专利名称：有机el元件及其制造方法
技术领域：
本发明涉及有机电致发光(EL)元件及其制造方法。
背景技术：
有机EL元件是利用了有机化合物的电致发光现象的发光元件，由于可容易地得到高亮度的明亮发光，因此在显示装置、照明装置等中被实用化。在该有机EL元件中，为了进一步普及，需要与液晶显示器、荧光灯、LED照明相比以低成本制造，因此，期望使有机EL元件的结构、制造方法简易。
现在，最广泛使用的有机EL元件，如专利文献I的记载，具有在基板侧形成阳极，通过真空制膜法形成有机层，在有机层上形成阴极的结构，但是近年来，如专利文献2，公开了通过涂布包含有机层形成材料的墨并干燥的湿式法来形成有机层的方式，也开发出很多通过将各种高分子系材料用非极性溶剂溶解并进行涂布来形成了发光层的结构的有机EL元件。根据该湿式法，可以不使用真空装置而形成有机层，在大型面板中也可以比较容易地形成发光层等，因此从制造时间的观点考虑也是优选的。此外，非专利文献I中，作为有机EL元件的结构，公开了按照与通常相反的顺序叠层的倒置(inverted)结构，S卩，在基板侧形成阴极，在有机层上形成阳极的结构。通过开发这样的倒置结构的有机EL元件，不仅可以设计有机EL元件的器件结构，而且具有选择范围宽，设计上的自由度提高等优点。特别是，如果要在大型基板上形成晶体管阵列，在其上形成有机EL元件阵列而实现有源矩阵型的有机EL装置，则期望作为晶体管，将无定形硅、微晶硅、氧化物半导体(铟一锌一镓氧化物等)作为沟道材料，形成高速响应性优异的η型的TFT，但是在使用η型TFT的情况下，需要不仅由包含2个TFT和I个电容器的简易像素电路来实现驱动，而且使有机EL元件为倒置结构。现有技术文献专利文献专利文献I:日本特开平2 - 15595号公报专利文献2:日本特表平4 - 500582号公报专利文献3:W02005 — 104628号公报专利文献4:日本特开2007 - 053286号公报非专利文献非专利文献I: Applied Physics Letters 89 053503 2006 年
发明内容
发明所要解决的课题在倒置结构的有机EL元件中，如果也能够通过湿式法来形成发光层等有机层，则在实现大型有机EL装置方面是有利的，但是在使用非极性溶剂通过湿式法来形成发光层等有机层的情况下，在其下形成的电子注入层或电子输送层的材料除了要求具有成膜性、电子输送性能以外，还要求兼具在有机层形成用的墨所含的非极性溶剂中不溶解的性质。然而，兼具这些要求性能的材料很难找到。例如，专利文献3中，虽然公开了能够通过湿式法涂布的电子输送性材料，但是如果由这些电子输送性材料形成电子注入层、电子输送层，则在通过湿式法在其上涂布发光层等有机层的阶段，电子输送性材料溶解在有机层形成用墨的非极性溶剂中，因此就不能维持膜结构。因此，难以作为形成倒置结构的有机EL元件的电子注入层、电子输送层的材料。 此外，专利文献4中，虽然公开了倒置结构的有机EL元件，也公开了涂布氧化锌等无机物来形成电子注入性金属氧化物层的方法，但是通过该方法形成金属氧化物层时一般需要高温处理，可以说不是简易的制造方法。所形成的金属氧化物层的电子注入能力也低，因此有机EL元件的驱动需要高电压，效率也变低。此外，所形成的金属氧化物层一般缺乏均质性，膜表面粗糙，由针孔导致的短路等也容易发生，因此很难得到稳定的特性。基于这样的背景，还未达到可以通过湿式法来形成发光层等有机层而实现高性能并且长寿命的倒置结构的有机EL元件。本发明是鉴于这样的课题而提出的，其目的是提供可以使用湿式法良好地形成倒置结构的有机EL元件的技术。用于解决课题的手段为了解决上述课题，本发明的一形态所涉及的有机EL元件的制造方法是具备基板、阴极、多个有机层和阳极，且从上述基板侧按照阴极、多个有机层、阳极的顺序叠层的有机EL元件的制造方法，其包括下述工序 第I工序，形成包含具有有机氧化膦骨架的聚合物化合物的第一有机层；和第2工序，在第一有机层上，通过使用了包含有机材料和非极性溶剂的液体的湿式法来叠层第二有机层。