透明电极、电子器件、及有机电致发光元件的制作方法_4

文档序号:9204645阅读:来源:国知局
本特开 2007-254297 号、EP2034538 等。
[0354][电子传输层3d]
[0355] 所谓有机电致发光元件EL中使用的电子传输层,由具有传输电子的功能的材料 构成,具有将从阴极注入的电子传递至发光层3c的功能。
[0356] 电子传输材料可单独使用,另外也可W并用使用多种。关于电子传输层3d的总厚 度没有特别限制,通常为2皿~5ym的范围,更优选为2皿~500皿,进一步优选为5皿~ 200nm。
[0357] 另外,已知在有机电致发光元件化中从电极中取出发光层3c中产生的光时,从发 光层3c中直接取出的光和由位于与取出光的电极为对电极的电极反射后取出的光产生干 设。在光被阴极反射的情况下,通过将电子传输层3d的总膜厚在数皿~数ym之间适宜 调整,可有效地利用该干设效果。
[0巧引另一方面,若增厚电子传输层3d的膜厚,则电压容易上升,因此,特别是在膜厚较 厚的情况下,电子传输层3d的电子迁移率优选为l(T5cmVVsW上。
[0359]作为电子传输层3d中所使用的材料(W下,称为电子传输材料),只要具有电子的 注入性或传输性、空穴的障碍性中的任一者即可,可W从现有公知的化合物中选择使用任 意的化合物。
[0360]例如可W举出含氮芳香族杂环衍生物、芳香族姪环衍生物、二苯并快喃衍生物、二 苯并唾吩衍生物、唾咯衍生物等。
[0361]作为上述含氮芳香族杂环衍生物,可W举出巧挫衍生物、氮杂巧挫衍生物(构成 巧挫环的碳原子的1个W上被氮原子取代)、化晚衍生物、喀晚衍生物、化嗦衍生物、化嗦衍 生物、=嗦衍生物、嗟咐衍生物、嗟喔咐衍生物、菲咯咐衍生物、氮杂苯并巧,10]菲衍生物、 曠挫衍生物、唾挫衍生物、曠二挫衍生物、唾二挫衍生物、S挫衍生物、苯并咪挫衍生物、苯 并曠挫衍生物、苯并唾挫衍生物等。
[0362]作为芳香族姪环衍生物,可W举出蒙衍生物、慈衍生物、苯并巧,10]菲等。
[0363]另外,配位基中具有哲基嗟咐骨架、苯并哲基嗟咐骨架的金属络合物、例如= (8-哲基嗟咐)侣(A1q3)、S化7-二氯-8-哲基嗟咐)侣、S化7-二漠-8-哲基嗟咐) 侣、S(2-甲基-8-哲基嗟咐)侣、S(5-甲基-8-哲基嗟咐)侣、双(8-哲基嗟咐)锋狂nq) 等、及该些金属络合物的中屯、金属替换为In、Mg、化、Ca、Sn、Ga或化的金属络合物也可作 为电子传输材料来使用。
[0364]此外,无金属或者金属献菁、或它们的末端被烷基、横酸基等取代的化合物也可优 选作为电子传输材料来使用。另外,作为发光层3c的材料而例示的二苯己締基化嗦衍生物 也可作为电子传输材料来使用,与空穴注入层3a、空穴传输层3b同样,n型Si、n型SiC等 无机半导体也可用作电子传输材料。
[0365] 另外,也可W使用将该些材料导入高分子链或W该些材料作为高分子的主链的高 分子材料。
[0366]在有机电致发光元件EL中,可W在电子传输层3d中渗杂渗杂材料作为客体材料, 形成n性高(富电子)的电子传输层3d。作为渗杂材料,可W举出金属络合物、面化金属 等金属化合物等n型渗杂剂。作为该样的构成的电子传输层3d的具体例,例如可W举出日 本特开平4-297076号公报、日本特开平10-270172号公报、日本特开2000-196140号公报、 日本特开2001-102175号公报、J.Appl.Phys.,95, 5773(2004)等的文献中记载的电子传输 层。
[0367]作为有机电致发光元件化中所使用的、公知的优选的电子传输材料的具体例,可W举出W下的文献中记载的化合物等,但本发明并不限定于该些。
