extraction efficiency.
 本発明に係るバインダーとしては、公知の樹脂が特に制限なく使用可能であり、例えば、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリカーボネート(PC)、ポリアリレート、ポリ塩化ビニル(PVC)、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、ポリスチレン(PS)、ナイロン(Ny)、芳香族ポリアミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリイミド及びポリエーテルイミド等の樹脂フィルム、有機無機ハイブリッド構造を有するシルセスキオキサンを基本骨格とした耐熱透明フィルム(製品名Sila-DEC、チッソ株式会社製)、パーフルオロアルキル基含有シラン化合物(例えば、(ヘプタデカフルオロ-1,1,2,2-テトラデシル)トリエトキシシラン)の他、含フッ素モノマーと架橋性基付与のためのモノマーを構成単位とする含フッ素共重合体等が挙げられる。これら樹脂は、2種以上混合して使用することができる。これらの中でも、有機無機ハイブリッド構造を有するものが好ましい。 As the binder according to the present invention, known resins can be used without particular limitation. For example, acrylic ester, methacrylic ester, polyethylene terephthalate (PET), polybutylene terephthalate, polyethylene naphthalate (PEN), polycarbonate (PC ), Polyarylate, polyvinyl chloride (PVC), polyethylene (PE), polypropylene (PP), polystyrene (PS), nylon (Ny), aromatic polyamide, polyether ether ketone, polysulfone, polyether sulfone, polyimide and poly Resin film such as ether imide, heat-resistant transparent film based on silsesquioxane having organic / inorganic hybrid structure (product name: Sila-DEC, manufactured by Chisso Corporation), containing perfluoroalkyl group In addition to orchid compounds (for example, (heptadecafluoro-1,1,2,2-tetradecyl) triethoxysilane), fluorine-containing copolymers having a fluorine-containing monomer and a monomer for providing a crosslinkable group as structural units, etc. Is mentioned. These resins can be used in combination of two or more. Among these, those having an organic-inorganic hybrid structure are preferable.
 また、以下の親水性樹脂を使うことも可能である。親水性樹脂としては水溶性の樹脂、水分散性の樹脂、コロイド分散樹脂又はそれらの混合物が挙げられる。親水性樹脂としては、アクリル系、ポリエステル系、ポリアミド系、ポリウレタン系及びフッ素系等の樹脂が挙げられ、例えば、ポリビニルアルコール、ゼラチン、ポリエチレンオキサイド、ポリビニルピロリドン、カゼイン、デンプン、寒天、カラギーナン、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリアクリルアミド、ポリメタクリルアミド、ポリスチレンスルホン酸、セルロース、ヒドロキシルエチルセルロース、カルボキシルメチルセルロース、ヒドロキシルエチルセルロース、デキストラン、デキストリン、プルラン及び水溶性ポリビニルブチラール等のポリマーを挙げることができるが、これらの中でも、ポリビニルアルコールが好ましい。
 バインダーとして用いられる樹脂は、1種類を単独で用いても良いし、必要に応じて2種類以上を混合して使用しても良い。
The following hydrophilic resins can also be used. Examples of the hydrophilic resin include water-soluble resins, water-dispersible resins, colloid-dispersed resins, and mixtures thereof. Examples of hydrophilic resins include acrylic resins, polyester resins, polyamide resins, polyurethane resins, fluorine resins, and the like, such as polyvinyl alcohol, gelatin, polyethylene oxide, polyvinyl pyrrolidone, casein, starch, agar, carrageenan, and polyacrylic resins. Polymers such as acid, polymethacrylic acid, polyacrylamide, polymethacrylamide, polystyrene sulfonic acid, cellulose, hydroxyl ethyl cellulose, carboxyl methyl cellulose, hydroxyl ethyl cellulose, dextran, dextrin, pullulan and water-soluble polyvinyl butyral can be mentioned, but these Among these, polyvinyl alcohol is preferable.
As the resin used as the binder, one type may be used alone, or two or more types may be mixed and used as necessary.
 また、同様に、従来公知の樹脂粒子(エマルジョン)等も好適に使用可能である。 Similarly, conventionally known resin particles (emulsion) and the like can also be suitably used.
 また、バインダーとしては、主として紫外線・電子線によって硬化する樹脂、すなわち、電離放射線硬化型樹脂に熱可塑性樹脂と溶媒とを混合したものや熱硬化型樹脂も好適に使用できる。
 このような樹脂としては、飽和炭化水素又はポリエーテルを主鎖として有するポリマーであることが好ましく、飽和炭化水素を主鎖として有するポリマーであることがより好ましい。
 また、上記樹脂は、架橋していることが好ましい。例えば、飽和炭化水素を主鎖として有する樹脂は、エチレン性不飽和モノマーの重合反応により得ることが好ましい。架橋している樹脂を得るためには、二つ以上のエチレン性不飽和基を有するモノマーを用いることが好ましい。
Further, as the binder, a resin curable mainly by ultraviolet rays or an electron beam, that is, a mixture of a thermoplastic resin and a solvent in an ionizing radiation curable resin or a thermosetting resin can also be suitably used.
Such a resin is preferably a polymer having a saturated hydrocarbon or a polyether as a main chain, and more preferably a polymer having a saturated hydrocarbon as a main chain.
The resin is preferably cross-linked. For example, a resin having a saturated hydrocarbon as the main chain is preferably obtained by a polymerization reaction of an ethylenically unsaturated monomer. In order to obtain a crosslinked resin, it is preferable to use a monomer having two or more ethylenically unsaturated groups.
 また、本発明に係る光散乱層のバインダーとしては、特定の雰囲気下で紫外線照射によって、金属酸化物、金属窒化物又は金属酸化窒化物を形成する化合物が特に好適に使用される。本発明に適する化合物としては、特開平8-112879号公報に記載されている比較的低温で改質処理され得る化合物が好ましい。
 具体的には、Si-O-Si結合を有するポリシロキサン(ポリシルセスキオキサンを含む。)、Si-N-Si結合を有するポリシラザン、Si-O-Si結合とSi-N-Si結合の両方を含むポリシロキサザン等を挙げることができる。これらは、2種以上を混合して使用することができる。また、異なる化合物を逐次積層したり、同時積層したりしても使用可能である。
 これらポリシロキサン(ポリシルセスキオキサンを含む。)、ポリシラザン及びポリシロキサザンは、前述の透明基板のガスバリアー層において説明したものと同様である。
In addition, as the binder of the light scattering layer according to the present invention, a compound that forms a metal oxide, a metal nitride, or a metal oxynitride by ultraviolet irradiation under a specific atmosphere is particularly preferably used. As a compound suitable for the present invention, a compound which can be modified at a relatively low temperature described in JP-A-8-112879 is preferable.
Specifically, polysiloxane having Si—O—Si bond (including polysilsesquioxane), polysilazane having Si—N—Si bond, Si—O—Si bond and Si—N—Si bond. A polysiloxazan containing both may be mentioned. These can be used in combination of two or more. Moreover, it can be used even if different compounds are sequentially laminated or simultaneously laminated.
These polysiloxanes (including polysilsesquioxane), polysilazane and polysiloxazan are the same as those described in the gas barrier layer of the transparent substrate.
 光散乱層塗布液に使用される溶媒は、ヒドロキシ基(-OH基)を含有することが好ましい。
 -OH基を含有する溶媒により、光散乱粒子(高屈折率粒子)の分散性が非常に良好となり、上述の透明基板との密着性、塗れ性も良好となる。更には、光取り出し効率も向上する。
 また、本発明では、可撓性の透明樹脂基板の吸収が低い赤外波長域を効率良く吸収する溶媒により、可撓性の透明樹脂基板上での高速乾燥をも実現できる。
 本発明では、-OH基含有溶媒を少なくとも10%以上含有することが好ましく、-OH基含有の溶媒を50%以上含有することがより好ましく、更に好ましくは60%以上、特に好ましくは70%以上含有する。
The solvent used in the light scattering layer coating solution preferably contains a hydroxy group (—OH group).
By the solvent containing —OH group, the dispersibility of the light scattering particles (high refractive index particles) becomes very good, and the adhesion to the transparent substrate and the paintability become good. Furthermore, the light extraction efficiency is also improved.
In the present invention, high-speed drying on the flexible transparent resin substrate can also be realized by a solvent that efficiently absorbs the infrared wavelength region where the absorption of the flexible transparent resin substrate is low.
In the present invention, it is preferable to contain at least 10% of an —OH group-containing solvent, more preferably 50% or more of an —OH group-containing solvent, still more preferably 60% or more, particularly preferably 70% or more. contains.
 また、本発明では、沸点120~250℃の範囲内の溶媒を少なくとも1種以上含有することが好ましく、より好ましくは、沸点150~200℃の範囲内の溶媒を少なくとも1種以上含有することが好ましい。特に、沸点が150~200℃の範囲内であって、かつ-OH基を含有する溶媒であることが非常に好ましい。沸点150℃以上において、-OH基を有しない溶媒は含有しない方が好ましく、このような溶媒は30%未満、より好ましくは20%未満、特に好ましくは10%未満に抑えることが重要である。 In the present invention, it is preferable to contain at least one solvent having a boiling point of 120 to 250 ° C., more preferably at least one solvent having a boiling point of 150 to 200 ° C. preferable. In particular, a solvent having a boiling point in the range of 150 to 200 ° C. and containing an —OH group is very preferable. It is preferable not to contain a solvent having no —OH group at a boiling point of 150 ° C. or higher, and it is important to keep such a solvent below 30%, more preferably below 20%, particularly preferably below 10%.
 -OH基を含有する溶媒としては、例えば、水、メタノール、エタノール、n-プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、n-アミルアルコール、sec-アミルアルコール:CHCHCHCH(OH)CH、3-ペンタノール:CHCHCH(OH)CHCH、2-メチル-1-ブタノール:CHCHCH(CH)CHOH、3-メチル-1-ブタノール(イソアミルアルコール):CHCH(CH)CHCHOH、2-メチル-2-ブタノール(tert-アミルアルコール):CHCHC(CHOH、3-メチル-2-ブタノール:CHCH(CH)CH(OH)CH、2,2-ジメチル-1-プロパノール等が挙げられ、エチレングリコールモノメチルエーテル(メチセロ)、エチレングリコールモノエチルエーテル(エチセロ)、エチレングリコールモノブチルエーテル(ブチセロ)、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル等の多価アルコール誘導体等を挙げることができる。 Examples of the solvent containing —OH group include water, methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, butanol, n-amyl alcohol, sec-amyl alcohol: CH 3 CH 2 CH 2 CH (OH) CH 3 , 3 -Pentanol: CH 3 CH 2 CH (OH) CH 2 CH 3 , 2-methyl-1-butanol: CH 3 CH 2 CH (CH 3 ) CH 2 OH, 3-methyl-1-butanol (isoamyl alcohol): CH 3 CH (CH 3 ) CH 2 CH 2 OH, 2-methyl-2-butanol (tert-amyl alcohol): CH 3 CH 2 C (CH 3 ) 2 OH, 3-methyl-2-butanol: CH 3 CH (CH 3 ) CH (OH) CH 3 , 2,2-dimethyl-1-propanol and the like, and ethylene glycol And polyhydric alcohol derivatives such as ethylene glycol monoethyl ether (ethicero), ethylene glycol monobutyl ether (buticero), propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monobutyl ether, etc. it can.