这里“聚合物化合物”的重均分子量优选为2000以上。该聚合物化合物中包含作为分子量为10000左右以上的化合物的“高分子化合物”、具有10000左右以下的分子量的“低聚物”的两者。发明的效果根据上述形态的有机EL元件的制造方法，通过第I工序形成的第一有机层包含具有有机氧化膦骨架的聚合物化合物。具有有机氧化膦骨架的化合物基本上作为电子输送性的材料是已知的，通过使该具有有机氧化膦骨架的化合物为高分子系，从而对非极性溶剂的溶解性降低而成为不溶性。因此，第2工序中，在通过涂布包含有机材料和非极性溶剂的液体的湿式法来叠层第二有机层时，第一有机层不溶解。因此，可以稳定地形成有机层彼此的叠层结构。此外，通过聚合物化合物所含的有机氧化膦骨架，也具有良好的电子输送性。上述形态的有机EL元件中，由于第一有机层包含具有有机氧化膦骨架的聚合物化合物，因此发挥同样的效果。这样，根据上述形态的有机EL元件的制造方法，由于可以稳定地形成第一有机层和第二有机层的叠层结构，因此可以实现发光亮度的均匀化、元件的长寿命化。
此外，如上所述，第一有机层对非极性溶剂为不溶性，因此可以从溶解于非极性溶剂的有机材料之中广泛地选择第二有机层所用的材料。即，在第二有机层为发光层的情况下，发光层所用的发光材料的选择范围变宽。此外，根据上述形态，由于使有机EL元件的结构为在基板侧设置了阴极的倒置结构，因此在TFT基板上形成了转换特性优异的η沟道型的TFT的情况下，也可以使TFT与阴极容易地连接。因此，在基板上形成η沟道TFT的情况下，特别适合。这样，本形态所涉及的有机EL元件为倒置结构，因此不仅可以设计有机EL元件，而且会促进扩大选择范围，实用价值也高。
图I是示意性示出实施方式所涉及的倒置结构的有机EL元件的截面图。 图2是显示在基板101上排列有机EL元件110而成的显示面板100的一部分的平面图。图3是显示使用了显示面板100的显示装置200的构成的图。图4是显示使用了显示装置200的电视系统的一例的外观形状。图5是显示实施例I所涉及的有机EL元件的构成的截面示意图。图6是显示对于实施例所涉及的有机氧化膦化合物，研究了甲苯耐久性的试验结果的图。图7是显示对于实施例所涉及的有机氧化膦化合物，研究了甲苯耐久性的试验结果的图。图8是显示对于比较例所涉及的有机氧化膦化合物，研究了甲苯耐久性的试验结果的图。图9是显示实施例所涉及的有机氧化膦化合物的合成方法的图。图10是显示实施例所涉及的有机氧化膦化合物的合成方法的图。
具体实施例方式<发明的形态>本发明的一形态所涉及的有机EL元件的制造方法是具备基板、阴极、多个有机层和阳极，且从基板侧按照阴极、多个有机层、阳极的顺序叠层的有机EL元件的制造方法，其包括 第I工序，形成包含具有有机氧化膦骨架的聚合物化合物的第一有机层；和第2工序，在第一有机层上，通过涂布包含有机材料和非极性溶剂的液体的湿式法来叠层第二有机层。该具有有机氧化膦骨架的聚合物化合物对非极性溶剂为不溶性，因此第2工序中，在通过使用了非极性溶剂的湿式法来叠层第二有机层时，第一有机层不溶解。因此，可以稳定地形成有机层彼此的叠层结构。此外，通过聚合物化合物所含的有机氧化膦骨架，也具有电子输送性。此外，本发明的一形态所涉及的有机EL元件是具备基板、阴极、多个有机层和阳极，从基板侧按照阴极、多个有机层、阳极的顺序叠层的有机EL元件，多个有机层具备包含具有有机氧化膦骨架的聚合物化合物的第一有机层、和在第一有机层的阳极侧叠层有机材料而成的第二有机层，发挥与上述有机EL元件的制造方法同样的效果。上述的具有有机氧化膦骨架的聚合物化合物中，聚合物化合物的重均分子量Mw为2000以上时，在对非极性溶剂具有充分的不溶性方面是优选的。此外，如果考虑通过湿式法来涂布该聚合物化合物而形成第一有机层，则聚合物化合物的重均分子量Mw优选为100万以下。如果为100万以上的分子量，则聚合物化合物的溶解性过低，难以溶解在溶剂中。作为具有有机氧化膦骨架的聚合物化合物，优选以下的结构通式所示那样的结构的化合物。
权利要求
