有机电致发光元件、其制造方法及制造装置的制作方法

文档序号:7243071阅读:173来源:国知局
专利名称:有机电致发光元件、其制造方法及制造装置的制作方法
技术领域
本发明涉及有机电致发光元件、其制造方法及制造装置。
背景技术
近年来,使用了有机电致发光(以下,有时称作“有机EL”。)元件的有机EL显示器备受瞩目。在有机EL显示器中使用 的有机EL元件含有阳极、阴极和配置在该阳极及该阴极间的发光层而构成,从该阳极及该阴极分别注入的空穴及电子通过在该发光层中结合而发光。有机EL元件具有制造工序简易、能够通过容易大面积化的涂布法形成发光层等优点。具体而言,使用含有构成发光层所含成分的材料的有机溶液,形成涂布膜,再对所形成的涂布膜进行干燥,从而能够形成发光层。作为有机EL元件的制造方法,例如,提出了以下的制造方法为了提高元件寿命等元件特性,在对500nm以下的波长的光进行了遮光的环境下,利用湿式法形成发光层的制造方法(例如,参照专利文献I);包括由不足500nm的波长成分形成的光的照度I与磷光发光性高分子化合物曝露在上述光中的时间T满足I X T=300 (勒克斯·秒)的关系,且在氧气浓度为O. I重量%以下,露点不足_40°C的气氛下,制造由上述磷光发光性高分子化合物形成的有机电致发光化合物层的工序的有机电致发光元件的制造方法(例如,参照专利文献2);等。现有技术文献专利文献专利文献I :日本特开2004-55333号公报专利文献2 日本特开2007-165605号公报

发明内容
但是,在使用了以往技术的有机EL元件的制造方法中,元件寿命未必充分,期待有机EL元件的长寿命化。本发明的目的在于,提供能够制造元件寿命长的有机EL元件的有机EL元件的制造方法、元件寿命长的有机EL元件、元件寿命长的面状光源、照明装置及显示装置。鉴于上述问题,本发明人进行深入研究的结果,发现通过利用包括在暗处在电极上形成发光层的工序的制造方法来制造有机EL元件,从而能够提高有机EL元件的寿命,由此完成了本发明。即,本发明为一种有机电致发光元件的制造方法,其特征在于,其是具有第I电极、第2电极和设置在该第I电极及该第2电极间的发光层且该发光层含有有机膜的有机电致发光元件的制造方法,该制造方法包括在将位于该发光层的下方的层的表面上涂布含有有机化合物的溶液,并在暗处形成有机膜的工序。在某一方案中,上述第I电极为阳极。在某一方案中,在含有惰性气体的气氛下形成上述有机膜。
在某一方案中,在氧气浓度以体积比计为IOppm以下和/或水分浓度以体积比计为IOppm以下的气氛下形成上述有机膜。在某一方案中,在大气气氛下形成上述有机膜。在某一方案中,包括对上述有机膜进行烧成的工序。在某一方案中,在含有惰性气体的气氛下烧成上述有机膜。在某一方案中,在IOPa以下的减压气氛下烧成上述有机膜。在某一方案中,上述有机电致发光兀件具有与发光层相接的功能层。在某一方案中,在上述发光层和第I电极之间具有功能层。
在某一方案中,上述功能层含有高分子化合物。在某一方案中,上述有机化合物为高分子化合物。在某一方案中,上述含有有机化合物的溶液是被保管在暗处的溶液。在某一方案中,上述含有有机化合物的溶液是在暗处使上述有机化合物溶解在溶剂中而成的溶液。此外,本发明为一种通过上述有机电致发光元件的制造方法而制造的有机电致发光元件。此外,本发明为一种具有上述有机电致发光元件的面状光源。此外,本发明为一种具有上述有机电致发光元件的显示装置。此外,本发明为一种具有上述有机电致发光元件的照明装置。此外,本发明为一种有机电致发光元件的制造装置,其特征在于,其是具有第I电极、第2电极和设置在上述第I电极及上述第2电极间的发光层且该发光层含有有机膜的有机电致发光元件的制造装置,该制造装置具有罐,其保管含有有机化合物的溶液;配管,其从上述罐向上述罐的外部供给上述溶液;涂布单元,其从上述配管接受上述含有有机化合物的溶液的供给,在暗处将上述含有有机化合物的溶液涂布在将位于该发光层的下方的层的表面上,其中,该罐或该配管的至少任一方具有遮光性。根据本发明,能够实现元件寿命长的有机电致发光元件。此外,这样的有机电致发光元件适合用于照明等中使用的平面或曲面的面状光源;段式显示装置、点阵显示装置等显示装置;液晶显示装置等的背光源等中,因此,本发明在工业上极为有用。


图I是示意性表示有机电致发光元件的一个形态的结构的截面图。图2是示意性表示有机电致发光元件的其他形态的结构的截面图。图3是表不黄色光的光谱的图表。图4是表示红色光的光谱的图表。图5是表示本发明的一个实施方式的有机电致发光元件的制造装置的构成的概略图。图6-a是表示在曝光条件下及遮光条件下保管的溶液的PL荧光量子收率(PLQE)的变化的图表。
图6_b是表不PL突光量子收率(PLQE)与有机电致发光兀件的初期状态下的发光效率(初期特性)的关系的图表。
具体实施例方式图I是示意性表示本发明的一个实施方式的有机EL元件I的图。有机EL元件通常含有被设置在基板2上的第I电极3、第2电极7及发光层6而构成。以下,以图I所示的有机EL元件I为例,对发光层6的形成工序进行说明,有关有机EL元件I的其他构成要素的详细情况如后所述。发光层6可以由含有像发光材料这样的有机化合物的有机膜来形成。发光层6可以通过在将位于其下方的层即第I电极3的表面上涂布含有有机化合物的溶液并在暗处形成有机膜而得到。这里所说的“暗处”是指可见光(由380nm 780nm的波长范围的成分形成的光) 被遮光且使用HIOKI lux HI TESTER 3421 (商品名,日置电机株式会社制造,照度计)测得的照度为10勒克斯以下的环境。从使有机EL元件的元件寿命长寿命化的观点出发,暗处的照度优选I勒克斯以下,更优选为O勒克斯。“形成有机膜”是指使有机化合物固化成不显示流动性的膜状。例如,在第I电极上涂布含有有机化合物的溶液的过程以及从所涂布的含有有机化合物的溶液蒸发溶剂并使其干燥的过程中的至少任一者属于本实施方式中所说的“形成有机膜”。所形成的有机膜可随后进行烧成。对暂时被形成的有机膜进行烧成的过程不属于本实施方式中所说的“形成有机膜”。其中,该烧成过程也优选在暗处进行。从有机EL元件的制造的容易度的观点出发,有机膜优选在大气压下或含有惰性气体的气氛中形成。作为惰性气体,可列举出氦气、氩气、氮气以及它们的混合气体等,其中,从元件制作的容易度的观点出发,优选氮气。有机膜例如可以在大气气氛下形成,也可以在气氛中的惰性气体浓度以体积比计通常为99%以上的气氛下形成。从元件寿命的长寿命化的观点出发,优选在惰性气体的浓度为99. 5%以上的气氛下形成。从元件制作的容易度的观点出发,有机膜优选在氧气浓度以体积比为IOOOppm以下和/或水分浓度以体积比计为IOOOppm以下的气氛下形成,进一步优选在氧气浓度以体积比计为IOppm以下和/或水分浓度以体积比计为IOppm以下的气氛下形成。接着,优选在气氛中的氧气浓度和水分浓度保持在以体积比计分别为IOOOppm以下的状态下对有机膜进行烧成。通过该烧成,有机膜中含有的溶剂被除去,形成完全不含有溶剂或几乎不含有溶剂的有机膜。从元件的发光特性和寿命特性的观点出发,烧成优选在50°C 250°C的范围内的温度下进行。烧成时间可根据最终形成的有机膜即发光层6中含有的有机膜的成分进行适当选择,例如通常为5分钟 2小时左右。从有机EL元件的长寿命化的观点出发,有机膜的烧成优选在含有惰性气体的气氛中进行。作为惰性气体,可列举出氦气、氩气、氮气以及它们的混合气体等,其中,从元件制作的容易度出发,优选氮气。这些惰性气体被导入到用于收容元件前体的收容装置内。气氛中的惰性气体的浓度以体积比计通常为99%以上,优选为99. 5%以上。