[036引美国专利第6528187号、美国专利第7230107号、美国专利公开第20050025993 号、美国专利公开第20040036077号、美国专利公开第20090115316号、美国专利公开第 20090101870号、美国专利公开第20090179554号、国际公开第2003060956号、国际公开第 2008132085 号、Appl.Phys.Lett. 75, 4 (1999)、Appl.Phys.Lett. 79, 449 (2001)、Appl.Phys.Lett. 81, 162 (2002)、Appl.Phys.Lett. 81, 162 (2002)、Appl.Phys.Lett. 79, 156 (2001)、 美国专利第7964293号、美国专利公开第2009030202号、国际公开第2004080975号、国 际公开第2004063159号、国际公开第2005085387号、国际公开第2006067931号、国际公 开第2007086552号、国际公开第2008114690号、国际公开第2009069442号、国际公开 第2009066779号、国际公开第2009054253号、国际公开第2011086935号、国际公开第 2010150593 号、国际公开第 2010047707 号、EP2311826 号、日本特开 2010-251675 号、日 本特开2009-209133号、日本特开2009-124114号、日本特开2008-277810号、日本特开 2006-156445号、日本特开2005-340122号、日本特开2003-45662号、日本特开2003-31367 号、日本特开2003-282270号、国际公开第2012115034号等。
[0369] 另外,作为更优选的电子传输材料,可W举出化晚衍生物、喀晚衍生物、化嗦衍生 物、=嗦衍生物、二苯并快喃衍生物、二苯并唾吩衍生物、巧挫衍生物、氮杂巧挫衍生物、苯 并咪挫衍生物。
[0370] 另外,电子传输材料可单独使用,另外也可W并用使用多种。
[0371][空穴阻挡层]
[0372] 空穴阻挡层广义上为具有电子传输层3d的功能的层。优选由具有传输电子的功 能、且传输空穴的能力小的材料构成。通过传输电子且阻挡空穴,可提高电子和空穴的复合 概率。
[0373]另外,可W将上述的电子传输层3d的构成根据需要作为空穴阻挡层来使用。
[0374] 有机电致发光元件化中设置的空穴阻挡层,优选与发光层3c的阴极侧邻接而设 置。
[0375] 在有机电致发光元件化中,空穴阻止层的厚度优选为3~lOOnm的范围,进一步 优选为5~30皿的范围。
[0376] 作为空穴阻挡层中所使用的材料,可优选使用上述的电子传输层3d中所使用的 材料,另外,作为上述的主体化合物使用的材料也可优选用于空穴阻挡层。
[0377][电子注入层3e]
[037引 电子注入层3e(也称为"阴极缓冲层")为用于驱动电压降低、发光亮度提高而设 置于阴极和发光层3c之间的层。电子注入层3e的一个例子记载于"有机化元件和其工 业化最前线(1998年11月30日NTS公司发行)"的第2编第2章"电极材料"(123~166 页)中。
[0379] 在有机电致发光元件化中,电子注入层3e根据需要设置,如上所述设置在阴极和 发光层3c之间或阴极和电子传输层3d之间。
[0380] 电子注入层3e优选为极薄的膜,虽然也取决于原材料,但其膜厚优选0.Inm~5nm 的范围。另外,也可W为构成材料断续存在的不均匀的膜。