 また、溶媒として、例えば、エチレングリコールモノイソプロピルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールモノメトキシメチルエーテル、ジエチレングリコール、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、トリエチレングリコール、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、テトラエチレングリコール、テトラエチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコール、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノプロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、トリプロピレングリコール、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、トリプロピレングリコールモノエチルエーテル、トリプロピレングリコールモノブチルエーテル、1,3-プロパンジオール、2-メチル-1,3-プロパンジオール、2,2-ジメチル-1,3-プロパンジオール、2-アミノ-2-メチル-1,3-プロパンジオール、1,4-ブタンジオール、1,3-ブタンジオール、1,2-ブタンジオール、2,3-ブタンジオール、3-メチル-1,3-ブタンジオール、1,2-ペンタンジオール、1,5-ペンタンジオール、2-メチル-2,4-ペンタンジオール、3-メチル-1,5-ペンタンジオール、1,2-ヘキサンジオール、1,6-ヘキサンジオール、2-エチル-1,3-ヘキサンジオール、2,5-ジメチル-2,5-ヘキサンジオール、ポリプロピレングリコールモノメチルエーテル、グリセリン、モノアセチン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン及び2-フェノキシエタノールを用いることもできる。 Examples of the solvent include ethylene glycol monoisopropyl ether, ethylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol diethyl ether, ethylene glycol monomethoxymethyl ether, diethylene glycol, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, triethylene glycol, triethylene. Glycol monomethyl ether, triethylene glycol monoethyl ether, triethylene glycol monobutyl ether, tetraethylene glycol, tetraethylene glycol monobutyl ether, propylene glycol, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene group Cole monopropyl ether, propylene glycol monobutyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, dipropylene glycol, dipropylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol monoethyl ether, dipropylene glycol monopropyl ether, dipropylene glycol monobutyl ether, dipropylene glycol monomethyl Ether acetate, tripropylene glycol, tripropylene glycol monomethyl ether, tripropylene glycol monoethyl ether, tripropylene glycol monobutyl ether, 1,3-propanediol, 2-methyl-1,3-propanediol, 2,2-dimethyl- 1,3-propanediol, 2-amino-2-methyl-1,3-propyl Pandiol, 1,4-butanediol, 1,3-butanediol, 1,2-butanediol, 2,3-butanediol, 3-methyl-1,3-butanediol, 1,2-pentanediol, 1 , 5-pentanediol, 2-methyl-2,4-pentanediol, 3-methyl-1,5-pentanediol, 1,2-hexanediol, 1,6-hexanediol, 2-ethyl-1,3- Hexanediol, 2,5-dimethyl-2,5-hexanediol, polypropylene glycol monomethyl ether, glycerin, monoacetin, trimethylolethane, trimethylolpropane and 2-phenoxyethanol can also be used.
 更に、溶媒として、例えば、1-ブタノール、2-ブタノール、イソブタノール、t-ブタノール、3-メトキシ-1-ブタノール、3-メチル-3-メトキシブタノール、1-ペンタノール、1-オクタノール、2-オクタノール、n-ノニルアルコール、トリデシルアルコール、n-ウンデシルアルコール、ステアリルアルコール、オレイルアルコール、ベンジルアルコール、4-ヒドロキシ-2-ブタノン、ジアセトンアルコール、モノエタノールアミン、2-アミノエタノール、N-メチルエタノールアミン、ジメチルエタノールアミン、ジエチルエタノールアミン、N-n-ブチルエタノールアミン、2-ジブチルアミノエタノール、2-ジイソプロピルアミノエタノール、N-メチル-ジエタノールアミン、ジエタノールアミン、2,2′-(n-エチル)イミノジエタノール、2,2′-(n-ブチル)イミノジエタノール、トリエタノールアミン、2-アミノ-2-メチル-1-プロパノール及び3-アミノ-1-プロパノールを用いることもできる。 Further, examples of the solvent include 1-butanol, 2-butanol, isobutanol, t-butanol, 3-methoxy-1-butanol, 3-methyl-3-methoxybutanol, 1-pentanol, 1-octanol, 2- Octanol, n-nonyl alcohol, tridecyl alcohol, n-undecyl alcohol, stearyl alcohol, oleyl alcohol, benzyl alcohol, 4-hydroxy-2-butanone, diacetone alcohol, monoethanolamine, 2-aminoethanol, N-methyl Ethanolamine, dimethylethanolamine, diethylethanolamine, Nn-butylethanolamine, 2-dibutylaminoethanol, 2-diisopropylaminoethanol, N-methyl-diethanolamine, diethanolamine 2,2 '-(n-ethyl) iminodiethanol, 2,2'-(n-butyl) iminodiethanol, triethanolamine, 2-amino-2-methyl-1-propanol and 3-amino-1-propanol Can also be used.
 なお、(i)の塗布・パターニング処理では、パターニング方法として、公知の印刷方法を広く用いることができる。例えば、グラビア、フレキソ、スクリーン、マイクロコンタクト、インクジェット等各種方式が好適に使用できるが、版を用いないインクジェットが最も好ましい方法である。 In the coating / patterning process (i), a known printing method can be widely used as a patterning method. For example, various methods such as gravure, flexo, screen, microcontact, and ink jet can be suitably used, but ink jet without using a plate is the most preferable method.
 (ii)の乾燥処理では、塗布・パターニングした光散乱層塗布液の溶媒を除去することができれば、いずれの乾燥方法であっても良いが、例えば、上記した光取り出し層形成装置200のIR乾燥部230により、波長3.5μm以上の赤外線を吸収する波長制御赤外線ヒーター20を用いて、塗布・パターニング後の光散乱層塗布液に対し、赤外線を照射して光散乱層塗布液を乾燥させることが好ましい。
 赤外線として、中心波長が1μm以上3.5未満の領域に存在し、かつ全出力の積算値の70%以上がその領域に存在する赤外線を照射する。
 赤外線の「中心波長が1μm以上3.5未満の領域に存在する」とは、フィラメント温度が450~2600℃の範囲内にあることをいい、かかる温度範囲はウィーンの変位則によって導き出される。
In the drying process (ii), any drying method can be used as long as the solvent of the coated / patterned light scattering layer coating solution can be removed. For example, IR drying of the light extraction layer forming apparatus 200 described above is possible. Using the wavelength control infrared heater 20 that absorbs infrared rays having a wavelength of 3.5 μm or more by the unit 230, the light scattering layer coating liquid after application / patterning is irradiated with infrared rays to dry the light scattering layer coating liquid. Is preferred.
As infrared rays, infrared rays having a central wavelength in the region of 1 μm or more and less than 3.5 and 70% or more of the integrated value of all outputs are irradiated in the region.
“In the region where the central wavelength is 1 μm or more and less than 3.5” in infrared means that the filament temperature is in the range of 450 to 2600 ° C., and such a temperature range is derived by the Wien's displacement law.
 乾燥処理の条件として特に制限はないが、赤外線フィラメント及び波長制御フィルターの表面温度により、照射時間を調節することができる。例えば、フィラメント温度が450~2600℃(好ましくは600~1200℃。)で、波長制御フィルター表面温度が200℃未満(好ましくは150℃未満。)で、照射時間が10秒~30分間の乾燥処理をすることができる。これにより、層厚分布の高い均一性、高いパターニング精度を有する光散乱層2aを得ることができる。 Although there is no particular limitation on the drying treatment conditions, the irradiation time can be adjusted by the surface temperature of the infrared filament and the wavelength control filter. For example, a drying process in which the filament temperature is 450 to 2600 ° C. (preferably 600 to 1200 ° C.), the wavelength control filter surface temperature is less than 200 ° C. (preferably less than 150 ° C.), and the irradiation time is 10 seconds to 30 minutes. Can do. Thereby, the light-scattering layer 2a having high uniformity of layer thickness distribution and high patterning accuracy can be obtained.
 光散乱層塗布液に含有されるバインダーとして、硬化性材料を用いる場合には、上記(iii)の硬化処理を行う。特に、バインダーとして紫外線硬化性樹脂を用いる場合には、乾燥後の光散乱層塗布液に紫外線を照射することができれば、いずれの紫外線照射方法であっても良いが、例えば、上記した光取り出し層形成装置200の光硬化部240を用いて、乾燥後の光散乱層塗布液に対して光を照射して硬化させることが好ましい。 When the curable material is used as the binder contained in the light scattering layer coating solution, the curing process (iii) is performed. In particular, when an ultraviolet curable resin is used as the binder, any ultraviolet irradiation method may be used as long as the light scattering layer coating liquid after drying can be irradiated with ultraviolet rays. It is preferable that the light scattering layer coating liquid after drying is irradiated with light and cured using the light curing unit 240 of the forming apparatus 200.
 また、光散乱層塗布液中に含有されるバインダーとして、電離放射線硬化型樹脂組成物を用いる場合には、電離放射線硬化型樹脂組成物の通常の硬化方法、すなわち、電子線又は紫外線を照射することによって硬化させることができる。
 電子線照射によって硬化させる場合には、例えば、コックロフワルトン型、バンデグラフ型、共振変圧型、絶縁コア変圧器型、直線型、ダイナミトロン型、高周波型等の各種電子線加速器から放出される10~1000keVの範囲内、好ましくは30~300keVの範囲内のエネルギーを有する電子線等が使用される。これらの中でも特に電子線強度の弱い物が好ましく、浜松ホトニクス社製の電子線光源『EBエンジン』等が特に好ましく適用できる。
 紫外線照射によって硬化させる場合には、例えば、超高圧水銀灯、高圧水銀灯、低圧水銀灯、カーボンアーク、キセノンアーク、メタルハライドランプ等の光線から発する紫外線等が利用でき、好ましくは上記のとおりエキシマーランプによる紫外線が使用される。
Moreover, when using an ionizing radiation curable resin composition as a binder contained in a light-scattering layer coating liquid, the usual curing method of an ionizing radiation curable resin composition, ie, an electron beam or an ultraviolet-ray is irradiated. Can be cured.
In the case of curing by electron beam irradiation, for example, it is emitted from various electron beam accelerators such as a Cockrowalton type, a bandegraph type, a resonance transformer type, an insulating core transformer type, a linear type, a dynamitron type, and a high frequency type. An electron beam or the like having an energy in the range of -1000 keV, preferably in the range of 30-300 keV is used. Among these, those having a particularly weak electron beam intensity are preferable, and an electron beam light source “EB engine” manufactured by Hamamatsu Photonics Co., Ltd. is particularly preferably applicable.
In the case of curing by ultraviolet irradiation, for example, ultraviolet rays emitted from light such as an ultra-high pressure mercury lamp, a high-pressure mercury lamp, a low-pressure mercury lamp, a carbon arc, a xenon arc, a metal halide lamp, etc. can be used. used.
(2.2)平滑層
 平滑層2bを形成する工程においても、光散乱層2aを形成する工程と同様に、下記(iv)~(vi)の処理を行う。
(iv)平滑層塗布液を透明基板13上に塗布・パターニングする。
(v)透明基板13上に塗布・パターニングした平滑層塗布液を乾燥させる。
(vi)乾燥後の平滑層塗布液を硬化させる。
(2.2) Smooth Layer In the step of forming the smooth layer 2b, the following processes (iv) to (vi) are performed in the same manner as the step of forming the light scattering layer 2a.