此外,从元件的发光特性及寿命特性的观点出发,有机膜的形成及该有机膜的烧成优选在气氛中的氧气浓度及水分浓度保持在以体积比计分别为600ppm以下的状态进行,更优选氧气浓度及水分浓度以体积比计分别为300ppm以下,进一步优选氧气浓度及水分浓度以体积比计分别为IOOppm以下,特别优选氧气浓度及水分浓度以体积比计分别为IOppm以下。此外,从有机EL元件的长寿命化的观点出发,有机膜的烧成优选在IOPa以下的气氛中进行。在惰性气体被导入的同时在减压了的收容装置内进行有机膜的烧成是优选的。在被减压了的气氛中进行烧成时,与在大气压下的烧成相比,能更进一步除去有机膜中含有的溶剂。对上述含有有机化合物的溶液保管在暗处下的情况和上述含有有机化合物的溶液保管在照明下的情况进行比较时,由发明人进行的实验的结果为在上述含有有机化合物 的溶液保管在暗处下时发光效率(PLQE)更高。因此,无论溶剂的状态、作为溶解前的粉体的有机化合物的状态等如何,上述含有有机化合物的溶液的保管优选在暗处放置。发明人等进行了用于确认使涂布、形成发光层的工序在暗处进行时的效果的实验。具体而言,在对溶解了有机化合物的溶液曝光荧光灯的光的情况和遮光并放置暗处的情况这两种条件下分别保管6天后,测量这些溶液的PLQE。利用绝对荧光量子收率测定装置C9920-01 (Hamamatsu Photonics K. K.制造),通过氮气置换除去溶液中的氧气后,在氮气气氛中对石英池中的上述溶液照射365nm的激发光的条件,对溶液的PLQE进行了测量。图6a示出在各个条件下保管的溶液的PL荧光量子收率(PLQE)的变化。如图所示,,在遮光的暗处的条件下对溶解了有机化合物的溶液保管6天时,未观察到PLQE的变化。另一方面,在荧光灯照明下保管时,随着保管天数的增加,PLQE降低,6天后,与暗处的情况相比,PLQE降低了 10%。图6b是PLQE与有机电致发光元件的初期状态下的发光效率(初期特性)的关系。在涂布了溶液的有机膜的状态下,利用绝对荧光量子收率测定装置C9920-01 (HamamatsuPhotonics K. K.制造),在氮气气氛中对有机膜照射365nm的激发光的条件下,对图6(b)的PLQE进行了测量。如图所示,PLQE与发光效率存在正比例关系的相关,因此,从PLQE的测量结果能够推定对发光效率的影响。由以上可知,通过在暗处保管溶液或使其处于不对制造工序中的溶液照射光的状态,从而能够抑制由于对溶液的光照射所导致的发光效率的降低。对上述含有有机化合物的溶液保管在暗处下的情况和上述含有有机化合物的溶液保管在照明下的情况进行比较时,由发明者进行的实验的结果为在上述含有有机化合物的溶液保管在暗处下时发光效率(PLQE)更高。因此,无论溶剂的状态、作为溶解前的粉体的有机化合物的状态等如何,上述含有有机化合物的溶液的保管优选在暗处放置。因此,上述含有有机化合物的溶液的制作也优选在暗处。在形成发光层6所含有的有机膜之后,在发光层6上形成第2电极7,从而制造有机EL元件I ο—般而言,有机EL元件I中的第I电极3为阳极,第2电极7为阴极。作为本发明的一个实施方式的有机EL元件1,如图2所示,可进一步具有空穴传输层5作为与空穴注入层4及发光层6邻接的功能层。有机EL元件I可以在基板2上依次层叠第I电极3、空穴注入层4、空穴传输层5、发光层6、第2电极7而构成,通过在基板2上依次层叠第I电极3、空穴注入层4、空穴传输层5、发光层6、第2电极7,从而制造有机EL元件I ο发光层6通过在将位于其下方的层即空穴传输层5的表面上涂布含有有机化合物的溶液并在暗处形成有机膜来获得。
以下,以图2所示的有机EL元件为例,对上述功能层的形成工序进行说明,有关有机EL元件的其他构成要素的详细情况如后所述。作为本发明中的功能层,是指与发光层邻接的空穴注入层、空穴传输层、电子注入层、电子传输层等通常不参与发光且具有电荷的注入或传输功能的层。在第I电极为阳极时,就功能层而言,作为在发光层和第I电极之间具有的功能层,可列举出空穴注入层或空穴传输层等。进而,作为在发光层和第2电极之间具有的功能层,可列举出电子注入层、电子传输层等,优选在发光层和第I电极之间具有功能层。以下,以空穴传输层5为例,对功能层中含有的有机膜的形成方法进行说明。在基板2上形成第I电极3及空穴注入层4后,在该空穴注入层4上涂布含有有机化合物的溶液,形成有机膜而得到。从涂布性的观点出发,优选使该有机化合物为高分子化合物。从能够容易地制造有机EL元件的方面出发,有机膜优选在大气压下、含有惰性气体的气氛中形成。作为惰性气体,可列举出氦气、氩气、氮气、以及它们的混合气体等,其中,从元件制作的容易度出发,优选氮气。有机膜,例如,可以在大气气氛下形成,也可以在气氛中的惰性气体浓度以体积比计通常为99%以上的气氛下形成。从元件寿命的长寿命化的观点出发,优选在惰性气体浓度为99. 5%以上的气氛下形成。从元件制作的容易度的观点出发,有机膜优选在氧气浓度以体积比计为IOOOppm以下和/或水分浓度以体积比计为IOOOppm以下的气氛下形成,进一步优选在氧气浓度以体积比计为IOppm以下和/或水分浓度以体积比计为IOppm以下的气氛下形成。接着,优选在气氛中的氧气浓度和水分浓度保持在以体积比计分别为IOOOppm以下的状态下对有机膜进行烧成。通过该烧成,有机膜中含有的溶剂被除去。从元件的发光特性及寿命特性的观点出发,烧成优选在50°C 250°C的范围内的温度下进行。烧成时间可根据最终形成的有机膜即空穴传输层5中含有的有机膜的成分进行适当选择,例如通常为5分钟 2小时左右。从有机EL元件的长寿命化的观点出发,有机膜的烧成优选在含有惰性气体的气氛中进行。作为惰性气体,可列举出氦气、気气、氮气以及它们的混合气体等,其中,从元件制作的容易度出发,优选氮气。这些惰性气体被导入到用于收容元件前体的收容装置内。气氛中的惰性气体的浓度以体积比计通常为99%以上,优选为99. 5%以上。此外,从有机EL元件的长寿命化的观点出发,有机膜的烧成优选在IOPa以下的气氛中进行。