[0381] 电子注入层3e在日本特开平6-325871号公报、日本特开平9-17574号公报、日 本特开平10-74586号公报等中也有其详细记载。作为电子注入层3e中优选使用的材料 的具体例,可W举出锁、侣等所代表的金属、氣化裡、氣化钢、氣化钟等所代表的碱金属化合 物、氣化儀、氣化巧等所代表的碱±金属化合物、氧化侣所代表的金属氧化物、8-哲基嗟咐 裡(Liq)等所代表的金属络合物等。另外,也可W使用上述的电子传输材料。
[0382] 另外,上述的电子注入层3e中所使用的材料可单独使用,另外也可W并用使用多 种。
[0383][空穴传输层3b]
[0384] 空穴传输层3b由具有传输空穴的功能的材料构成。空穴传输层3b为具有将由阳 极注入的空穴传递至发光层3c的功能的层。
[0385] 在有机电致发光元件化中,空穴传输层3b的总膜厚没有特别限制,通常为5nm~ 5ym的范围,更优选为化m~50化m,进一步优选为5nm~20化m。
[0386] 作为空穴传输层3b中所使用的材料(W下,称为空穴传输材料)只要具有空穴的 注入性或传输性、电子的障碍性中的任一者即可。空穴传输材料可W从W往公知的化合物 中选择使用任意的化合物。空穴传输材料可单独使用,另外也可W并用使用多种。
[0387] 空穴传输材料例如可W举出化咐衍生物、献菁衍生物、曠挫衍生物、曠二挫衍生 物、S挫衍生物、咪挫衍生物、化挫咐衍生物、化挫咐酬衍生物、苯二胺衍生物、腺衍生物、巧 衍生物、聚芳基烧姪衍生物、s芳基胺衍生物、巧挫衍生物、嘲噪并巧挫衍生物、异嘲噪衍生 物、慈、蒙等并苯系衍生物、巧衍生物、巧酬衍生物、聚己締基巧挫、将芳香族胺导入主链或 者侧链的高分子材料或低聚物、聚硅烷、导电性聚合物或低聚物(例如PED0T;PSS、苯胺系 共聚物、聚苯胺、聚唾吩等)等。
[0388] 作为S芳基胺衍生物,可W举出a-NTO所代表的联苯胺型、MTDATA所代表的星爆 型、在=芳基胺连接巧部具有巧、慈的化合物等。
[0389] 另外,日本特表2003-519432号公报、日本特开2006-135145号公报等中所记载的 六氮杂苯并巧,10]菲衍生物也可作为空穴传输材料来使用。
[0390] 进而,也可W使用渗杂了杂质的P性高的空穴传输层3b。例如也可W将日本特开 平4-297076号公报、日本特开2000-196140号公报、日本特开2001-102175号公报的各公 报、J.Appl.Phys.,95, 5773 (2004)等中所记载的构成应用于空穴传输层3b。
[0391] 另外,也可W使用日本特开平11-251067号公报、J.化ang等著文献(Applied PhysicsLetters80 (2002),P. 139)中所记载那样的所谓P型空穴传输材料或P型-Si、P 型-SiC等无机化合物。进而,也可优选使用Ir(ppy)3所代表那样的中屯、金属具有Ir或Pt 的邻位金属化有机金属络合物。
[0392] 作为空穴传输材料,可使用上述的材料,可优选使用=芳基胺衍生物、巧挫衍生 物、嘲噪并巧挫衍生物、氮杂苯并巧,10]菲衍生物、有机金属络合物、将芳香族胺导入了主 链或者侧链的高分子材料或低聚物等。
[0393]作为有机电致发光元件化中所使用的空穴传输材料的具体例,除上述举出的文 献W外,还可W举出W下的文献中记载的化合物等,但并不限定于该些。
[0394] Appl.Phys.Lett. 69, 2160 (1996)、J.Lumin. 72-74, 985 (1997)、Appl. Phys.Lett. 78, 673 (2001)、Appl.Phys.Lett. 90, 183503 (2007)、Appl.Phys. Lett. 90, 183503 (2007)、Appl.Phys.Lett. 51, 913(1987)、Synth.Met. 87, 171(1997)、 Synth.Met. 91, 209(1997)、Synth.Met.Ill, 421 (2000)、SIDSymposium Digest, 37, 923 (2006)、J.Mater.Qiern. 