1.一种有机EL元件的制造方法，所述有机EL元件具备基板、阴极、多个有机层和阳极，且从所述基板侧按照阴极、多个有机层、阳极的顺序叠层，所述制造方法包括下述工序 第I工序，形成包含具有有机氧化膦骨架的聚合物化合物的第一有机层，和 第2工序，在所述第一有机层上，通过使用了包含有机材料和溶剂的液体的湿式法来叠层第二有机层。
2.根据权利要求I所述的有机EL元件的制造方法，所述聚合物化合物的重均分子量为2000以上。
3.根据权利要求I所述的有机EL元件的制造方法，所述聚合物化合物以结构通式(I)表不，
4.根据权利要求I所述的有机EL元件的制造方法，所述聚合物化合物以结构通式(2)表不，
5.根据权利要求4所述的有机EL元件的制造方法，所述聚合物化合物以下述结构式(3)表示，
6.根据权利要求I所述的有机EL元件的制造方法，通过湿式法来形成所述第一有机层。
7.根据权利要求I所述的有机EL元件的制造方法，所述第2工序中的所述溶剂含有选自具有苯环的芳香族系的溶剂、和包含烷基或烯烃的脂肪族系的溶剂中的至少I种。
8.根据权利要求I所述的有机EL元件的制造方法，所述第2工序中的所述湿式法为喷墨法。
9.根据权利要求I所述的有机EL元件的制造方法，所述第二有机层含有高分子系材料。
10.根据权利要求I所述的有机EL元件的制造方法，所述第二有机层为发光层。
11.根据权利要求I所述的有机EL元件的制造方法，所述第二有机层为电子输送层或空穴阻挡层。
12.根据权利要求I所述的有机EL元件的制造方法，还具备下述第三工序在所述第二有机层上叠层第三有机层， 所述第三有机层含有芳香族胺系化合物。
13.根据权利要求I所述的有机EL元件的制造方法，所述基板为TFT基板。
14.一种有机EL元件，其具备基板、阴极、多个有机层和阳极，且从所述基板侧按照阴极、多个有机层、阳极的顺序叠层， 所述多个有机层具备 包含具有有机氧化膦骨架的聚合物化合物的第一有机层， 在所述第一有机层的阳极侧叠层有机材料而成的第二有机层。
15.根据利要求14所述的有机EL元件，所述聚合物化合物的重均分子量为2000以上。
16.根据权利要求14所述的有机EL元件，所述聚合物化合物以结构通式(I)表示，
17.根据权利要求14所述的有机EL元件，所述聚合物化合物以结构通式(2)表示，
18.根据权利要求17所述的有机EL元件，所述聚合物化合物以下述结构式(3)表示，
19.根据权利要求14所述的有机EL元件，所述第一有机层还包含碱金属、碱土金属和稀土金属中的至少一种。
20.根据权利要求19所述的有机EL元件，所述碱金属、碱土金属或稀土金属以有机金属络合物的形态混合在所述第一有机层之中。
21.根据权利要求14所述的有机EL元件，所述第二有机层为发光层。
22.根据权利要求14所述的有机EL元件，所述第二有机层为电子输送层。
23.根据权利要求14所述的有机EL元件，所述多个有机层还包含叠层在所述第二有机层的阳极侧的第三有机层， 所述第三有机层包含芳香族胺系化合物。
24.根据权利要求14所述的有机EL元件，所述基板为TFT基板。
全文摘要
本发明的目的是可以使用湿式法良好地形成倒置结构的有机EL元件。为此，有机EL元件110构成为在基板101的表面上，依次形成阴极102、电子注入层104、发光层105、空穴输送层106、空穴注入层107、阳极108。电子注入层104如下形成将使具有有机氧化膦骨架的聚合物化合物溶解在醇溶剂中而得的墨涂布在堤103彼此之间，进行干燥。发光层105如下形成将使聚苯撑乙烯(PPV)衍生物、或聚芴衍生物等发光层用材料溶解在非极性溶剂中而得的墨涂布在堤103彼此之间，进行干燥。
文档编号H01L51/50GK102960063SQ20108006704
公开日2013年3月6日 申请日期2010年12月24日 优先权日2010年12月24日
发明者奥本健二, 坂元豪介, 芝田旬臣, 柿木泉, 渡边正敬, 的场智子, 纳户光治, 后藤康之 申请人:松下电器产业株式会社, 大电株式会社