在惰性气体被导入的同时在减压了的收容装置内进行有机膜的烧成是优选的。此外,从元件的发光特性及寿命特性的观点出发,有机膜的形成及该有机膜的烧成优选在气氛中的氧气浓度及水分浓度保持在以体积比计分别为600ppm以下的状态进行,更优选氧气浓度及水分浓度以体积比计分别为300ppm以下,进一步优选氧气浓度及水分浓度以体积比计分别为IOOppm以下,特别优选氧气浓度及水分浓度以体积比计分别为IOppm以下。在形成空穴传输层5的有机膜之后,利用上述的方法,在空穴传输层5所含有的有机膜上形成发光层6中含有的有机膜,再在其上形成第2阴极7,从而制造有机EL元件I。以下,对有机EL元件的元件构成及各构成要素进行更详细地说明。本发明的有机EL元件具有第I电极、第2电极和配置在第I电极及第2电极之间的发光层作为必须的构成要件。另外,在第I电极(例如阳极)和第2电极(例如阴极)之间,例如为了提高元件特性,有时还进一步设置除上述的发光层、功能层以外的功能层。作为设置在阴极和发光层之间的功能层,可列举出电子注入层、电子传输层、空穴阻挡层等。此外,在阴极和发光层之间设置电子注入层和电子传输层这两个层时,有时将与 阴极相接的层称作电子注入层,将除该电子注入层之外的层称作电子传输层。电子注入层是具有改善来自阴极的电子注入效率的功能的层。电子传输层是具有改善来自阴极、电子注入层或靠近阴极的电子传输层的电子注入的功能的层。空穴阻挡层是具有阻止空穴传输的功能的层。另外,在电子注入层和/或电子传输层具有阻止空穴传输的功能时,有时这些层兼作空穴阻挡层。空穴阻挡层具有阻止空穴传输的功能,例如可通过制作仅流入空穴电流的元件来确认。例如,制作不具有空穴阻挡层且仅流入空穴电流的元件以及在该元件中插入了空穴阻挡层的构成的元件,通过具有空穴阻挡层的元件的电流值的减少,可以确认空穴阻挡层显示出阻止空穴传输的功能。作为设置在阳极和发光层之间的功能层,可列举出空穴注入层、空穴传输层、电子阻挡层等。在阳极和发光层之间设置空穴注入层和空穴传输层这两个层时,有时将与阳极相接的层称作空穴注入层,将除该空穴注入层以外的层称作空穴传输层。空穴注入层是具有改善来自阳极的空穴注入效率的功能的层。空穴传输层是具有改善来自阳极、空穴注入层或靠近阳极的空穴传输层的空穴注入的功能的层。电子阻挡层是具有阻止电子传输的功能的层。另外,在空穴注入层和/或空穴传输层具有阻止电子传输的功能时,有时这些层兼作电子阻挡层。电子阻挡层具有阻止电子传输的功能,例如可通过制作仅流入电子电流的元件来确认。例如,制作不具有电子阻挡层且仅流入电子电流的元件以及在该元件中插入电子阻挡层的构成的元件,通过具有电子阻挡层的元件的电流值的减少,可以确认电子阻挡层显示出阻止电子传输的功能。以下,示出本实施方式的有机EL元件可以采用的元件构成的一个例子。a)阳极/空穴注入层/发光层/阴极b)阳极/空穴注入层/发光层/电子注入层/阴极c)阳极/空穴注入层/发光层/电子传输层/阴极e)阳极/空穴注入层/发光层/电子传输层/电子注入层/阴极f)阳极/空穴传输层/发光层/阴极d)阳极/空穴传输层/发光层/电子注入层/阴极e)阳极/空穴传输层/发光层/电子传输层/阴极f)阳极/空穴传输层/发光层/电子传输层/电子注入层/阴极
g)阳极/空穴注入层/空穴传输层/发光层/阴极h)阳极/空穴注入层/空穴传输层/发光层/电子注入层/阴极i)阳极/空穴注入层/空穴传输层/发光层/电子传输层/阴极j)阳极/空穴注入层/空穴传输层/发光层/电子传输层/电子注入层/阴极k)阳极/发光层/电子注入层/阴极I)阳极/发光层/电子传输层/阴极m)阳极/发光层/电子传输层/电子注入层/阴极(其中,符号“/”表示夹持符号“/”的各层邻接并层叠。以下相同。)
有机EL元件可以具有2层以上的发光层。在a) m)示出的各构成中,将设置在阳极和阴极之间的层分别设为“重复单元A”时,作为具有2层的发光层的有机EL元件,可列举出以下的η)示出的元件构成。η)阳极/(重复单元A)/电荷发生层/(重复单元A)/阴极此外,在将“(重复单元Α) /电荷发生层”设为“重复单元B”时,作为具有3层以上的发光层的有机EL元件,具体而言,可列举出以下的ο)示出的元件构成。ο)阳极/ (重复单元B) χ/ (重复单元Α) /阴极在这里,符号“χ”表示2以上的整数,“(重复单元B) χ”表示将(重复单元B)层叠“X”段的构成。电荷发生层是通过施加电场而产生空穴和电子的层。作为电荷发生层,可列举出例如由氧化钥;、铟锡氧化物(Indium Tin Oxide :略称ITO)、氧化钥等形成的薄膜。有机EL元件还可以被用于密封的密封膜或密封板等密封构件覆盖。在基板上设置有机EL元件时,通常在基板侧配置阳极,也可以在基板侧配置阴极。本实施方式的有机EL元件中,为了将在内部产生的光取出到外部,通常将以发光层为基准配置在光被取出的一侧的所有的层制成透明的层。作为透明的程度,优选使光被取出的一侧的有机EL元件的最表面与发光层之间的可见光透射率为40%以上。在要求紫外区域或红外区域的发光的有机EL元件的情况下,优选在该区域中显示出40%以上的光透射率。为了进一步提高与电极的密合性、改善来自电极的电荷注入性,本实施方式的有机EL元件可以与电极邻接地设置膜厚为2nm以下的绝缘层。此外,为了提高在界面上的密合性、防止混合等,可以在上述的各层间插入薄的缓冲层。有关所层叠的层的顺序、层数和各层的厚度,可以考虑发光效率、元件寿命而进行适当地设定。下面,对构成有机EL元件的各层的材料及形成方法进行更具体地说明。〈基板〉基板适合使用在制造有机EL元件的工序中未发生化学变化的基板,例如可以使用玻璃、塑料、高分子膜及硅基板、以及将它们层叠而成的基板等。作为上述基板,可以使用市售的基板,此外,也可以通过公知的方法来制造。〈阳极〉在通过阳极取出来自发光层的光的构成的有机EL元件的情况下,阳极可以使用透明或半透明的电极。作为透明电极或半透明电极,可以使用电导率高的金属氧化物、金属硫化物及金属等的薄膜,可优选使用光透射率高的电极。具体而言,可以使用由氧化铟、氧化锌、氧化锡、ITO(氧化铟锡)、氧化铟锌(Indium Zinc Oxide :略称IZO)、金、钼、银及铜等形成的薄膜,其中,可优选使用由ITO、IZO或氧化锡形成的薄膜。作为阳极的制作方法,可列举出真空蒸镀法、溅射法、离子镀法、镀敷法等。此外,作为该阳极,可以使用聚苯胺或其衍生物、聚噻吩或其衍生物等有机的透明导电膜。阳极可以使用对光反射的材料,作为该材料,优选功函数为3. OeV以上的金属、金属氧化物、金属硫化物。阳极的膜厚可以考虑光的透射性和电导率而进行适当地选择,例如为IOnm 10 μ m,优选为20nm I μ m,进一步优选为50nm 500nm。〈空穴注入层〉作为构成空穴注入层的空穴注入材料,可列举出氧化钒、氧化钥、氧化钉及氧化铝 等氧化物,苯胺系,星型(Starburst)胺系,酞菁系,无定形碳,聚苯胺,及聚噻吩衍生物等。