3, 319 (1993)、Adv.Mater. 6, 677 (1994)、Qiern. Mater. 15, 3148 (2003)、美国专利公开第20030162053号、美国专利公开第20020158242号、 美国专利公开第20060240279号、美国专利公开第20080220265号、美国专利第5061569 号、国际公开第2007002683号、国际公开第2009018009号、EP650955、美国专利公开第 20080124572号、美国专利公开第20070278938号、美国专利公开第20080106190号、美国专 利公开第20080018221号、国际公开第2012115034号、特表2003-519432号公报、日本特开 2006-135145号、美国专利申请号13/585981号。
[0395] 空穴传输材料可单独使用,另外也可W并用使用多种。
[0396][电子阻挡层]
[0397] 电子阻挡层广义上为具有空穴传输层3b的功能的层。优选由具有传输空穴的功 能且传输电子的能力小的材料构成。电子阻挡层通过传输空穴且阻挡电子,可提高电子和 空穴的复合概率。
[0398] 另外,可W将上述的空穴传输层3b的构成根据需要作为有机电致发光元件化的 电子阻挡层来使用。有机电致发光元件EL中设置的电子阻挡层优选与发光层3c的阳极侧 邻接而设置。
[0399] 作为电子阻挡层的厚度,优选为3~lOOnm的范围,进一步优选为5~30nm的范 围。
[0400] 作为空穴阻挡层中所使用的材料,可优选使用上述的电子传输层3b中所使用的 材料。另外,用作上述的主体化合物的材料也可优选作为电子阻挡层来使用。
[0401][空穴注入层3a]
[0402] 空穴注入层3a(也称为"阳极缓冲层"),为用于驱动电压降低、发光亮度提高而设 置于阳极和发光层3c之间的层。空穴注入层3a的一个例子记载于"有机化元件和其工 业化最前线(1998年11月30日NTS公司发行)"的第2编第2章"电极材料"(123~166 页)中。
[0403] 空穴注入层3a根据需要设置,可如上所述设置在阳极和发光层3c之间或阳极和 空穴传输层3b之间。
[0404] 空穴注入层3a在日本特开平9-45479号公报、日本特开平9-260062号公报、日本 特开平8-288069号公报等中也有其详细记载。
[0405] 空穴注入层3a中所使用的材料可W举出例如上述的空穴传输层3b中所使用 的材料等。其中,优选献菁铜所代表的献菁衍生物、日本特表2003-519432号、日本特开 2006-135145号等中所记载那样的六氮杂苯并巧,10]菲衍生物、氧化饥所代表的金属氧化 物、无定形碳、聚苯胺(翠绿亚胺)、聚唾吩等导电性高分子、=(2-苯基化晚)银络合物等 所代表的邻位金属化络合物、=芳基胺衍生物等。
[0406] 上述的空穴注入层3a中所使用的材料可单独使用,另外也可W并用使用多种。
[0407][含有物]
[0408] 构成有机电致发光元件化的发光功能层3可W进一步含有其它含有物。
[0409] 作为含有物,可W举出例如漠、舰及氯等面素元素、面素化合物、Pt化、化等碱金 属、碱±金属、过渡金属的化合物、络合物、盐等。
[0410] 含有物的含量可任意地确定,优选相对于所含有的层的总质量%为lOOOppmW 下,更优选为50化pmW下,进一步优选为50ppmW下。
[0411] 但是,根据提高电子、空穴的传输性的目的、用于有利地进行激子的能量移动的目 的等,并不在该范围内。
[0412][发光功能层3的形成方法]