(Iv) A smooth layer coating solution is applied and patterned on the transparent substrate 13.
(V) The smooth layer coating solution applied and patterned on the transparent substrate 13 is dried.
(Vi) The dried smooth layer coating solution is cured.
 なお、(iv)の塗布・パターニング処理では、平滑層塗布液として、光散乱層2aを形成する工程において説明したバインダー及び溶媒と同様のものを使用することができ、上記(i)の処理で用いるバインダー及び溶媒を使用しても良いし、(i)の処理で用いるバインダー及び溶媒とは異なるバインダー及び溶媒を使用しても良い。 In the coating / patterning process of (iv), the same smoothing layer coating solution as the binder and solvent described in the step of forming the light scattering layer 2a can be used. A binder and a solvent to be used may be used, or a binder and a solvent different from the binder and the solvent to be used in the treatment (i) may be used.
 また、光取り出し層の形成方法においては、(iii)の硬化処理及び(vi)の硬化処理は必ずしも必須ではなく、(iii)及び(vi)の処理のうち、いずれか一方が省略されても良いし、双方が省略されても良い。 Further, in the method for forming the light extraction layer, the curing process (iii) and the curing process (vi) are not necessarily essential, and either one of the processes (iii) and (vi) may be omitted. Both may be omitted.
《透明電極》
 本発明に係る透明電極としては、特に制限されるものではなく、従来公知のものを用いることができる。電極材料としては、例えば、Au等の金属、CuI、インジウムチンオキシド(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良い。
 なお、透明金属電極の透明とは、波長550nmでの光透過率が50%以上であることをいう。
<Transparent electrode>
The transparent electrode according to the present invention is not particularly limited, and a conventionally known electrode can be used. Examples of the electrode material include metals such as Au, and conductive transparent materials such as CuI, indium tin oxide (ITO), SnO 2 , and ZnO. Alternatively, an amorphous material such as IDIXO (In 2 O 3 —ZnO) that can form a transparent conductive film may be used.
Note that the transparency of the transparent metal electrode means that the light transmittance at a wavelength of 550 nm is 50% or more.
 透明電極はこれらの電極物質を蒸着やスパッタリング等の方法により薄膜を形成させ、フォトリソグラフィー法で所望の形状のパターンを形成しても良く、あるいはパターン精度をあまり必要としない場合は(100μm以上程度)、上記電極物質の蒸着やスパッタリング時に所望の形状のマスクを介してパターンを形成しても良い。 For transparent electrodes, these electrode materials may be formed into a thin film by a method such as vapor deposition or sputtering, and a pattern having a desired shape may be formed by photolithography, or when pattern accuracy is not so high (about 100 μm or more) ), A pattern may be formed through a mask having a desired shape when the electrode material is deposited or sputtered.
 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。 Alternatively, when a material that can be applied such as an organic conductive compound is used, a wet film forming method such as a printing method or a coating method can be used.
 また、透明電極としてのシート抵抗は数百Ω/□以下が好ましい。更に層厚は材料にもよるが、通常10nm~1μm、好ましくは10~200nmの範囲で選ばれる。 The sheet resistance as the transparent electrode is preferably several hundred Ω / □ or less. Further, although the layer thickness depends on the material, it is usually selected in the range of 10 nm to 1 μm, preferably 10 to 200 nm.
 なお、透明電極1が、銀又は銀を主成分とする合金を含む金属導電層からなる場合、当該金属導電層と、含窒素化合物を含む非導電性の下地層との2層構造から構成されていることが好ましい。これにより、金属導電層を構成する銀原子の凝集が抑えられ、薄い膜厚であることで光透過性を確保しつつも、均一な膜厚であることで導電性が確保された透明電極とすることができる。 In addition, when the transparent electrode 1 is made of a metal conductive layer containing silver or an alloy containing silver as a main component, the transparent electrode 1 is composed of a two-layer structure of the metal conductive layer and a non-conductive underlayer containing a nitrogen-containing compound. It is preferable. Thereby, the aggregation of silver atoms constituting the metal conductive layer is suppressed, and a transparent electrode having a uniform film thickness while ensuring light transmittance while having a thin film thickness, can do.
《有機機能層》
 有機機能層には、少なくとも発光層が含まれる。
 本発明に用いられる発光層には、発光材料が含有されている。発光材料としては、リン光発光化合物が使用されても良いし、蛍光材料が使用されても良いし、リン光発光化合物と蛍光材料とが併用されても良い。
《Organic functional layer》
The organic functional layer includes at least a light emitting layer.
The light emitting layer used in the present invention contains a light emitting material. As the light emitting material, a phosphorescent light emitting compound may be used, a fluorescent material may be used, or a phosphorescent light emitting compound and a fluorescent material may be used in combination.
 この発光層は、電極又は電子輸送層から注入された電子と、正孔輸送層から注入された正孔とが再結合して発光する層であり、発光する部分は発光層の層内であっても発光層と隣接する層との界面であっても良い。 This light emitting layer is a layer that emits light by recombination of electrons injected from the electrode or the electron transport layer and holes injected from the hole transport layer, and the light emitting portion is in the layer of the light emitting layer. Alternatively, it may be the interface between the light emitting layer and the adjacent layer.
 このような発光層としては、含まれる発光材料が発光要件を満たしていれば、その構成には特に制限はない。また、同一の発光スペクトルや発光極大波長を有する層が複数層あっても良い。この場合、各発光層間には、非発光性の中間層(図示略)を有していることが好ましい。 Such a light emitting layer is not particularly limited in its configuration as long as the light emitting material contained satisfies the light emission requirements. There may be a plurality of layers having the same emission spectrum and emission maximum wavelength. In this case, it is preferable to have a non-light emitting intermediate layer (not shown) between the light emitting layers.
 発光層の層厚の総和は、1~100nmの範囲内にあることが好ましく、より低い駆動電圧を得ることができることから1~30nmの範囲内であることがより好ましい。
 なお、発光層の層厚の総和とは、発光層間に非発光性の中間層が存在する場合には、当該中間層も含む層厚である。
The total thickness of the light emitting layers is preferably in the range of 1 to 100 nm, and more preferably in the range of 1 to 30 nm because a lower driving voltage can be obtained.
Note that the sum of the thicknesses of the light emitting layers is a layer thickness including the intermediate layers when a non-light emitting intermediate layer exists between the light emitting layers.
 複数層を積層した構成の発光層の場合、個々の発光層の層厚としては、1~50nmの範囲内に調整することが好ましく、更に好ましくは1~20nmの範囲内に調整することがより好ましい。積層された複数の発光層が、青、緑、赤のそれぞれの発光色に対応する場合、青、緑、赤の各発光層の層厚の関係については、特に制限はない。 In the case of a light-emitting layer having a structure in which a plurality of layers are laminated, the thickness of each light-emitting layer is preferably adjusted within the range of 1 to 50 nm, and more preferably adjusted within the range of 1 to 20 nm. preferable. When the plurality of stacked light emitting layers correspond to the respective emission colors of blue, green, and red, there is no particular limitation on the relationship between the thicknesses of the blue, green, and red light emitting layers.
 以上のような発光層は、公知の発光材料やホスト化合物を、例えば、真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、LB法、インクジェット法等の公知の薄膜形成方法により成膜して形成することができる。 The light emitting layer as described above is formed by forming a known light emitting material or host compound by a known thin film forming method such as a vacuum deposition method, a spin coating method, a casting method, an LB method, or an ink jet method. Can do.
 また、発光層は、複数の発光材料を混合しても良く、またリン光発光材料と蛍光発光材料(蛍光ドーパント、蛍光性化合物ともいう)とを同一発光層中に混合して用いても良い。 The light-emitting layer may be a mixture of a plurality of light-emitting materials, or a phosphorescent light-emitting material and a fluorescent light-emitting material (also referred to as a fluorescent dopant or a fluorescent compound) may be mixed and used in the same light-emitting layer. .
 発光層の構成として、ホスト化合物(発光ホスト等ともいう。)、発光材料(発光ドーパントともいう。)を含有し、発光材料より発光させることが好ましい。 The structure of the light emitting layer preferably contains a host compound (also referred to as a light emitting host) and a light emitting material (also referred to as a light emitting dopant) and emits light from the light emitting material.
 有機機能層は、上記した発光層の他に、正孔注入層、正孔輸送層、電子阻止層、正孔阻止層、電子輸送層及び電子注入層等の各種機能層のいずれかを備えていても良い。これら各機能層は、従来公知の材料を用いて従来公知の方法により形成することができる。 The organic functional layer includes any of various functional layers such as a hole injection layer, a hole transport layer, an electron blocking layer, a hole blocking layer, an electron transport layer, and an electron injection layer in addition to the light emitting layer described above. May be. Each of these functional layers can be formed by a conventionally known method using a conventionally known material.
《対向電極》
 対向電極は、有機機能層に電子を供給するカソードとして機能する電極膜であり、金属、合金、有機又は無機の導電性化合物、及びこれらの混合物が用いられる。具体的には、アルミニウム、銀、マグネシウム、リチウム、マグネシウム/銅混合物、マグネシウム/銀混合物、マグネシウム/アルミニウム混合物、マグネシウム/インジウム混合物、インジウム、リチウム/アルミニウム混合物、希土類金属、ITO、ZnO、TiO、SnO等の酸化物半導体等が挙げられる。
《Counter electrode》
The counter electrode is an electrode film that functions as a cathode for supplying electrons to the organic functional layer, and a metal, an alloy, an organic or inorganic conductive compound, and a mixture thereof are used. Specifically, aluminum, silver, magnesium, lithium, magnesium / copper mixture, magnesium / silver mixture, magnesium / aluminum mixture, magnesium / indium mixture, indium, lithium / aluminum mixture, rare earth metal, ITO, ZnO, TiO 2 , An oxide semiconductor such as SnO 2 can be given.
 対向電極は、これらの導電性材料を蒸着やスパッタリング等の方法により薄膜を形成させることにより作製することができる。また、対向電極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5nm~5μmの範囲内、好ましくは5~200nmの範囲内で選ばれる。 The counter electrode can be produced by forming a thin film of these conductive materials by a method such as vapor deposition or sputtering. The sheet resistance as the counter electrode is preferably several hundred Ω / □ or less, and the film thickness is usually selected within the range of 5 nm to 5 μm, preferably within the range of 5 to 200 nm.
 なお、この有機EL素子が、対向電極側からも発光光を取り出すように構成される場合には、上述した導電性材料のうち光透過性の良好な導電性材料を選択して対向電極が構成されていれば良い。 In addition, when this organic EL element is configured to extract emitted light also from the counter electrode side, the counter electrode is configured by selecting a conductive material having good light transmittance from the above-described conductive materials. It only has to be done.
《取り出し電極》
 取り出し電極は、透明電極と外部電源とを電気的に接続するものであって、その材料としては特に限定されるものではなく公知の素材を好適に使用できるが、例えば、3層構造からなるMAM電極(Mo/Al・Nd合金/Mo)等の金属膜を用いることができる。
<Extraction electrode>
The extraction electrode is for electrically connecting the transparent electrode and the external power source, and the material thereof is not particularly limited and a known material can be suitably used. For example, a MAM having a three-layer structure can be used. A metal film such as an electrode (Mo / Al · Nd alloy / Mo) can be used.