作为空穴注入层的成膜方法,可以列举出由包含空穴注入材料的溶液进行的成膜,从长寿命化的观点出发,优选在与上述的邻接层形成工序同样的气氛中进行成膜。作为由溶液进行的成膜中使用的溶剂,只要是使空穴注入材料溶解的溶剂即可,没有特别的限制,可列举出氯仿、二氯甲烷、二氯乙烷等氯系溶剂;四氢呋喃等醚系溶剂;甲苯、二甲苯等芳香烃系溶剂;丙酮、甲乙酮等酮系溶剂;醋酸乙酯、醋酸丁酯、乙基溶纤剂醋酸酯等酯系溶剂;异丙醇等醇系溶剂;以及水,也可以将这些溶剂混合使用。作为由溶液进行的成膜方法,可列举出旋涂法、浇铸法、喷嘴涂布法、微凹版涂布法、凹版涂布法、棒涂法、辊涂法、钢丝棒涂布法、浸涂法、喷涂法、丝网印刷法、柔版印刷法、胶版印刷法、喷墨印刷法等涂布法。空穴注入层的膜厚的最佳值根据所使用的材料而异,可以按照使驱动电压和发光效率成为最佳值的方式进行适当设定,需要使其为至少不产生气孔的厚度,太厚时,会使元件的驱动电压变高,故不优选。因此,空穴注入层的膜厚,例如为Inm I μ m,优选为2nm 500nm,进一步优选为5nm 200nm。〈空穴传输层〉作为构成空穴传输层的空穴传输材料,可列举出聚乙烯咔唑或其衍生物、聚硅烷或其衍生物、在侧链或主链上具有芳香族胺的聚硅氧烷衍生物、吡唑啉衍生物、芳基胺衍生物、芪衍生物、三苯基二胺衍生物、聚苯胺或其衍生物、聚噻吩或其衍生物、聚芳基胺或其衍生物、聚吡咯或其衍生物、聚(对亚苯基亚乙烯)或其衍生物、或者聚(2,5_亚噻吩基亚乙烯)或其衍生物等。其中,作为空穴传输材料,优选聚乙烯基咔唑或其衍生物、聚硅烷或其衍生物、在侧链或主链上具有芳香族胺化合物基的聚硅氧烷衍生物、聚苯胺或其衍生物、聚噻吩或其衍生物、聚芳基胺或其衍生物、聚(对亚苯基亚乙烯)或其衍生物、或者聚(2,5-亚噻吩基亚乙烯)或其衍生物等高分子空穴传输材料,进一步优选聚乙烯基咔唑或其衍生物、聚硅烷或其衍生物、在侧链或主链上具有芳香族胺的聚硅氧烷衍生物。在低分子的空穴传输材料的情况下,优选分散在高分子粘合剂中使用。作为空穴传输层的成膜方法,没有特别的限制,在低分子的空穴传输材料的情况下,可列举出由包含高分子粘合剂和空穴传输材料的混合液进行的成膜,在高分子的空穴传输材料的情况下,可列举出由包含空穴传输材料的溶液进行的成膜。
作为使用在由溶液进行的成膜中的溶剂,只要是使空穴传输材料溶解的溶剂,则没有特别的限制,可列举出氯仿、二氯甲烷、二氯乙烷等氯系溶剂;四氢呋喃等醚系溶剂;甲苯、二甲苯等芳香烃系溶剂;丙酮、甲乙酮等酮系溶剂;醋酸乙酯、醋酸丁酯、乙基溶纤剂醋酸酯等酯系溶剂等,也可以将这些溶剂混合使用。作为由溶液进行成膜的方法,可列举出于上述空穴注入层的成膜法同样的涂布法,从长寿命化的观点出发,优选在与上述邻接层形成工序同样的气氛中进行成膜。作为混合的高分子粘合剂,优选不极度阻碍电荷传输的粘合剂,此外,可以适合使用对可见光的吸收弱的粘合剂,可列举出例如聚碳酸酯、聚丙烯酸酯、聚丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚硅氧烷等。空穴传输层的膜厚的最佳值根据所使用的材料而异,可以按照使驱动电压和发光效率成为最佳值的方式进行适当设定,需要使其为至少不产生气孔的厚度,太厚时,会使元件的驱动电压变高,故不优选。因此,该空穴传输层的膜厚,例为Inm I μ m,优选为2nm 500nm,进一步优选为5nm 200nm。 <发光层>发光层通常由主要发出荧光及/或磷光的有机物或由该有机物和辅助该有机物的掺杂剂形成。例如为了提高发光效率或改变发光波长而加入掺杂剂。另外,有机物只要能够涂布制膜,则低分子化合物和高分子化合物均可,发光层优选含有以聚乙烯换算的数均分子量为IO3 IO8的高分子化合物。作为构成发光层的发光材料,可列举出例如高分子系材料。(高分子系材料)作为高分子系材料,可以列举出聚对亚苯基亚乙烯衍生物、聚噻吩衍生物、聚对亚苯基衍生物、聚硅烷衍生物、聚乙炔衍生物、聚芴衍生物、聚乙烯咔唑衍生物、将下述所例示的色素系掺杂剂材料、金属络合物系掺杂剂材料高分子化的物质等。在上述发光性材料中,作为发光成蓝色的材料,可列举出联苯乙烯衍生物、噁二唑衍生物及它们的聚合物、聚乙烯咔唑衍生物、聚对亚苯基衍生物、聚芴衍生物等。其中,优选高分子材料的聚乙烯咔唑衍生物、聚对亚苯基衍生物、聚芴衍生物等。此外,作为发光成绿色的材料,可列举出喹吖啶酮衍生物、香豆素衍生物及它们的聚合物、聚对亚苯基亚乙烯衍生物、聚芴衍生物等。其中,优选高分子材料的聚对亚苯基亚乙烯衍生物、聚芴衍生物等。此外,作为发光成红色的材料,可列举出香豆素衍生物、噻吩环化合物及它们的聚合物、聚对亚苯基亚乙烯衍生物、聚噻吩衍生物、聚芴衍生物等。其中,优选高分子材料的聚对亚苯基亚乙烯衍生物、聚噻吩衍生物、聚芴衍生物等。(掺杂剂材料)作为色素系的掺杂剂材料,例如可列举出环戊丙甲胺(cyclopentamine)衍生物、四苯基丁二烯衍生化合物、三苯基胺衍生物、噁二唑衍生物、吡唑并喹啉衍生物、二苯乙烯基苯衍生物、二苯乙烯基芳烃衍生物、吡咯衍生物、噻吩环化合物、吡啶环化合物、紫环酮衍生物、花衍生物、低聚噻吩衍生物、三富马酰胺(trifumanyl amine)衍生物、卩惡二唑二聚物、吡唑啉二聚物、喹吖啶酮衍生物、香豆素衍生物、红荧烯衍生物、方酸鎗(squarylium)衍生物、卟啉衍生物、并四苯衍生物、吡唑啉酮衍生物、十环烯、吩噁嗪酮等。
作为金属络合物系的掺杂剂材料,例如可列举出在中心金属中具有Al、Zn、Be等或Tb、Eu、Dy等稀土金属,在配体中具有噁二唑、噻二唑、苯基吡啶、苯基苯并咪唑、喹啉结构等的金属络合物,可列举出例如铱络合物、钼络合物等的具有来自三重激态的发光的金属络合物、羟基喹啉铝络合物、苯并羟基喹啉铍络合物、苯并噁唑啉锌络合物、苯并噻唑锌络合物、偶氮甲基锌络合物、P卜啉锌络合物、铕络合物等。另外,这样的发光层的厚度通常为约2nm 200nm。作为发光层的成膜方法,如上所述,可以通过由包含发光材料的溶液进行的成膜来形成。作为使用在由溶液进行的成膜中的溶剂,可列举出与从上述溶液成膜空穴注入层时所使用的溶剂同样的溶剂。用于实现本实施方式的有机电致发光元件的制造方法的制造装置,例如为含有喷墨印刷法的涂布单元的装置,可以像图5的概略图那样构成。 图5中,涂布单元10包括喷出含有发光材料的溶液的喷嘴11、与喷嘴11连通的压力室16、构成压力室16的一部分的压电元件14、向压力室16供给的分流器部12、向分流器部12供给该溶液的溶液导入口 13。涂布单元10中,通过施加电压而使压电元件14变形,减小压力室16的容积,从而对溶液施加压力,使溶液喷出。喷出的溶液被涂布在基板(未图示)的表面。涂布单元10的溶液导入口 13和罐19之间通过配管20而连接,罐19中的溶液被供给到涂布单元10中。