[0413] 对构成有机电致发光元件化的发光功能层(空穴注入层、空穴传输层、发光层、空 穴阻挡层、电子传输层、电子注入层等)的形成方法进行说明。另外,发光功能层3的形成 方法没有特别限制,可通过现有公知的例如真空蒸锻法、湿式法(湿法)等形成。
[0414] 作为湿式法,有旋涂法、流延法、喷墨法、印刷法、模涂法、刮涂法、漉涂法、喷涂法、 幕涂法、LB法(朗缪尔-布洛杰特法)等。从容易得到均质的薄膜且高生产率的方面考虑, 优选模涂法、漉涂法、喷墨法、喷涂法等的卷对卷方式适应性高的方法。
[0415] 在湿式法中,作为溶解或分散发光功能层的材料的液体介质,例如可W使用甲基 己基酬、环己酬等酬类、己酸己醋等脂肪酸醋类、二氯苯等面代姪类、甲苯、二甲苯、均S甲 苯、环己基苯等芳香族姪类、环己烧、十氨化蒙、十二烧等脂肪族姪类、DMF、DMS0等有机溶 剂。
[0416]另外,可通过超声波、高剪切力分散、介质分散等分散方法进行分散。
[0417] 在构成发光功能层3的各层的形成中采用蒸锻法的情况下,其蒸锻条件根据使 用的化合物的种类等而不同,通常优选在舟皿加热温度50°C~450°C、真空度1(T6化~ l〇-2Pa、蒸锻速度0.Olnm/秒~50nm/秒、基板温度-50°C~300°C、膜厚0.Inm~5ym、优 选5nm~200nm的范围适宜选择。
[0418] 有机电致发光元件化的形成优选通过一次抽真空而连贯地从发光功能层3制作 至对置电极5,但也可W在中途取出而实施不同的成膜法。此时,优选在干燥不活泼气体气 氛下进行作业。
[0419] 另外,每层可W应用不同的形成方法。
[0420] <透明电极1〉
[0421]透明电极1为之前说明的图1的透明电极1,构成有机电致发光元件化的阳极或 阴极。
[0422] 在本实施方式的有机电致发光元件化中,形成在发光功能层3和作为实质的阳极 而使用的电极层lb之间配置有高折射率层H2的构成,但在本构成的透明电极1中,W银 (Ag)作为主要成分的电极层lb的导电性极高,因此,对高折射率层H2不要求导电性。因 此,高折射率层H1、H2可W使用之前的透明电极1中例示了的高折射率材料中具有适当的 折射率的材料。另外,该些高折射率层H1、H2不需要具备作为电极所需的膜厚,可具有根据 使用具备了该些高折射率层H1、肥的透明电极1的电子器件中的透明电极1的配置状态而 适当设定了的膜厚。
[0423] 予W说明,透明电极1被构图成使其端子部分从密封材料17露出的形状,但若高 折射率层H1、肥及含氮层la的绝缘性分别良好,则也可W不构图,只要仅对电极层化构图 即可。
[0424] <对置电极5〉
[042引对置电极5为构成有机电致发光元件化的阳极或阴极的电极,即经由发光功能层 3设置在透明电极1的一主面上的电极。该对置电极5相对于有机电致发光元件EL的发光 功能层3,若透明电极1为阳极,则用作阴极,若透明电极1为阴极,则用作阳极。因此,至少 与发光功能层3相接侧的界面层由适合作为阴极或阳极的材料构成。
[0426]该样的对置电极5作为使例如发光功能层3的发光层3c中产生的发光光h反射 至透明基板13的光取出面13a侧的反射电极而构成。另外,对置电极5可相对于可见光具 有透过性,该情况下,也可从对置电极5侧取出发光光h。
[0427]在此,构成上述的对置电极5的阳极及阴极如下。
[042引[阳极]
[0429] 作为有机电致发光元件化中的阳极,可使用由功函数大的(4eVW上、优选4. 5V W上)金属、合金、导电性化合物及它们的混合物构成的电极物质。作为该样的电极物质的 具体例,可W举出Au等金属、化I、铜锡氧化物(IT0)、Sn化、ZnO等导电性透明材料。另外, 也可W使用IDIXO(In2〇3-ZnO)等非晶质材料可制作透明导电膜的材料。