《補助電極》
 補助電極は、透明電極の抵抗を下げる目的で設けるものであって、透明金属電極の金属導電層に接して設けられる。補助電極を形成する材料は、例えば、金、白金、銀、銅、アルミニウム等の抵抗が低い金属が好ましい。これらの金属は光透過性が低いため、光取り出し面からの発光光の取り出しに影響のない範囲でパターン形成される。
《Auxiliary electrode》
The auxiliary electrode is provided for the purpose of reducing the resistance of the transparent electrode, and is provided in contact with the metal conductive layer of the transparent metal electrode. The material for forming the auxiliary electrode is preferably a metal with low resistance, such as gold, platinum, silver, copper, and aluminum. Since these metals have low light transmittance, a pattern is formed in a range that does not affect extraction of emitted light from the light extraction surface.
 このような補助電極の形成方法としては、例えば、蒸着法、スパッタリング法、印刷法、インクジェット法、エアロゾルジェット法等が挙げられる。補助電極の線幅は、光を取り出す開口率の観点から、50μm以下であることが好ましく、補助電極の厚さは、導電性の観点から、1μ以上であることが好ましい。 Examples of a method for forming such an auxiliary electrode include a vapor deposition method, a sputtering method, a printing method, an ink jet method, and an aerosol jet method. The line width of the auxiliary electrode is preferably 50 μm or less from the viewpoint of the aperture ratio for extracting light, and the thickness of the auxiliary electrode is preferably 1 μm or more from the viewpoint of conductivity.
《封止材》
 封止材は、有機EL素子を覆うものであって、板状(フィルム状)の封止部材で接着剤19によって透明樹脂基板側に固定されるものであっても良いし、封止膜であっても良い。このような封止材は、有機EL素子における透明電極及び対向電極の端子部分を露出させ、少なくとも有機機能層を覆う状態で設けられている。また、封止材に電極を設け、有機EL素子の透明電極及び対向電極の端子部分と、この電極とを導通させるように構成されていても良い。
<Encapsulant>
The sealing material covers the organic EL element, and may be a plate-like (film-like) sealing member that is fixed to the transparent resin substrate side by the adhesive 19 or may be a sealing film. There may be. Such a sealing material is provided in a state where the terminal portions of the transparent electrode and the counter electrode in the organic EL element are exposed and at least the organic functional layer is covered. Further, an electrode may be provided on the sealing material so that the transparent electrode of the organic EL element and the terminal portion of the counter electrode are electrically connected to this electrode.
 板状(フィルム状)の封止材としては、具体的には、ガラス基板、ポリマー基板、金属基板等が挙げられ、これらの基板材料を更に薄型のフィルム状にして用いても良い。ガラス基板としては、特にソーダ石灰ガラス、バリウム・ストロンチウム含有ガラス、鉛ガラス、アルミノケイ酸ガラス、ホウケイ酸ガラス、バリウムホウケイ酸ガラス、石英等を挙げることができる。また、ポリマー基板としては、ポリカーボネート、アクリル、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルサルファイド、ポリサルフォン等を挙げることができる。金属基板としては、ステンレス、鉄、銅、アルミニウム、マグネシウム、ニッケル、亜鉛、クロム、チタン、モリブデン、シリコン、ゲルマニウム及びタンタルからなる群から選ばれる1種以上の金属又は合金からなるものが挙げられる。 Specific examples of the plate-like (film-like) sealing material include a glass substrate, a polymer substrate, a metal substrate, and the like, and these substrate materials may be used in the form of a thinner film. Examples of the glass substrate include soda-lime glass, barium / strontium-containing glass, lead glass, aluminosilicate glass, borosilicate glass, barium borosilicate glass, and quartz. Examples of the polymer substrate include polycarbonate, acrylic, polyethylene terephthalate, polyether sulfide, and polysulfone. Examples of the metal substrate include those 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.
 中でも、素子を薄膜化する観点から、封止材としてポリマー基板や金属基板を薄型のフィルム状にしたものを好ましく使用することができる。 Among these, from the viewpoint of thinning the element, a thin film-like polymer substrate or metal substrate can be preferably used as the sealing material.
 更には、フィルム状としたポリマー基板は、JIS K 7126-1987に準拠した方法で測定された酸素透過度が1×10-3ml/(m・24h・atm)以下、及びJIS K 7129-1992に準拠した方法で測定された水蒸気透過度(25±0.5℃、相対湿度(90±2)%RH)が、1×10-3g/(m・24h)以下のものであることが好ましい。 Furthermore, the polymer substrate in the form of a film has an oxygen permeability of 1 × 10 −3 ml / (m 2 · 24 h · atm) or less measured by a method according to JIS K 7126-1987, and JIS K 7129- The water vapor permeability (25 ± 0.5 ° C., relative humidity (90 ± 2)% RH) measured by a method according to 1992 is 1 × 10 −3 g / (m 2 · 24 h) or less. It is preferable.
 また、以上のような基板材料は、凹板状に加工して封止材として用いても良い。この場合、上述した基板部材に対して、サンドブラスト加工、化学エッチング加工等の加工が施され、凹状が形成される。 Further, the above substrate material may be processed into a concave plate shape and used as a sealing material. In this case, the substrate member described above is subjected to processing such as sandblasting and chemical etching to form a concave shape.
 また、このような板状の封止材を透明基板側に固定するための接着剤19は、封止材と透明基板との間に挟持された有機EL素子を封止するためのシール剤として用いられる。このような接着剤19は、具体的には、アクリル酸系オリゴマー、メタクリル酸系オリゴマーの反応性ビニル基を有する光硬化及び熱硬化型接着剤、2-シアノアクリル酸エステル等の湿気硬化型等の接着剤を挙げることができる。 Moreover, the adhesive 19 for fixing such a plate-shaped sealing material to the transparent substrate side is a sealing agent for sealing the organic EL element sandwiched between the sealing material and the transparent substrate. Used. Specific examples of such an adhesive 19 include photocuring and thermosetting adhesives having reactive vinyl groups of acrylic acid oligomers and methacrylic acid oligomers, moisture curing types such as 2-cyanoacrylates, and the like. Can be mentioned.
 また、このような接着剤19としては、エポキシ系等の熱及び化学硬化型(二液混合)を挙げることができる。また、ホットメルト型のポリアミド、ポリエステル、ポリオレフィンを挙げることができる。また、カチオン硬化タイプの紫外線硬化型エポキシ樹脂接着剤を挙げることができる。 Further, examples of the adhesive 19 include an epoxy-based thermal and chemical curing type (two-component mixing). Moreover, hot-melt type polyamide, polyester, and polyolefin can be mentioned. Moreover, a cationic curing type ultraviolet curing epoxy resin adhesive can be mentioned.
 なお、有機EL素子を構成する有機材料は、熱処理により劣化する場合がある。このため、接着剤19は、室温(25℃)から80℃までに接着硬化できるものが好ましい。また、接着剤19中に乾燥剤を分散させておいても良い。 In addition, the organic material which comprises an organic EL element may deteriorate with heat processing. For this reason, the adhesive 19 is preferably one that can be adhesively cured from room temperature (25 ° C.) to 80 ° C. A desiccant may be dispersed in the adhesive 19.
 封止材と透明基板との接着部分への接着剤19の塗布は、市販のディスペンサーを使っても良いし、スクリーン印刷のように印刷しても良い。 Application of the adhesive 19 to the bonding portion between the sealing material and the transparent substrate may be performed using a commercially available dispenser or may be printed like screen printing.
 また、板状の封止材と透明基板と接着剤19との間に隙間が形成される場合、この間隙には、気相及び液相では、窒素、アルゴン等の不活性気体や、フッ化炭化水素、シリコンオイルのような不活性液体を注入することが好ましい。また、真空とすることも可能である。また、内部に吸湿性化合物を封入することもできる。 Further, when a gap is formed between the plate-shaped sealing material, the transparent substrate, and the adhesive 19, in the gap and in the gas phase and the liquid phase, an inert gas such as nitrogen or argon, or a fluoride It is preferable to inject an inert liquid such as hydrocarbon or silicon oil. A vacuum can also be used. Moreover, a hygroscopic compound can also be enclosed inside.
 吸湿性化合物としては、例えば、金属酸化物(例えば、酸化ナトリウム、酸化カリウム、酸化カルシウム、酸化バリウム、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム等)、硫酸塩(例えば、硫酸ナトリウム、硫酸カルシウム、硫酸マグネシウム、硫酸コバルト等)、金属ハロゲン化物(例えば、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、フッ化セシウム、フッ化タンタル、臭化セリウム、臭化マグネシウム、ヨウ化バリウム、ヨウ化マグネシウム等)、過塩素酸類(例えば、過塩素酸バリウム、過塩素酸マグネシウム等)等が挙げられ、硫酸塩、金属ハロゲン化物及び過塩素酸類においては無水塩が好適に用いられる。 Examples of the hygroscopic compound include metal oxides (for example, sodium oxide, potassium oxide, calcium oxide, barium oxide, magnesium oxide, aluminum oxide) and sulfates (for example, sodium sulfate, calcium sulfate, magnesium sulfate, cobalt sulfate). Etc.), metal halides (eg calcium chloride, magnesium chloride, cesium fluoride, tantalum fluoride, cerium bromide, magnesium bromide, barium iodide, magnesium iodide etc.), perchloric acids (eg perchloric acid) Barium, magnesium perchlorate, and the like), and anhydrous salts are preferably used in sulfates, metal halides, and perchloric acids.
 一方、封止材として封止膜を用いる場合、有機EL素子における有機機能層を完全に覆い、かつ有機EL素子における透明電極及び対向電極の端子部分を露出させる状態で、透明基板上に封止膜が設けられる。 On the other hand, when a sealing film is used as the sealing material, the organic functional layer in the organic EL element is completely covered, and the transparent electrode and the counter electrode terminal part in the organic EL element are exposed and sealed on the transparent substrate. A membrane is provided.
 このような封止膜は、無機材料や有機材料を用いて構成される。特に、水分や酸素等、有機EL素子における有機機能層の劣化をもたらす物質の浸入を抑制する機能を有する材料で構成されることとする。このような材料として、例えば、酸化ケイ素、二酸化ケイ素、窒化ケイ素等の無機材料が用いられる。更に、封止膜の脆弱性を改良するために、これら無機材料からなる膜とともに、有機材料からなる膜を用いて積層構造としても良い。 Such a sealing film is composed of an inorganic material or an organic material. In particular, it is made of a material having a function of suppressing entry of substances such as moisture and oxygen that cause deterioration of the organic functional layer in the organic EL element. As such a material, for example, inorganic materials such as silicon oxide, silicon dioxide, and silicon nitride are used. Further, in order to improve the brittleness of the sealing film, a laminated structure may be formed using a film made of an organic material in addition to a film made of these inorganic materials.
 これらの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。 The method for forming these films is not particularly limited. For example, 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, or the like can be used.