罐19中具有将溶液压送到涂布单元10的压送机构17。作为压送机构,可以使用泵、气缸(cylinder)。罐19、配管20由具有遮光性的不锈钢金属构成。另外,它们可以是具有遮光性的材料或者用具有遮光性的膜覆盖透射性的材料的构成。具体而言,可以将罐19制成玻璃瓶,将其周围用具有遮光性的黑色膜覆盖。此外,也可以由玻璃、树脂软管或它们的组合构成配管,用遮光性的黑色膜或铝金属箔覆盖其周围。这样,通过使保管或供给含有发光材料的溶液的罐、配管具有遮光性,从而能够防止在喷出前溶液被外光照射。由此,即使在除了涂布装置的维护、罐的更换等涂布时以外的涂布装置未处于暗处的情况下,也能够抑制溶液被光照射。另外,作为在涂布装置内存在溶液的场所,可设置除罐、配管的3处以外的存在溶液的位置。该情况下,优选使存在溶液的位置的构成要素为遮光性。另外,作为涂布方法,不限于喷墨印刷法,可列举出旋涂法、浇铸法、微凹版涂布法、凹版涂布法、棒涂法、辊涂法、钢丝棒涂布法、浸涂法、狭缝涂布法、毛细管涂布法、喷涂法及喷嘴涂布法等涂布法;以及凹版印刷法、丝网印刷法、柔版印刷法、反转印刷法等涂布法。从容易形成图案和分涂成多色的方面出发,优选凹版印刷法、丝网印刷法、柔版印刷法、胶版印刷法、反转印刷法、喷墨印刷法等印刷法。在上述这些印刷方法中,通过使包含发光材料的溶液的罐、配管等具有遮光性,从而能够得到与喷墨印刷法的情况同样的效果。在对保管上述含有有机化合物的溶液的罐或从上述罐向涂布单元供给溶液的配管具有遮光性的情况和上述罐或该配管为透射性的情况进行比较时,在上述罐或配管为遮光性的情况下,即使是在除了涂布装置的维护等涂布时以外的涂布装置未处于暗处的情况下,该溶液也不被光照射,因此能够良好地保持该有机电致发光元件的发光效率。<电子传输层>
作为构成电子传输层的电子传输材料,可以使用公知的物质,可列举出噁二唑衍生物、蒽醌二甲烷或其衍生物、苯醌或其衍生物、萘醌或其衍生物、蒽醌或其衍生物、四氰基蒽醌二甲烷或其衍生物、芴酮衍生物、二苯基二氰基乙烯或其衍生物、联苯醌衍生物、或者
8-羟基喹啉或其衍生物的金属络合物、聚喹啉或其衍生物、聚喹喔啉或其衍生物、聚芴或其衍生物等。其中,作为电子传输材料,优选噁二唑衍生物、苯醌或其衍生物、蒽醌或其衍生物、或者8-羟基喹啉或其衍生物的金属络合物、聚喹啉或其衍生物、聚喹喔啉或其衍生物、聚荷或其衍生物,进一步优选2-(4- 联苯基)-5-(4-叔丁基苯基)-1,3,4- B惡二唑、苯醌、蒽醌、三(8-羟基喹啉)铝、聚喹啉。作为电子传输层的成膜法,没有特别的限制,在低分子的电子传输材料下,可列举出由粉末进行的真空蒸镀法、或者由溶液或熔融状态进行的成膜,在高分子的电子传输材料下,可列举出由溶液或熔融状态进行的成膜。另外,在由溶液或熔融状态进行成膜的情况下,可以并用高分子粘合剂。作为由溶液成膜电子传输层的方法,可以列举出与由上述溶液成膜空穴传输层的方法同样的成膜法,优选在与上述邻接层形成工序同样的气氛中进行成膜。电子传输层的膜厚的最佳值根据所使用的材料而异,可以按照使驱动电压和发光效率成为适当的值的方式进行适当设定,需要使其为至少不产生气孔这样的厚度,太厚时,会使元件的驱动电压变高,故不优选。因此,作为该电子传输层的膜厚,例如为Inm I μ m,优选为2nm 500nm,进一步优选为5nm 200nm。〈电子注入层〉作为构成电子注入层的材料,可以根据发光层的种类而适当选择最佳的材料,可列举出碱金属;碱土金属;包含碱金属及碱土金属中的一种以上的合金;碱金属或碱土金属的氧化物、齒化物、碳氧化物;或者这些物质的混合物等。作为碱金属、碱金属的氧化物、卤化物及碳氧化物的例子,可列举出锂、钠、钾、铷、铯、氧化锂、氟化锂、氧化钠、氟化钠、氧化钾、氟化钾、氧化铷、氟化铷、氧化铯、氟化铯、碳酸锂等。此外,作为碱土金属、碱土金属的氧化物、卤化物、碳氧化物的例子,可列举出镁、钙、钡、锶、氧化镁、氟化镁、氧化钙、氟化钙、氧化钡、氟化钡、氧化锶、氟化锶、碳酸镁等。电子注入层也可以由层叠有两层以上的层叠体构成,例如可列举出LiF/Ca等。电子注入层可通过例如蒸镀法、溅射法、印刷法等来形成。电子注入层的膜厚优选为Inm Ιμπι左右。〈阴极〉作为阴极的材料,优选功函数小、对发光层的电子注入容易且导电度高的材料。此夕卜,在从阳极侧取出光的有机EL元件中,为了使来自发光层的光在阴极向阳极侧反射,作为阴极的材料,优选可见光反射率高的材料。在阴极中可以使用例如碱金属、碱土金属、过渡金属及III-B族金属等。作为阴极的材料,可列举出例如锂、钠、钾、铷、铯、铍、镁、I丐、银、钡、招、钪、f凡、锌、乾、铟、铺、衫、铕、铽、镱等金属;上述金属中的两种以上的合金;上述金属中的一种以上与金、银、钼、铜、锰、钛、钴、镍、钨、锡中的一种以上的合金;或者石墨或石墨层间化合物等。作为合金的例子,可列举出镁-银合金、镁-铟合金、镁-铝合金、铟-银合金、锂-铝合金、锂-镁合金、锂-铟合金、钙-铝合金等。此外,作为阴极,可以使用由导电性金属氧化物及导电性有机物等形成的透明导电性电极。具体而言,作为导电性金属氧化物,可列举出氧化铟、氧化锌、氧化锡、ITO及IZO,作为导电性有机物,可列举出聚苯胺或其衍生物、聚噻吩或其衍生物等。另夕卜,阴极也可以由层叠有两层以上的层叠体构成。另外,有时电子注入层也可以用作阴极。阴极的膜厚可以考虑电导率、耐久性而进行适当设定,例如为IOnm 10 μ m,优选为20nm I μ m,进一步优选为50nm 500nm。作为阴极的制作方法,可列举出真空蒸镀法、溅射法、以及对金属薄膜进行热压接的层压法等。〈绝缘层〉
作为绝缘层的材料,可列举出金属氟化物、金属氧化物、有机绝缘材料等。作为设有膜厚为2nm以下的绝缘层的有机EL元件,可列举出与阴极邻接地设有膜厚为2nm以下的绝缘层的有机EL元件、与阳极邻接地设置膜厚为2nm以下的绝缘层的有机EL元件。以上说明的有机EL元件可以适合用于曲面状、平面状的照明装置例如被用作扫描设备的光源的面状光源及显示装置中。作为具有有机EL元件的显示装置,可列举出有源矩阵显示装置、无源矩阵显示装置、段式显示装置、点阵显示装置及液晶显示装置等。另外,有机EL元件,在有源矩阵显示装置、无源矩阵显示装置中被用作构成各像素的发光元件,在段式显示装置中被用作构成各节段的发光元件,在点阵显示装置及液晶显示装置中被用作背光源。实施例以下,通过实施例对本发明进行更具体地说明,但本发明不受这些实施例的限定。(实施例I)制作以下构成的有机EL元件。“玻璃基板/ITO(150nm)/Baytron P(65nm)/高分子化合物l(20nm)/高分子化合物 2 (65nm)/NaF(4nm)/Al(80nm)”在通过溅射法形成了厚度为150nm的ITO膜(阳极)的玻璃基板上,通过旋涂法涂布聚(3,4-亚乙二氧基噻吩)-聚苯乙烯磺酸(Starck公司制造;Baytron P)的悬浮液,形成厚度为65nm的涂膜,再在热板上在200°C加热10分钟,从而对涂膜进行烧成,得到空穴注入层。