[0430] 阳极可W通过蒸锻、瓣射等的方法使该些电极物质形成薄膜,利用光刻法形成期 望形状的图案。或者在不太需要图案精度的情况下(100ymW上左右),也可W在利用蒸锻 法或瓣射法形成上述电极物质时经由期望形状的掩模形成图案。
[0431] 或者,在使用如有机导电性化合物那样可涂布的物质的情况下,也可W使用印刷 方式、涂覆方式等的湿式成膜法。另外,作为阳极的薄层电阻优选数百Q/sq.W下。
[0432] 阳极的厚度也取决于材料,通常在lOnm~1ym、优选在lOnm~200nm的范围考虑 透过性或反射性来选择。
[043引[阴极]
[0434]作为阴极,可使用由功函数小的(4eVW下)金属(称为电子注入性金属)、合金、 导电性化合物及它们的混合物构成的电极物质。作为该样的电极物质的具体例,可W举出 钢、钢-钟合金、儀、裡、儀/铜混合物、儀/银混合物、儀/侣混合物、儀/铜混合物、侣/氧 化侣(Al2〇3)混合物、铜、裡/侣混合物、侣、稀±类金属等。
[04巧]其中,从电子注入性及相对于氧化等的耐久性的观点考虑,优选电子注入性金属 和功函数值比该电子注入性金属大且稳定的第二金属的混合物,例如儀/银混合物、儀/侣 混合物、儀/铜混合物、侣/氧化侣(Al2〇3)混合物、裡/侣混合物、侣等。
[0436] 阴极可将上述电极物质使用蒸锻、瓣射等方法来制作。另外,阴极的薄层电阻优选 数百Q/sq.W下。
[0437] 阴极的厚度也取决于材料,通常在10皿~5ym、优选在50皿~200皿的范围考虑 透过性或反射性来选择。
[0438] 下述依次对可应用于有机电致发光元件化的密封方法、保护膜、保护板、光取出 技术、聚光片进行说明。
[043引(外部取出效率)
[0440] 室温下的有机电致发光元件化的发光的外部取出效率优选为1 %W上,更优选为 5%社。
[0441] 在此,外部取出量子效率(%)=发光至有机电致发光元件外部的光子数/流至有 机电致发光元件的电子数X100。
[0442] 另外,可W并用滤色器等色相改良滤光片等,也可W并用利用巧光体将来自有机 电致发光元件化的发光色转换为多色的颜色转换滤光片。
[0443][密封]
[0444] 有机电致发光元件化虽然W较少的电力良好地发光,但不耐水分,因水分吸水而 形成非发光部,因此,优选利用密封材料17进行密封。
[0445] 作为可应用于有机电致发光元件化的密封的密封方法,例如可W举出利用粘接 剂19粘接密封材料17和对置电极5及透明基板13的方法。作为密封材料17,只要W覆盖 有机电致发光元件化的显示区域的方式配置即可,可W为凹板状,也可W为平板状。另外, 密封材料17的透明性、电绝缘性没有特别限定,如上所述,在例如有机电致发光元件化的 透明电极1用作发光功能层3上的上部电极的构成的情况下,由透明材料构成。
[0446] 具体而言,可W举出玻璃板、聚合物板?膜、金属板?膜等。作为玻璃板,特别是可 W举出钢巧玻璃、含有领?锁的玻璃、铅玻璃、侣娃酸玻璃、棚娃酸玻璃、领棚娃酸玻璃、石英 等。另外,作为聚合物板,可W举出聚碳酸醋、丙締酸系聚合物、聚对苯二甲酸己二醇醋、聚 離硫離、聚讽等。作为金属板,可W举出选自由不诱钢、铁、铜、侣、儀、镶、锋、铭、铁、钢、娃、 错及粗构成的组中的一种W上的金属或合金构成的金属板。
[0447] 将密封材料17加工成凹状,可使用喷砂加工、化学蚀刻加工等。
[0448] 为了有机电致发光元件化的薄膜化,优选使用聚合物膜、金属膜。进而,聚合物膜 优选利用依据JISK7126-
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