《保護膜、保護板》
 図示は省略するが、透明基板との間に有機EL素子及び封止材を挟んで保護膜又は保護板を設けても良い。この保護膜又は保護板は、有機EL素子を機械的に保護するためのものであり、特に封止材が封止膜である場合には、有機EL素子に対する機械的な保護が十分ではないため、このような保護膜又は保護板を設けることが好ましい。
《Protective film, protective plate》
Although illustration is omitted, a protective film or a protective plate may be provided with an organic EL element and a sealing material interposed between the transparent substrate and the transparent substrate. This protective film or protective plate is for mechanically protecting the organic EL element, and particularly when the sealing material is a sealing film, mechanical protection for the organic EL element is not sufficient. It is preferable to provide such a protective film or protective plate.
 以上のような保護膜又は保護板は、例えば、ガラス板、ポリマー板、これよりも薄型のポリマーフィルム、金属板、これよりも薄型の金属フィルム、又はポリマー材料膜や金属材料膜が適用される。このうち、特に、軽量かつ薄膜化ということからポリマーフィルムを用いることが好ましい。 As the above protective film or protective plate, for example, a glass plate, a polymer plate, a polymer film thinner than this, a metal plate, a metal film thinner than this, a polymer material film or a metal material film is applied. . Among these, it is particularly preferable to use a polymer film because it is lightweight and thin.
《有機EL素子の製造方法》
 ここでは、一例として、図1に示す有機EL素子10の製造方法を説明する。
<< Method for Manufacturing Organic EL Element >>
Here, as an example, a method for manufacturing the organic EL element 10 shown in FIG. 1 will be described.
 まず、透明基板13を準備し、その上に塗布法により光散乱層2aを形成する。光散乱層2aは、平均粒径が150~350nmの光散乱粒子を含有する光散乱層塗布液を透明基板13上に塗布して乾燥した後、必要に応じて硬化処理を施すことにより形成する。光散乱層2aの形成条件は、形成される光散乱層2aが、光散乱粒子の面内占有率20~60%、層厚150~500nm、表面粗さRa150~350nm、最大高さRt100~300nmとなるように設定する。次いで、この光散乱層2aの上に塗布法により平滑層2bを形成する。平滑層2bは、上記光散乱層2aの形成と同様に、平滑層塗布液を光散乱層2a上に塗布して乾燥した後、必要に応じて硬化処理を施すことにより形成する。このようにして、透明基板13上に、光散乱層2a及び平滑層2bからなる光取り出し層2を形成する。 First, a transparent substrate 13 is prepared, and a light scattering layer 2a is formed thereon by a coating method. The light scattering layer 2a is formed by applying a light scattering layer coating liquid containing light scattering particles having an average particle diameter of 150 to 350 nm on the transparent substrate 13 and drying, followed by curing as necessary. . The formation conditions of the light scattering layer 2a are as follows: the light scattering layer 2a to be formed has an in-plane occupation ratio of 20 to 60%, a layer thickness of 150 to 500 nm, a surface roughness Ra of 150 to 350 nm, and a maximum height Rt of 100 to 300 nm. Set to be. Next, the smooth layer 2b is formed on the light scattering layer 2a by a coating method. Similarly to the formation of the light scattering layer 2a, the smooth layer 2b is formed by applying a smoothing layer coating liquid on the light scattering layer 2a and drying it, and then performing a curing treatment as necessary. In this way, the light extraction layer 2 composed of the light scattering layer 2a and the smooth layer 2b is formed on the transparent substrate 13.
 次いで、所定の電極材料を用いて蒸着法等の適宜の方法によりアノードとなる透明電極1を形成する。同時に、透明電極1端部に、外部電源と接続される取り出し電極16を蒸着法等の適宜の方法に形成する。 Next, the transparent electrode 1 serving as an anode is formed by using an appropriate method such as vapor deposition using a predetermined electrode material. At the same time, an extraction electrode 16 connected to an external power source is formed at the end of the transparent electrode 1 by an appropriate method such as vapor deposition.
 次いで、この上に、正孔注入層3a、正孔輸送層3b、発光層3c、電子輸送層3d及び電子注入層3eをこの順に積層し、有機機能層3を形成する。
 これらの各層の形成は、例えば、スピンコート法、キャスト法、インクジェット法、蒸着法、印刷法等が用いられるが、均質な層が得られやすく、かつ、ピンホールが生成しにくい等の点から、真空蒸着法又はスピンコート法が特に好ましい。更に、層ごとに異なる形成法を適用しても良い。これらの各層の形成に蒸着法を採用する場合、その蒸着条件は使用する化合物の種類等により異なるが、一般にボート加熱温度50~450℃、真空度1×10-6~1×10-2Pa、蒸着速度0.01~50nm/秒、基板温度-50~300℃、層厚0.1~5μmの範囲内で、各条件を適宜選択することが望ましい。
 好ましくは、有機機能層3の形成では、その形成領域を、断面視した場合に、光取り出し層2が形成された位置(領域)とほぼ完全に重ならせ、有機機能層3で生じた発光光hが光取り出し層2で有効に取り出されるようにするのが良い。
Next, a hole injection layer 3 a, a hole transport layer 3 b, a light emitting layer 3 c, an electron transport layer 3 d and an electron injection layer 3 e are stacked in this order on this, thereby forming the organic functional layer 3.
For example, a spin coat method, a cast method, an ink jet method, a vapor deposition method, a printing method, and the like are used to form each of these layers. However, it is easy to obtain a uniform layer and it is difficult to generate pinholes. A vacuum deposition method or a spin coating method is particularly preferable. Further, different formation methods may be applied for each layer. When a vapor deposition method is employed for forming each of these layers, the vapor deposition conditions vary depending on the type of compound used, but generally a boat heating temperature of 50 to 450 ° C. and a degree of vacuum of 1 × 10 −6 to 1 × 10 −2 Pa. It is desirable to appropriately select the respective conditions within the range of a deposition rate of 0.01 to 50 nm / second, a substrate temperature of −50 to 300 ° C., and a layer thickness of 0.1 to 5 μm.
Preferably, in the formation of the organic functional layer 3, when the cross-sectional view is formed, the formation region is almost completely overlapped with the position (region) where the light extraction layer 2 is formed, and light emission generated in the organic functional layer 3 It is preferable that the light h is effectively extracted by the light extraction layer 2.
 以上のようにして有機機能層3を形成した後、この上部にカソードとなる対向電極5aを、蒸着法やスパッタ法などの適宜の形成法によって形成する。この際、対向電極5aは、有機機能層3によって透明電極1に対して絶縁状態を保ちつつ、有機機能層3の上方から透明基板13の周縁に端子部分を引き出した形状にパターン形成する。これにより、有機EL素子10が得られる。また、その後には、有機EL素子10における透明電極1(取り出し電極16)及び対向電極5aの端子部分を露出させた状態で、少なくとも有機機能層3を覆う封止材17を設ける。 After forming the organic functional layer 3 as described above, the counter electrode 5a serving as the cathode is formed on the upper portion by an appropriate forming method such as a vapor deposition method or a sputtering method. At this time, the counter electrode 5 a is patterned in a shape in which a terminal portion is drawn from the upper side of the organic functional layer 3 to the periphery of the transparent substrate 13 while being kept insulated from the transparent electrode 1 by the organic functional layer 3. Thereby, the organic EL element 10 is obtained. Thereafter, a sealing material 17 covering at least the organic functional layer 3 is provided in a state where the transparent electrode 1 (extraction electrode 16) and the terminal portion of the counter electrode 5a in the organic EL element 10 are exposed.
 以上により、透明基板13上に所望の有機EL素子10が得られる。このような有機EL素子10の作製においては、1回の真空引きで一貫して有機機能層3から対向電極5aまで作製するのが好ましいが、途中で真空雰囲気から透明基板13を取り出して異なる形成法を施しても構わない。その際、作業を乾燥不活性ガス雰囲気下で行う等の配慮が必要となる。 Thus, a desired organic EL element 10 is obtained on the transparent substrate 13. In the production of such an organic EL element 10, it is preferable to produce from the organic functional layer 3 to the counter electrode 5a consistently by a single evacuation. However, the transparent substrate 13 is taken out from the vacuum atmosphere on the way and formed differently. You may apply the law. At that time, it is necessary to consider that the work is performed in a dry inert gas atmosphere.
 このようにして得られた有機EL素子10に直流電圧を印加する場合には、アノードである透明電極1を+の極性とし、カソードである対向電極5aを-の極性として、電圧2~40V程度を印加すると発光が観測できる。また、交流電圧を印加しても良い。なお、印加する交流の波形は任意で良い。 When a DC voltage is applied to the organic EL element 10 thus obtained, the transparent electrode 1 as an anode has a positive polarity, the counter electrode 5a as a cathode has a negative polarity, and the voltage is about 2 to 40V. Luminescence can be observed by applying. Moreover, you may apply an alternating voltage. The alternating current waveform to be applied may be arbitrary.
 以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、実施例において「%」の表示を用いるが、特に断りがない限り「質量%」を表す。 Hereinafter, the present invention will be specifically described by way of examples, but the present invention is not limited thereto. In addition, although the display of "%" is used in an Example, unless otherwise indicated, "mass%" is represented.
《光散乱層塗布液101~122の調製》
 後述する有機EL素子101~122の作製において、光取り出し層の光散乱層の形成に用いられる光散乱層塗布液101~122をそれぞれ以下のように調製した。
<< Preparation of Light Scattering Layer Coating Solutions 101-122 >>
In the production of organic EL elements 101 to 122 described later, light scattering layer coating solutions 101 to 122 used for forming a light scattering layer of a light extraction layer were prepared as follows.
(1)光散乱粒子分散液T-1~T-4の調製
(光散乱粒子分散液T-1の調製)
 光散乱粒子分散液T-1として、屈折率2.4、平均粒径0.25μmのTiO粒子(テイカ(株)製 JR600A)と樹脂溶液(APM社製 ED230AL(有機無機ハイブリッド樹脂))とをTiO粒子と樹脂成分との比率が95体積%:5体積%となるようにし、n-プロピルアセテートとシクロヘキサノンとを10質量%:90質量%となるようにし、TiO粒子と樹脂成分との濃度が40質量%となるように、50ml量の比率で処方設計した。
(1) Preparation of light scattering particle dispersions T-1 to T-4 (Preparation of light scattering particle dispersions T-1)
As the light scattering particle dispersion T-1, TiO 2 particles having a refractive index of 2.4 and an average particle size of 0.25 μm (JR600A manufactured by Teika Co., Ltd.) and a resin solution (ED230AL (organic / inorganic hybrid resin) manufactured by APM) and the ratio of the TiO 2 particles and the resin component 95% by volume: as a 5% by volume, 10% by weight and n- propyl acetate and cyclohexanone to be 90 wt%, and TiO 2 particles and a resin component The formulation was designed at a ratio of 50 ml so that the concentration of
 具体的には、上記TiO粒子と上記混合溶媒とを混合し、常温で冷却しながら、超音波分散機(エスエムテー社製 UH-50)に、マイクロチップステップ(エスエムテー社製 MS-3 3mmφ)の標準条件で10分間分散を加え、TiOの分散液を調製した。
 次いで、TiO分散液を100rpmで撹拌しながら、樹脂を少量ずつ混合添加し、添加完了後、500rpmまで撹拌速度を上げ、10分間混合した。
 その後、PVDF 0.45μmフィルター、PVDF 0.20μmフィルター(ワットマン社製)にて順次濾過し、目的の光散乱粒子分散液T-1を得た。TiO粒子と樹脂成分との濃度は37.8%、分散粒子の平均粒径は190nmであった(マルバーン社製 粒度分布計 ゼータサイザー nano-S)。
Specifically, the above TiO 2 particles and the above mixed solvent are mixed and cooled at room temperature, and then placed in an ultrasonic disperser (UH-50 manufactured by SMT Co.) with a microchip step (MS-3 manufactured by SMT Co., Ltd., 3 mmφ). A dispersion of TiO 2 was prepared by adding dispersion for 10 minutes under the following standard conditions.