另外,空穴注入层的形成、烧成在大气气氛中进行。接着,在二甲苯中溶解作为空穴传输材料的高分子化合物1,制作二甲苯溶液I。将该二甲苯溶液I中的高分子化合物I的浓度设定为O. 8重量%。接着,在氧气浓度及水分浓度被控制在以体积比计分别为IOppm以下的氮气气氛中,通过旋涂法在空穴注入层上涂布二甲苯溶液1,形成膜厚为20nm的空穴传输层用的涂膜,再在氧气浓度及水分浓度被控制在以体积比计为IOppm以下的气氛中,在180°C加热I小时,从而对涂膜进行烧成,得到空穴传输层。接着,在二甲苯中溶解作为白色发光材料的高分子化合物2,制作二甲苯溶液2。将该二甲苯溶液2中的高分子化合物2的浓度设定为I. 3重量%。接着,在氧气浓度及水分浓度被控制在以体积比计分别为IOppm以下的氮气气氛中,通过旋涂法在空穴传输层上涂布二甲苯溶液2,形成膜厚为65nm的发光层用涂膜,然后在大气气氛下在暗处(照度使用O勒克斯“HIOKI lux HI TESTER 3421 (商品名,日置电机株式会社制造,照度计)进行测定”)保持20分钟,形成有机膜。进而,在氧气浓度及水分浓度被控制在以体积比计为IOppm以下的气氛中,在130°C加热10分钟,从而对有机膜进行烧成,得到发光层。另外,空穴传输层及发光层的形成工序及烧成工序中的压力设定为大气压。接着,在减压至I. OX 10_4Pa以下后,作为阴极,蒸镀厚度约4nm的氟化钠,接着,蒸镀厚度约80nm的铝。蒸镀后,使用玻璃基板进行密封,从而制作了有机电致发光元件。所制作的有机EL元件以l,000cd/m2进行白色发光(CIE1931 : (O. 36,O. 33)),最大电流效率为10. lcd/A。此外,在初期亮度5,000cd/m2下进行恒定电流驱动时,直到亮度变为初期亮度的50%时的时间(寿命)为200小时。(比较例I)制作以下的构成的有机EL元件。“玻璃基板/ITO(150nm)/Baytron P(65nm)/高分子化合物l(20nm)/高分子化合物 2 (65nm)/NaF(4nm)/Al(80nm)” 在通过溅射法形成了厚度为150nm的ITO膜(阳极)的玻璃基板上,通过旋涂法涂布聚(3,4-亚乙二氧基噻吩)-聚苯乙烯磺酸(Starck公司制造;Baytron P)的悬浮液,形成厚度为65nm的涂膜,再在热板上在200°C加热10分钟,从而对涂膜进行烧成,得到空穴注入层。另外,空穴注入层的形成、烧成在大气气氛中进行。接着,在二甲苯中溶解作为空穴传输材料的高分子化合物1,制作二甲苯溶液I。将该二甲苯溶液I中的高分子化合物I的浓度设定为O. 8重量%。接着,在氧气浓度及水分浓度被控制在以体积比计分别为IOppm以下的氮气气氛中,通过旋涂法在空穴注入层上涂布二甲苯溶液1,形成膜厚为20nm的空穴传输层用的涂膜,再在氧气浓度及水分浓度被控制在以体积比计为IOppm以下的气氛中,在180°C加热I小时,从而对涂膜进行烧成,得到空穴传输层。接着,在二甲苯中溶解作为白色发光材料的高分子化合物2,制作二甲苯溶液2。将该二甲苯溶液2中的高分子化合物2的浓度设定为I. 3重量%。接着,在氧气浓度及水分浓度被控制在以体积比计分别为IOppm以下的氮气气氛中,通过旋涂法在空穴传输层上涂布二甲苯溶液2,形成膜厚为65nm的发光层用涂膜,然后在大气气氛下在黄色光环境(照度使用330勒克斯“HIOKI lux HI TESTER 3421 (商品名,日置电机株式会社制造,照度计)进行测定”)保存20分钟,形成有机膜。使用小型分光器(装置名小型多通道分光器USB2000+, Ocean Optics,Inc制造),将测得的该黄色光的光谱示于图3中。再在氧气浓度及水分浓度被控制在以体积比计为IOppm以下的气氛中,在130°C加热10分钟,从而对有机膜进行烧成,得到发光层。另外,空穴传输层及发光层的形成工序及烧成工序中的压力设定为大气压。接着,在减压至I. OX 10_4Pa以下后,作为阴极,蒸镀厚度约4nm的氟化钠,接着,蒸镀厚度约80nm的铝。蒸镀后,使用玻璃基板进行密封,从而制作了有机电致发光元件。所制作的有机EL元件以l,000cd/m2进行白色发光(CIE1931 : (0. 32,0. 31)),最大电流效率为7. 5cd/A。此外,在初期亮度5,000cd/m2下进行恒定电流驱动时,到亮度变为初期亮度的50%时的时间(寿命)为98小时。(比较例2)制作以下的构成的有机EL元件。“玻璃基板/ITO(150nm)/Baytron P(65nm)/高分子化合物l(20nm)/高分子化合物 2(65nm)/NaF(4nm)/Al(80nm)”在通过溅射法形成了厚度为150nm的ITO膜(阳极)的玻璃基板上,通过旋涂法涂布聚(3,4-亚乙二氧基噻吩)-聚苯乙烯磺酸(Starck公司制造;Baytron P)的悬浮液,形成厚度为65nm的涂膜,再在热板上在200°C加热10分钟,从而对涂膜进行烧成,得到空穴注入层。另外,空穴注入层的形成、烧成在大气气氛中进行。接着,在二甲苯中溶解作为空穴传输材料的高分子化合物1,制作二甲苯溶液I。将该二甲苯溶液I中的高分子化合物I的浓度设定为O. 8重量%。接着,在氧气浓度及水分浓度被控制在以体积比计分别为IOppm以下的氮气气氛中,通过旋涂法在空穴注入层上涂布二甲苯溶液1,形成膜厚为20nm的空穴传输层用的涂膜,再在氧气浓度及水分浓度被控制在以体积比计为IOppm以下的气氛中,在180°C加热I小时,从而对涂膜进行烧成,得到空穴传输层。
接着,在二甲苯中溶解作为白色发光材料的高分子化合物2,制作二甲苯溶液2。将该二甲苯溶液2中的高分子化合物2的浓度设定为I. 3重量%。接着,在氧气浓度及水分浓度被控制在以体积比计分别为IOppm以下的氮气气氛中,通过旋涂法在空穴传输上涂布二甲苯溶液2,形成膜厚为65nm的发光层用涂膜,然后,在大气气氛下,红色光环境(照度使用200勒克斯“HIOKI lux HI TESTER 3421 (商品名,日置电机株式会社制造,照度计)进行测定”)保持20分钟,形成有机膜。使用小型分光器(装置名小型多通道分光器USB2000+,Ocean Optics,Inc制造),将测得的该红色光的光谱示于图4中。再在氧气浓度及水分浓度被控制在以体积比计为IOppm以下的气氛中,在130°C加热10分钟,从而对有机膜进行烧成,得到发光层。另外,空穴传输层及发光层的形成工序及烧成工序中的压力设定为大气压。接着,在减压至I. OX 10_4Pa以下后,作为阴极,蒸镀厚度约4nm的氟化钠,接着,蒸镀厚度约80nm的铝。蒸镀后,使用玻璃基板进行密封,从而制作了有机电致发光元件。所制作的有机EL元件以l,000cd/m2进行白色发光(CIE1931 :(0. 33,0. 31)),最大电流效率为7. 