Next, while stirring the TiO 2 dispersion at 100 rpm, the resin was mixed and added little by little. After the addition was completed, the stirring speed was increased to 500 rpm and mixed for 10 minutes.
Thereafter, the mixture was sequentially filtered through a PVDF 0.45 μm filter and a PVDF 0.20 μm filter (manufactured by Whatman) to obtain a target light scattering particle dispersion T-1. The concentration of the TiO 2 particles and the resin component was 37.8%, and the average particle size of the dispersed particles was 190 nm (particle size distribution meter Zeta Sizer nano-S manufactured by Malvern).
(光散乱粒子分散液T-2の調製)
 光散乱粒子分散液T-1の調製において、濾過操作として分散液を0.45μmフィルターに2回通した以外は同様にして、分散液T-2(TiO粒子と樹脂成分との濃度38.5%、分散粒子の平均粒径260nm)を得た。
(Preparation of light scattering particle dispersion T-2)
In the preparation of the light scattering particle dispersion T-1, the dispersion T-2 (the concentration of the TiO 2 particles and the resin component with a concentration of 38. 2) was similarly used except that the dispersion was passed twice through a 0.45 μm filter as a filtration operation. 5% and an average particle diameter of dispersed particles of 260 nm).
(光散乱粒子分散液T-3の調製)
 光散乱粒子分散液T-1の調製において、超音波分散機による分散時間を6分とし、濾過操作として分散液を0.45μmフィルターに1回通した以外は同様にして、分散液T-3(TiO粒子と樹脂成分との濃度38.9%、分散粒子の平均粒径340nm)を得た。
(Preparation of light scattering particle dispersion T-3)
In the preparation of the light scattering particle dispersion T-1, the dispersion time was 6 minutes, and the dispersion liquid T-3 was similarly used except that the dispersion liquid was passed once through a 0.45 μm filter as a filtration operation. (The concentration of TiO 2 particles and the resin component was 38.9%, and the average particle size of dispersed particles was 340 nm).
(光散乱粒子分散液T-4の調製)
 光散乱粒子分散液T-1の調製において、TiO粒子として、平均粒径0.7μm(テイカ(株)製 MP-70)を用い、濾過操作として分散液を1.2μmフィルター及び0.8μmフィルターに順次通した以外は同様にして、分散液T-4(TiO粒子と樹脂成分との濃度38.7%、分散粒子の平均粒径680nm)を得た。
(Preparation of light scattering particle dispersion T-4)
In the preparation of the light scattering particle dispersion T-1, an average particle size of 0.7 μm (MP-70, manufactured by Teika Co., Ltd.) was used as the TiO 2 particles, and the dispersion was subjected to filtration operation with a 1.2 μm filter and 0.8 μm. A dispersion T-4 (concentration of 38.7% of TiO 2 particles and resin component, average particle diameter of dispersed particles 680 nm) was obtained in the same manner except that the filter was sequentially passed.
(2)光散乱層塗布液101~122の調製
(光散乱層塗布液101の調製)
 光散乱粒子分散液T-1と樹脂溶液(ED230AL)とを、樹脂成分に対する光散乱粒子の体積比率×100の値(%)(以下、「P/B(pigment/binder)」ともいう。)が90%となるように混合し、更に、n-プロピルアセテートとシクロヘキサノンとの比率が10質量%:90質量%、TiO粒子と樹脂成分との濃度が10質量%となるように、10ml量の比率で調整し、光散乱層塗布液101を得た。
(2) Preparation of light scattering layer coating liquids 101 to 122 (Preparation of light scattering layer coating liquid 101)
The light scattering particle dispersion T-1 and the resin solution (ED230AL) are the volume ratio of the light scattering particles to the resin component × 100 (%) (hereinafter also referred to as “P / B (pigment / binder)”). In an amount of 10 ml so that the ratio of n-propyl acetate and cyclohexanone is 10% by mass: 90% by mass, and the concentration of TiO 2 particles and the resin component is 10% by mass. Thus, the light scattering layer coating solution 101 was obtained.
(光散乱層塗布液102~122の調製)
 光散乱層塗布液101の調製において、光散乱粒子分散液を表1に記載のものに変更し、P/Bを表1に記載の値に変更した以外は同様にして、光散乱層塗布液102~122を得た。
(Preparation of light scattering layer coating solutions 102 to 122)
In the preparation of the light scattering layer coating liquid 101, the light scattering layer coating liquid was changed in the same manner except that the light scattering particle dispersion liquid was changed to the one shown in Table 1 and P / B was changed to the values shown in Table 1. 102-122 were obtained.
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
《有機EL素子101~122の作製》
(1)有機EL素子101の作製
(1.1)透明樹脂基板の準備
 厚さ100μmのポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム(コスモシャインA4100、東洋紡績株式会社製)の下引き加工していない面に、JSR株式会社製UV硬化型有機/無機ハイブリッドハードコート材:OPSTAR Z7501を、塗布、乾燥後の平均層厚が4μmになるようにワイヤーバーで塗布した後、80℃で3分間乾燥させ、その後、空気雰囲気下において高圧水銀ランプを使用して硬化条件1.0J/cmで硬化を行い、平坦層を形成した。
<< Preparation of organic EL elements 101 to 122 >>
(1) Preparation of organic EL element 101 (1.1) Preparation of transparent resin substrate On the surface of 100 μm thick polyethylene terephthalate (PET) film (Cosmo Shine A4100, manufactured by Toyobo Co., Ltd.) that has not been undercoated, JSR Co., Ltd. UV curable organic / inorganic hybrid hard coat material: OPSTAR Z7501 was coated with a wire bar so that the average layer thickness after coating and drying was 4 μm, then dried at 80 ° C. for 3 minutes, Curing was performed under a curing condition of 1.0 J / cm 2 using a high-pressure mercury lamp in an air atmosphere to form a flat layer.
 次いで、上記平坦層を設けた基板上に、パーヒドロポリシラザン(PHPS、AZエレクトロニックマテリアルズ(株)製アクアミカ NN320)の20質量%ジブチルエーテル溶液をワイヤーバーにて、乾燥後の(平均)層厚が、0.30μmとなるように塗布し、塗布試料を得た。
 得られた塗布試料を、温度85℃、湿度55%RHの雰囲気下で1分処理し、乾燥試料を得た。さらに、乾燥試料を温度25℃、湿度10%RH(露点温度-8℃)の雰囲気下に10分間保持し、除湿処理を行った。
 除湿処理を行った試料を、下記の装置を用いて、下記の条件で改質処理を行い、ガスバリアー層を形成した。改質処理時の露点温度は、-8℃で実施した。
Next, a 20% by weight dibutyl ether solution of perhydropolysilazane (PHPS, AQUAMICA NN320 manufactured by AZ Electronic Materials Co., Ltd.) on a substrate provided with the above flat layer with a wire bar is dried (average) layer thickness. However, it apply | coated so that it might become 0.30 micrometer, and the coating sample was obtained.
The obtained coated sample was treated for 1 minute in an atmosphere having a temperature of 85 ° C. and a humidity of 55% RH to obtain a dried sample. Further, the dried sample was held for 10 minutes in an atmosphere of a temperature of 25 ° C. and a humidity of 10% RH (dew point temperature −8 ° C.) to perform dehumidification.
The sample subjected to the dehumidification treatment was subjected to a modification treatment under the following conditions using the following apparatus to form a gas barrier layer. The dew point temperature during the reforming process was -8 ° C.
(改質処理装置)
 株式会社エム・ディ・コム製エキシマ照射装置MODEL:MECL-M-1-200、波長172nm、ランプ封入ガス Xe
(改質処理条件)
   エキシマー光強度   60mW/cm(172nm)
   試料と光源の距離   1mm
   ステージ加熱温度   70℃
   照射装置内の酸素濃度 1%
   エキシマー照射時間  3秒
 上記のようにして、ガスバリアー性を有する透明電極用のフィルム基板を作製した。
(Modification equipment)
Excimer irradiation equipment MODEL: MECL-M-1-200, wavelength 172 nm, lamp filled gas Xe
(Reforming treatment conditions)
Excimer light intensity 60 mW / cm 2 (172 nm)
1mm distance between sample and light source
Stage heating temperature 70 ℃
Oxygen concentration in irradiation device 1%
Excimer irradiation time 3 seconds As described above, a film substrate for a transparent electrode having gas barrier properties was produced.
(1.2)光取り出し層の形成
(1.2.1)光散乱層の形成
 上記光散乱層塗布液101を、準備したフィルム基板上に、スピンコーターにて塗布した。なお、乾燥後の層厚が表2に記載の値となるように、適宜回転数を調整した。次いで、簡易乾燥し(80℃、2分)、更に、ホットプレートによる乾燥を行い(120℃、60分)、光散乱層を形成した。
(1.2) Formation of Light Extraction Layer (1.2.1) Formation of Light Scattering Layer The light scattering layer coating liquid 101 was applied onto the prepared film substrate with a spin coater. In addition, the number of rotations was appropriately adjusted so that the layer thickness after drying became the value described in Table 2. Next, simple drying (80 ° C., 2 minutes) and further drying with a hot plate (120 ° C., 60 minutes) were performed to form a light scattering layer.
(1.2.2)平滑層の形成
(平滑層塗布液の調製)
 次いで、平滑層調液として、屈折率2.4、平均粒径0.02μmのナノTiO分散液(テイカ(株)製 HDT-760T)と樹脂溶液(APM社製 ED230AL(有機無機ハイブリッド樹脂))とをナノTiO粒子と樹脂成分との比率が45体積%:55体積%となるようにし、n-プロピルアセテートとシクロヘキサノンとトルエンとを20質量%:30質量%:50質量%となるようにし、ナノTiO粒子と樹脂成分との濃度が15質量%となるように、10ml量の比率で処方設計した。
(1.2.2) Formation of smooth layer (Preparation of smooth layer coating solution)
Next, as a smooth layer preparation, a nano TiO 2 dispersion liquid (HDT-760T manufactured by Taca Co., Ltd.) having a refractive index of 2.4 and an average particle size of 0.02 μm and a resin solution (ED230AL (organic inorganic hybrid resin) manufactured by APM) ) So that the ratio of the nano-TiO 2 particles to the resin component is 45% by volume: 55% by volume, and n-propyl acetate, cyclohexanone, and toluene are 20% by mass: 30% by mass: 50% by mass. The formulation was designed at a ratio of 10 ml so that the concentration of the nano TiO 2 particles and the resin component was 15% by mass.
 具体的には、上記ナノTiO分散液と溶媒を混合し、100rpmで撹拌しながら、樹脂溶液を少量ずつ混合添加し、添加完了後、500rpmまで撹拌速度を上げ、10分間混合し、分散液を得た。その後、PVDF 0.45μmフィルター(ワットマン社製)にて濾過し、目的の平滑層塗布液を得た。 Specifically, the nano TiO 2 dispersion liquid and the solvent are mixed, and the resin solution is mixed and added little by little while stirring at 100 rpm. After the addition is completed, the stirring speed is increased to 500 rpm and mixed for 10 minutes. Got. Then, it filtered with the PVDF 0.45 micrometer filter (made by Whatman), and obtained the target smooth layer coating liquid.
(平滑層の形成)
 上記平滑層塗布液を、光散乱層上に、スピンコーター(500rpm、30秒)にて塗布した後、簡易乾燥し(80℃、2分)、更に、ホットプレートによる乾燥を行い(120℃、30分)、層厚700nmの平滑層を形成した。
 なお、平滑層単層での屈折率は1.85であった。
(Formation of smooth layer)
The smooth layer coating solution is applied onto the light scattering layer with a spin coater (500 rpm, 30 seconds), then simply dried (80 ° C., 2 minutes), and further dried with a hot plate (120 ° C., 30 minutes), a smooth layer having a layer thickness of 700 nm was formed.
The refractive index of the smooth layer single layer was 1.85.
(1.3)透明電極の形成
 光取り出し層が形成されたフィルム基板上に、厚さ120nmのITO(インジウムチンオキシド)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、透明電極を形成した。
 なお、ITO電極の表面抵抗は、120Ω/□であった。
(1.3) Formation of transparent electrode On the film substrate on which the light extraction layer is formed, ITO (indium tin oxide) having a thickness of 120 nm is formed by sputtering, patterned by photolithography, and the transparent electrode is formed. Formed.
The surface resistance of the ITO electrode was 120Ω / □.
(1.4)有機機能層の形成
 透明電極が形成されたフィルム基板を、中央部に幅30mm×30mmの開口部があるマスクと重ねて市販の真空蒸着装置の基板ホルダーに固定した。また、真空蒸着装置内の加熱ボートの各々に、有機機能層を構成する各材料を、それぞれの層の形成に最適な量で充填した。
 なお、加熱ボートはタングステン製抵抗加熱用材料で作製されたものを用いた。
 次いで、真空蒸着装置の蒸着室内を真空度4×10-4Paまで減圧し、各材料が入った加熱ボートを順次通電して加熱することにより、以下のように各層を形成した。
(1.4) Formation of organic functional layer The film substrate on which the transparent electrode was formed was fixed on a substrate holder of a commercially available vacuum deposition apparatus by overlapping with a mask having a 30 mm × 30 mm wide opening at the center. Moreover, each material which comprises an organic functional layer was filled with the optimal quantity for formation of each layer to each heating boat in a vacuum evaporation system.
In addition, the heating boat used what was produced with the resistance heating material made from tungsten.
Next, the inside of the vapor deposition chamber of the vacuum vapor deposition apparatus was depressurized to a vacuum degree of 4 × 10 −4 Pa, and each layer was formed as follows by sequentially energizing and heating the heating boat containing each material.
 まず、正孔輸送注入材料として下記構造式に示すα-NPDが入った加熱ボートに通電して加熱し、α-NPDよりなる正孔注入層と正孔輸送層とを兼ねた正孔輸送注入層を透明金属電極上に形成した。この際、蒸着速度0.1~0.2nm/秒、層厚140nmとした。 First, a hole-injecting hole transporting material serving as both a hole-injecting layer and a hole-transporting layer made of α-NPD is heated by energizing a heating boat containing α-NPD represented by the following structural formula as a hole-transporting injecting material. A layer was formed on the transparent metal electrode. At this time, the deposition rate was 0.1 to 0.2 nm / second, and the layer thickness was 140 nm.
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
 次に、下記構造式に示すホスト材料H4の入った加熱ボートと、下記構造式に示すリン光発光性化合物Ir-4の入った加熱ボートとを、それぞれ独立に通電し、ホスト材料H4とリン光発光性化合物Ir-4とよりなる発光層を正孔輸送注入層上に形成した。この際、蒸着速度(nm/秒)の比がホスト材料H4:リン光発光性化合物Ir-4=100:6となるように、加熱ボートの通電を調節した。発光層の層厚は、30nmとした。 Next, each of the heating boat containing the host material H4 represented by the following structural formula and the heating boat containing the phosphorescent compound Ir-4 represented by the following structural formula were energized independently, respectively. A light emitting layer composed of the photoluminescent compound Ir-4 was formed on the hole transport injection layer. At this time, the energization of the heating boat was adjusted so that the ratio of the deposition rate (nm / second) was the host material H4: phosphorescent compound Ir-4 = 100: 6. The layer thickness of the light emitting layer was 30 nm.
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
 次いで、正孔阻止材料として下記構造式に示すBAlqが入った加熱ボートに通電して加熱し、BAlqよりなる正孔阻止層を発光層上に形成した。この際、蒸着速度0.1~0.2nm/秒、層厚10nmとした。 Subsequently, a hole-blocking layer made of BAlq was formed on the light-emitting layer by heating a heated boat containing BAlq represented by the following structural formula as a hole-blocking material. At this time, the deposition rate was 0.1 to 0.2 nm / second, and the layer thickness was 10 nm.
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
 その後、電子輸送材料として下記構造式に示す化合物No.7の入った加熱ボートと、フッ化カリウムの入った加熱ボートとを、それぞれ独立に通電し、化合物No.7とフッ化カリウムとよりなる電子輸送層を、正孔阻止層上に形成した。この際、蒸着速度(nm/秒)の比が化合物No.7:フッ化カリウム=75:25になるように、加熱ボートの通電を調節した。電子輸送層の層厚は、30nmとした。 Thereafter, as an electron transporting material, the compound No. The heating boat containing 7 and the heating boat containing potassium fluoride were energized independently of each other. An electron transport layer composed of 7 and potassium fluoride was formed on the hole blocking layer. At this time, the ratio of the deposition rate (nm / second) was determined as Compound No. 7: Energization of the heating boat was adjusted so that 7: potassium fluoride = 75: 25. The layer thickness of the electron transport layer was 30 nm.
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
 次に、電子注入材料としてフッ化カリウムの入った加熱ボートに通電して加熱し、フッ化カリウムよりなる電子注入層を、電子輸送層上に形成した。この際、蒸着速度0.01~0.02nm/秒、層厚1nmとした。 Next, a heating boat containing potassium fluoride as an electron injection material was energized and heated to form an electron injection layer made of potassium fluoride on the electron transport layer. At this time, the deposition rate was 0.01 to 0.02 nm / second, and the layer thickness was 1 nm.
(1.5)対向電極の形成及び封止
 その後、電子注入層まで形成した透明基板を、アルミニウム(Al)を入れたタングステン製の抵抗加熱ボートが取り付けられた第2真空槽へ真空状態を保持したまま移送した。透明電極(アノード)と直交するように配置された幅20mm×50mmの開口部があるマスクと重ねて固定した。
 次いで、処理室内において、成膜速度0.3~0.5nm/秒で、膜厚100nmのAlからなる反射性の対向電極をカソードとして成膜した。
(1.5) Formation and sealing of counter electrode After that, the transparent substrate formed up to the electron injection layer is kept in a vacuum state in a second vacuum chamber to which a resistance heating boat made of tungsten containing aluminum (Al) is attached. It was transferred as it was. It was fixed by overlapping with a mask having an opening with a width of 20 mm × 50 mm arranged so as to be orthogonal to the transparent electrode (anode).
Next, a reflective counter electrode made of Al having a film thickness of 100 nm was formed as a cathode at a film formation rate of 0.3 to 0.5 nm / second in the processing chamber.
 その後、かかる有機発光体を、大きさ40mm×40mm、厚さ700μmのガラス基板であって、中央部34mm×34mmを深さ350μmで削ったガラス基板からなる封止材で覆い、有機発光体を囲む状態で、封止材と透明基板との間に接着剤(シール材)を充填した。接着剤としては、エポキシ系光硬化型接着剤(東亞合成社製ラックストラックLC0629B)を用いた。
 その後、封止材と透明基板との間に充填した接着剤に対して、ガラス基板(封止材)側からUV光を照射し、接着剤を硬化させて有機発光体を封止した。
After that, the organic light emitter is covered with a sealing material made of a glass substrate having a size of 40 mm × 40 mm and a thickness of 700 μm, and having a central portion of 34 mm × 34 mm cut to a depth of 350 μm, and the organic light emitter is covered. In an enclosed state, an adhesive (sealant) was filled between the sealing material and the transparent substrate. As the adhesive, an epoxy photocurable adhesive (Luxtrac LC0629B manufactured by Toagosei Co., Ltd.) was used.
Thereafter, the adhesive filled between the sealing material and the transparent substrate was irradiated with UV light from the glass substrate (sealing material) side, and the adhesive was cured to seal the organic light emitting body.
 なお、有機発光体の形成においては、各層の形成に蒸着マスクを使用し、5cm×5cmの透明基板における中央の2.0cm×2.0cmの領域を発光領域とし、発光領域の全周に幅1.5cmの非発光領域を設けた。
 また、アノードである透明金属電極とカソードである対向電極とに関し、正孔輸送注入層~電子輸送層までの有機機能層によって絶縁された状態で、透明基板の周縁に端子部分を引き出した。
 以上のようにして、有機EL素子101を作製した。
In the formation of the organic light emitter, a vapor deposition mask is used to form each layer, and the central 2.0 cm × 2.0 cm region of the 5 cm × 5 cm transparent substrate is defined as the light emitting region, and the width of the entire circumference of the light emitting region. A non-light emitting area of 1.5 cm was provided.
Further, regarding the transparent metal electrode serving as the anode and the counter electrode serving as the cathode, a terminal portion was drawn to the periphery of the transparent substrate in a state where it was insulated by the organic functional layer from the hole transport injection layer to the electron transport layer.
The organic EL element 101 was produced as described above.
(2)有機EL素子102~122の作製
 有機EL素子101の作製において、光散乱層塗布液101の代わりに、光散乱層塗布液102~122を用いた以外は同様にして、有機EL素子102~122を作製した。
(2) Production of Organic EL Elements 102 to 122 In the production of the organic EL element 101, the organic EL element 102 is similarly produced except that the light scattering layer coating liquids 102 to 122 are used instead of the light scattering layer coating liquid 101. To 122 were produced.