4cd/A。此外,在初期亮度5,000cd/m2下进行恒定电流驱动时,直到亮度变为初期亮度的50%时的时间(寿命)为92小时。(实施例2)制作以下的构成的有机EL元件。“玻璃基板/ITO(150nm)/Baytron P(65nm)/高分子化合物l(20nm)/高分子化合物 3(60nm)/NaF(4nm)/Al(80nm)”在通过溅射法形成了厚度为150nm的ITO膜(阳极)的玻璃基板上,通过旋涂法涂布聚(3,4-亚乙二氧基噻吩)-聚苯乙烯磺酸(Starck公司制造;Baytron P)的悬浮液,形成厚度为65nm的涂膜,再在热板上在200°C加热10分钟,从而对涂膜进行烧成,得到空穴注入层。另外,空穴注入层的形成、烧成在大气气氛中进行。接着,在二甲苯中溶解作为空穴传输材料的高分子化合物1,准备了二甲苯溶液I。将该二甲苯溶液I中的高分子化合物I的浓度设定为0. 8重量%。接着,在氧气浓度及水分浓度被控制在以体积比计分别为IOppm以下的氮气气氛中,通过旋涂法在空穴注入层上涂布二甲苯溶液1,形成膜厚为20nm的空穴传输层用的涂膜,在氧气浓度及水分浓度被控制在以体积比计为IOppm以下的气氛中,在180°C加热I小时,从而对涂膜进行烧成,得到空穴传输层。接着,在二甲苯中溶解作为蓝色发光材料的高分子化合物3,准备了二甲苯溶液
3。将该二甲苯溶液3中的高分子化合物3的浓度设定为I. 3重量%。接着,在氧气浓度及水分浓度被控制在以体积比计分别为IOppm以下的氮气气氛中,通过旋涂法在空穴传输层上涂布二甲苯溶液3,形成膜厚为60nm的发光层用涂膜,然后,在大气气氛下在暗处(照度使用O勒克斯“HIOKI lux HI TESTER 3421 (商品名,日置电机株式会社制造,照度计)进行测定”)保持20分钟,形成有机膜。再在氧气浓度及水分浓度被控制在以体积比计为IOppm以下的气氛中,在130°C加热10分钟,从而对有机膜进行烧成,得到发光层。另外,空穴传输层及发光层的形成工序及烧成工序中的压力设定为大气压。接着,在减压至I. O X IO-4Pa以下后,作为阴极,蒸镀厚度约4nm的氟化钠,接着,蒸镀厚度约80nm的铝。蒸镀后,使用玻璃基板进行密封,从而制作了有机电致发光元件。
所制作的有机EL元件以1,000cd/m2进行蓝色发光(CIE1931 (O. 17,O. 27)),最大电流效率为7. lcd/A。此外,在初期亮度5,000cd/m2下进行恒定电流驱动时,到亮度变为初期亮度的50%时的时间(寿命)为60小时。(比较例3)制作以下的构成的有机EL元件。“玻璃基板/ITO(150nm)/Baytron P(65nm)/高分子化合物l(20nm)/高分子化合物 3(60nm)/NaF(4nm)/Al(80nm)”在通过溅射法形成了厚度为150nm的ITO膜(阳极)的玻璃基板上,通过旋涂法涂布聚(3,4-亚乙二氧基噻吩)-聚苯乙烯磺酸(Starck公司制造;Baytron P)的悬浮液,形成厚度为65nm的涂膜,再在热板上在200°C加热10分钟,从而对涂膜进行烧成,得到空穴注入层。另外,空穴注入层的形成、烧成在大气气氛中进行。接着,在二甲苯中溶解作为空穴传输材料的高分子化合物1,准备了二甲苯溶液
I。将该二甲苯溶液I中的高分子化合物I的浓度设定为0. 8重量%。接着,在氧气浓度及水分浓度被控制在以体积比计分别为IOppm以下的氮气气氛中,通过旋涂法在空穴注入层上涂布二甲苯溶液1,形成膜厚为20nm的空穴传输层用的涂膜,在氧气浓度及水分浓度被控制在以体积比计为IOppm以下的气氛中,在180°C加热I小时,从而对涂膜进行烧成,得到空穴传输层。接着,在二甲苯中溶解作为蓝色发光材料的高分子化合物3,准备了二甲苯溶液
3。将该二甲苯溶液3中的高分子化合物3的浓度设定为I. 3重量%。接着,在氧气浓度及水分浓度被控制在以体积比计分别为IOppm以下的氮气气氛中,通过旋涂法在空穴传输层上涂布二甲苯溶液3,形成膜厚为60nm的发光层用涂膜,然后,在大气气氛下在黄色光环境(照度使用330勒克斯“HIOKI lux HI TESTER 3421 (商品名,日置电机株式会社制造,照度计)进行测定”)保持20分钟,形成有机膜。使用小型分光器(装置名小型多通道分光器USB2000+,Ocean Optics, Inc制造),将测得的该黄色光的光谱示于图3中。再在氧气浓度及水分浓度被控制在以体积比计为IOppm以下的气氛中,在130°C加热10分钟,从而对有机膜进行烧成,得到发光层。另外,空穴传输层及发光层的形成工序及烧成工序中的压力设定为大气压。接着,在减压至I. OX 10_4Pa以下后,作为阴极,蒸镀厚度约4nm的氟化钠,接着,蒸镀厚度约80nm的铝。蒸镀后,使用玻璃基板进行密封,从而制作了有机电致发光元件。所制作的有机EL元件以l,000cd/m2进行蓝色发光(CIE1931 :(0. 16,0. 23)),最大电流效率为6. 4cd/A。此外,在初期亮度5,000cd/m2下进行恒定电流驱动时,到亮度变为初期亮度的50%时的时间(寿命)为37小时。(实施例3)制作以下的构成的有机EL元件。“玻璃基板/ITO(150nm)/Baytron P (65nm) /高分子化合物4 (20nm) /高分子化合物 5(60nm)/Ba(5nm)/Al(80nm)”在通过溅射法形成了厚度为150nm的ITO膜(阳极)的玻璃基板上,通过旋涂法 涂布聚(3,4-亚乙二氧基噻吩)-聚苯乙烯磺酸(Starck公司制造;Baytron P)的悬浮液,形成厚度为65nm的涂膜,再在热板上在200°C加热10分钟,从而对涂膜进行烧成,得到空穴注入层。另外,空穴注入层的形成、烧成在大气气氛中进行。接着,在二甲苯中溶解作为空穴传输材料的高分子化合物4,准备了二甲苯溶液
4。将该二甲苯溶液4中的高分子化合物4的浓度设定为O.8重量%。接着,在氧气浓度及水分浓度被控制在以体积比计分别为IOppm以下的氮气气氛中,通过旋涂法在空穴注入层上涂布二甲苯溶液4,形成膜厚为20nm的空穴传输层用的涂膜,在氧气浓度及水分浓度被控制在以体积比计为IOppm以下的气氛中,在180°C加热I小时,从而对涂膜进行烧成,得到空穴传输层。接着,在二甲苯中溶解作为蓝色发光材料的高分子化合物5,准备了二甲苯溶液