《有機EL素子101~122の評価》
(1)光取り出し層の評価
(1.1)面内占有率
 作製した光散乱層(単層膜)について、電子顕微鏡TM-1000 Miniscope((株)日立ハイテクノロジーズ製)を用いて、光散乱層の5000倍拡大画像を得た(jpgフォーマット)。一例として、有機EL素子103,114,118のそれぞれについて、光散乱層の電子顕微鏡写真を図5に示す。図5Aは、比較例の有機EL素子103の光散乱層、図5Bは、本発明の有機EL素子114の光散乱層、図5Cは、有機EL素子118の光散乱層をそれぞれ示している。
 次いで、画像処理ソフトWinROOF(三谷商事(株)製)を用いて、電子顕微鏡で得られた画像を二値化した後、白色部及び黒色部の面積値から、面内方向における光散乱粒子(白色部)の占有面積の割合を求め、これを面内占有率(%)とした。なお、図5Aに示す有機EL素子103は面内占有率が75%、図5Bに示す有機EL素子114は面内占有率が60%、図5Cに示す有機EL素子118は面内占有率が45%であった。
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(1) Evaluation of light extraction layer (1.1) In-plane occupancy The light scattering layer (single layer film) produced was subjected to light scattering using an electron microscope TM-1000 Miniscope (manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation). A 5000 times magnified image of the layer was obtained (jpg format). As an example, an electron micrograph of a light scattering layer is shown in FIG. 5 for each of the organic EL elements 103, 114, and 118. 5A shows the light scattering layer of the organic EL element 103 of the comparative example, FIG. 5B shows the light scattering layer of the organic EL element 114 of the present invention, and FIG. 5C shows the light scattering layer of the organic EL element 118, respectively.
Next, using image processing software WinROOF (manufactured by Mitani Shoji Co., Ltd.), after binarizing the image obtained with an electron microscope, light scattering particles (in the in-plane direction) from the area values of the white part and the black part ( The ratio of the occupied area of the white part) was determined, and this was defined as the in-plane occupation ratio (%). 5A has an in-plane occupation ratio of 75%, the organic EL element 114 shown in FIG. 5B has an in-plane occupation ratio of 60%, and the organic EL element 118 shown in FIG. 5C has an in-plane occupation ratio. 45%.
(1.2)光散乱層の層厚
 光散乱層の層厚は、触針式表面形状測定器Dektak XT-S(ULVAC社製)を用いて測定し、5点測定した平均値を、光散乱層の層厚(nm)とした。
(1.2) Layer thickness of light scattering layer The layer thickness of the light scattering layer was measured using a stylus type surface shape measuring device Dektak XT-S (manufactured by ULVAC), and an average value measured at five points The layer thickness (nm) of the scattering layer was used.
(1.3)光散乱層及び光取り出し層(平滑層)の表面粗さRa及び最大高さRt
 形成した光散乱層及び光取り出し層(平滑層)について、表面粗さとして、光干渉粗さ計WYKO NT3300(Veeco社製)及び解析ソフトVision32(ver.2.303)を用い、PSIモードにて、対物レンズ50倍、内部1倍(視野90μm×120μm)で測定した。測定値に対してTilt補正を行った後の値を、光散乱層及び光取り出し層の表面粗さRa(nm)及び最大高さRt(nm)とした。
(1.3) Surface roughness Ra and maximum height Rt of the light scattering layer and the light extraction layer (smooth layer)
For the formed light scattering layer and light extraction layer (smooth layer), as the surface roughness, using a light interference roughness meter WYKO NT3300 (manufactured by Veeco) and analysis software Vision 32 (ver. 2.303), in PSI mode The measurement was performed with an objective lens 50 times and an inside 1 time (field of view 90 μm × 120 μm). The values after performing the tilt correction on the measured values were defined as the surface roughness Ra (nm) and the maximum height Rt (nm) of the light scattering layer and the light extraction layer.
(2)有機EL素子の評価
 作製した各有機EL素子101~122について、電力効率及び発光均一性を下記のように評価した。
(2) Evaluation of organic EL elements For each of the produced organic EL elements 101 to 122, the power efficiency and the light emission uniformity were evaluated as follows.
(2.1)電力効率
 分光放射輝度計CS-1000(コニカミノルタ社製)を用いて、正面輝度及び輝度角度依存性を測定し、正面輝度が1000cd/mとなる駆動電圧及び電流から、電力効率(lm/w)を測定した。
 次いで、光取り出し層が設けられていない以外は有機EL素子101と同様の構成である有機EL素子の電力効率を100%とした場合の相対電力効率を求め、下記の基準に従って、各有機EL素子101~122の電力効率の評価を行った。電力効率が高いほど、光取り出し効率に優れていることを示す。評価結果を表2に示す。
(2.1) Power efficiency Using a spectral radiance meter CS-1000 (manufactured by Konica Minolta Co., Ltd.), the front luminance and luminance angle dependency were measured, and from the driving voltage and current at which the front luminance was 1000 cd / m 2 , The power efficiency (lm / w) was measured.
Next, the relative power efficiency is obtained when the power efficiency of the organic EL element having the same configuration as the organic EL element 101 except that the light extraction layer is not provided is set to 100%. The power efficiency of 101 to 122 was evaluated. It shows that it is excellent in light extraction efficiency, so that power efficiency is high. The evaluation results are shown in Table 2.
  ◎:150%以上
  ○:100%以上150%未満
  △:80%以上100%未満
  ×:50%以上80%未満
 ××:50%未満
◎: 150% or more ○: 100% or more and less than 150% △: 80% or more and less than 100% ×: 50% or more and less than 80% XX: less than 50%
(2.2)発光均一性
 KEITHLEY製ソースメジャーユニット2400型を用いて、直流電圧を各有機EL素子101~122に印加し、1000cd/mで発光させた。倍率50倍の顕微鏡で各々の発光輝度ムラを観察し、下記の基準で評価した。評価結果を表2に示す。
(2.2) Uniformity of light emission Using a source measure unit 2400 made by KEITHLEY, a DC voltage was applied to each of the organic EL elements 101 to 122 to emit light at 1000 cd / m 2 . Each light emission luminance unevenness was observed with a microscope with a magnification of 50 times, and evaluated according to the following criteria. The evaluation results are shown in Table 2.
 ◎:完全に均一発光している。
 ○:ほとんど均一発光しており、実用上問題ない。
 △:部分的に若干発光ムラが見られるが、許容できる。
 ×:全面にわたって発光ムラが見られ、許容できない。
A: Completely uniform light emission.
○: Light is emitted almost uniformly, and there is no practical problem.
(Triangle | delta): Although light emission nonuniformity is seen partially, it is permissible.
X: Uneven light emission is observed over the entire surface, which is not acceptable.
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000008
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000008
(3)まとめ
 表2から、平均粒径が150~350nmの光散乱粒子を含有し、当該光散乱粒子の面内占有率が20~60%、層厚が150~500nm、表面粗さRaが10~50nm、最大高さRtが100~300nmである光散乱層を有する本発明の有機EL素子114~122は、比較例の有機EL素子101~113と比較して、高い電力効率及び発光均一性を示しており、光取り出し効率及び発光均一性に優れていることが明らかである。
(3) Summary From Table 2, light scattering particles having an average particle diameter of 150 to 350 nm are contained, the in-plane occupation ratio of the light scattering particles is 20 to 60%, the layer thickness is 150 to 500 nm, and the surface roughness Ra is The organic EL elements 114 to 122 of the present invention having a light scattering layer having a maximum height Rt of 10 to 50 nm and a maximum height Rt of 100 to 300 nm have higher power efficiency and uniform light emission than the organic EL elements 101 to 113 of the comparative example. It is clear that the light extraction efficiency and the light emission uniformity are excellent.
 以上のように、本発明は、発光光の光取り出し効率及び発光均一性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に適している。 As described above, the present invention is suitable for providing an organic electroluminescence device excellent in light extraction efficiency and emission uniformity of emitted light.
 1   透明電極
 2   光取り出し層
 2a  光散乱層
 2b  平滑層
 3   有機機能層
 3a  正孔注入層
 3b  正孔輸送層
 3c  発光層
 3d  電子輸送層
 3e  電子注入層
 5a  対向電極
 10  有機EL素子
 13  透明基板
 15  補助電極
 16  取り出し電極
 17  封止材
 19  接着剤
 20  波長制御赤外線ヒーター
 22  フィラメント
 24  保護管
 26,28 フィルター
 30  中空部
 32  反射板
 40  冷却機構
 50  制御装置
 100 有機EL素子
 101 金属電極
 102 有機機能層
 103 透明電極
 104 透明基板
 110a~110e 光
 200 光取り出し層形成装置
 202 元巻きロール
 204 巻取りロール
 210 搬送部
 212 搬送ローラー
 220 IJ塗布部
 222 搬送ローラー
 224 プラテン
 226 IJヘッド
 230 IR乾燥部
 232 搬送ローラー
 240 光硬化部
 242 搬送ローラー
 244 紫外線照射装置
 250 IJ塗布部
 252 搬送ローラー
 254 プラテン
 256 IJヘッド
 260 IR乾燥部
 262 搬送ローラー
 264 波長制御赤外線ヒーター
 270 光硬化部
 272 搬送ローラー
 274 紫外線照射装置
 280 搬送部
 282 搬送ローラー
 h   発光光
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Transparent electrode 2 Light extraction layer 2a Light scattering layer 2b Smooth layer 3 Organic functional layer 3a Hole injection layer 3b Hole transport layer 3c Light emission layer 3d Electron transport layer 3e Electron injection layer 5a Counter electrode 10 Organic EL element 13 Transparent substrate 15 Auxiliary electrode 16 Extraction electrode 17 Sealing material 19 Adhesive 20 Wavelength control infrared heater 22 Filament 24 Protective tube 26, 28 Filter 30 Hollow portion 32 Reflector 40 Cooling mechanism 50 Control device 100 Organic EL element 101 Metal electrode 102 Organic functional layer 103 Transparent electrode 104 Transparent substrate 110a to 110e Light 200 Light extraction layer forming device 202 Original winding roll 204 Winding roll 210 Conveying section 212 Conveying roller 220 IJ coating section 222 Conveying roller 224 Platen 226 IJ head 230 IR drying 232 Conveying roller 240 Light curing unit 242 Conveying roller 244 Ultraviolet irradiation device 250 IJ coating unit 252 Conveying roller 254 Platen 256 IJ head 260 IR drying unit 262 Conveying roller 264 Wavelength control infrared heater 270 Photo curing unit 272 Conveying roller 274 Ultraviolet irradiation device 280 Conveying section 282 Conveying roller h Emitted light

Claims (2)

  1.  透明基板上に、光の指向性を変化させる光取り出し層、透明電極、有機機能層、対向電極が順次積層された有機エレクトロルミネッセンス素子であって、
     前記光取り出し層が、平均粒径が150~350nmの光散乱粒子を含有する光散乱層を有し、
     前記光散乱層は、前記光散乱粒子の面内占有率が20~60%であって、層厚が150~500nm、表面粗さRaが10~50nm、最大高さRtが100~300nmであ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。
    An organic electroluminescence device in which a light extraction layer that changes the directivity of light, a transparent electrode, an organic functional layer, and a counter electrode are sequentially laminated on a transparent substrate,
    The light extraction layer has a light scattering layer containing light scattering particles having an average particle diameter of 150 to 350 nm;
    The light scattering layer has an in-plane occupation ratio of the light scattering particles of 20 to 60%, a layer thickness of 150 to 500 nm, a surface roughness Ra of 10 to 50 nm, and a maximum height Rt of 100 to 300 nm. An organic electroluminescence device characterized by that.
  2.  前記光取り出し層が、前記光散乱層の前記透明電極に対向する面を平滑にする平滑層を有す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。 2. The organic electroluminescence device according to claim 1, wherein the light extraction layer has a smooth layer that smoothes a surface of the light scattering layer facing the transparent electrode.
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