5。将该二甲苯溶液5中的高分子化合物5的浓度设定为I.3重量%。接着,在氧气浓度及水分浓度被控制在以体积比计分别为IOppm以下的氮气气氛中,通过旋涂法在空穴传输层上涂布二甲苯溶液5,形成膜厚为60nm的发光层用涂膜,然后,在大气气氛下在暗处(照度使用O勒克斯“HIOKI lux HI TESTER 3421 (商品名,日置电机株式会社制造,照度计)进行测定”)保持20分钟,形成有机膜。再在5. OX 10_4Pa以下的真空中,在130°C保持60分钟,从而对有机膜进行烧成,得到发光层。另外,空穴传输层的形成工序及烧成工序中的压力、发光层的形成工序中的压力设定为大气压。接着,在减压至I. O X IO-4Pa以下后,作为阴极,蒸镀厚度约5nm的钡,接着,蒸镀厚度约SOnm的铝。蒸镀后,使用玻璃基板进行密封,从而制作了有机电致发光元件。所制作的有机EL元件以l,000cd/m2进行蓝色发光(CIE1931 :(0. 15,O. 16)),最大电流效率为5. 7cd/A。此外,在初期亮度5,000cd/m2下进行恒定电流驱动时,直到亮度变为初期亮度的50%时的时间(寿命)为82小时。(比较例4)制作以下的构成的有机EL元件。“玻璃基板/ITO(150nm)/Baytron P (65nm) /高分子化合物4 (20nm) /高分子化合物 5(60nm)/Ba(5nm)/Al(80nm)”在通过溅射法形成了厚度为150nm的ITO膜(阳极)的玻璃基板上,通过旋涂法涂布聚(3,4-亚乙二氧基噻吩)-聚苯乙烯磺酸(Starck公司制造;Baytron P)的悬浮液,形成厚度为65nm的涂膜,再在热板上在200°C加热10分钟,从而对涂膜进行烧成,得到空穴注入层。另外,空穴注入层的形成、烧成在大气气氛中进行。
接着,在二甲苯中溶解作为空穴传输材料的高分子化合物4,准备了二甲苯溶液
4。将该二甲苯溶液4中的高分子化合物4的浓度设定为O.8重量%。接着,在氧气浓度及水分浓度被控制在以体积比计分别为IOppm以下的氮气气氛中,通过旋涂法在空穴注入层上涂布二甲苯溶液4,形成膜厚为20nm的空穴传输层用的涂膜,在氧气浓度及水分浓度被控制在以体积比计为IOppm以下的气氛中,在180°C加热I小时,从而对涂膜进行烧成,得到空穴传输层。接着,在二甲苯中溶解作为蓝色发光材料的高分子化合物5,准备了二甲苯溶液
5。将该二甲苯溶液5中的高分子化合物5的浓度设定为I.3重量%。接着,在氧气浓度及水分浓度被控制在以体积比计分别为IOppm以下的氮气气氛中,通过旋涂法在空穴传输层上涂布二甲苯溶液5,形成膜厚为60nm的发光层用涂膜,然后,在大气气氛下在黄色光环 境(照度使用330勒克斯“HIOKI lux HI TESTER 3421 (商品名,日置电机株式会社制造,照度计)进行测定”)保持20分钟,形成有机膜。使用小型分光器(装置名小型多通道分光器USB2000+,Ocean Optics, Inc制造),将测得的该黄色光的光谱示于图3中。再在
5.OX 10_4Pa以下的真空中,在130°C保持60分钟,从而对有机膜进行烧成,得到发光层。另夕卜,空穴传输层的形成工序及烧成工序中的压力、发光层的形成工序中的压力设定为大气压。接着,在减压至1.0X 10_4Pa以下后,作为阴极,蒸镀厚度约5nm钡,接着,蒸镀厚度约SOnm的铝。蒸镀后,使用玻璃基板进行密封,从而制作了有机电致发光元件。所制作的有机EL元件以l,000cd/m2进行蓝色发光(CIE1931 :(0. 15,O. 16)),最大电流效率为5. 6cd/A。此外,在初期亮度5,000cd/m2下进行恒定电流驱动时,直到亮度变为初期亮度的50%时的时间(寿命)为73小时。另外,在使用例如以下的高分子化合物6来代替上述的高分子化合物I或4,使用Lumation BP361 (Sumation公司制造)来代替高分子化合物2、3或5,与实施例1、2及3同样地制作有机EL元件的情况下,也能够与实施例1、2及3的有机EL元件同样地实现元件寿命长的有机EL元件。(高分子化合物6)含有下述结构式所示的两个重复单元的高分子化合物6按照以下方式来合成。化I
权利要求
1.一种有机电致发光元件的制造方法,其特征在于,其是具有第I电极、第2电极和设置在该第I电极及该第2电极间的发光层,且该发光层含有有机膜的有机电致发光元件的制造方法, 该制造方法包括在将位于该发光层的下方的层的表面上涂布含有有机化合物的溶液,并在暗处形成有机膜的工序。
2.根据权利要求I所述的有机电致发光元件的制造方法,其中,第I电极为阳极。
3.根据权利要求I所述的有机电致发光元件的制造方法,其中,在含有惰性气体的气氛下形成有机膜。
4.根据权利要求I 3中任一项所述的有机电致发光元件的制造方法,其中,在氧气浓度以体积比计为IOppm以下和/或水分浓度以体积比计为IOppm以下的气氛下形成有机膜。
5.根据权利要求I 3中任一项所述的有机电致发光兀件的制造方法,其中,在大气气氛下形成有机膜。
6.根据权利要求I 5中任一项所述的有机电致发光元件的制造方法,其还包括对有机膜进行烧成的工序。
7.根据权利要求6所述的有机电致发光元件的制造方法,其中,在含有惰性气体的气氛下对有机膜进行烧成。
8.根据权利要求6或7所述的有机电致发光元件的制造方法,其中,在IOPa以下的减压气氛下对有机膜进行烧成。
9.根据权利要求I 8中任一项所述的有机电致发光元件的制造方法,其中,有机电致发光元件具有与发光层相接的功能层。
10.根据权利要求9所述的有机电致发光元件的制造方法,其中,在发光层和第I电极之间具有功能层。
11.根据权利要求9或10所述的有机电致发光元件的制造方法,其中,功能层含有高分子化合物。
12.根据权利要求I 11中任一项所述的有机电致发光元件的制造方法,其中,有机化合物为高分子化合物。
13.根据权利要求I 12中任一项所述的有机电致发光元件的制造方法,其中,所述含有有机化合物的溶液是被保管在暗处的溶液。
14.根据权利要求I 13中任一项所述的有机电致发光元件的制造方法,其中,所述含有有机化合物的溶液是在暗处使所述有机化合物溶解在溶剂中而制备的溶液。
15.—种有机电致发光兀件,其通过权利要求I 14中任一项所述的有机电致发光兀件的制造方法来制造。
16.一种面状光源,其具有权利要求15所述的有机电致发光元件。
17.—种显示装置,其具有权利要求15所述的有机电致发光元件。
18.—种照明装置,其具有权利要求15所述的有机电致发光元件。
19.一种有机电致发光元件的制造装置,其特征在于,其为具有第I电极、第2电极和设置在所述第I电极及所述第2电极间的发光层,且该发光层含有有机膜的有机电致发光元件的制造装置,该制造装置具有罐,其保管含有有机化合物的溶液; 配管,其从所述罐向所述罐的外部供给所述溶液; 涂布单元,其从所述配管接受所述含有有机化合物的溶液的供给,在暗处将所述含有有机化合物的溶液涂布在将位于该发光层的下方的层的表面上,形成该有机层, 其中,该罐或该配管的至少任一方具有遮光性。
全文摘要
本发明的课题是提供能够制造元件寿命长的有机EL元件的有机EL元件的制造方法、元件寿命长的有机EL元件、元件寿命长的面状光源、照明装置及显示装置。课题的解决手段为一种有机电致发光元件的制造方法,其特征在于,其是具有第1电极、第2电极和设置在该第1电极及该第2电极间的发光层且该发光层含有有机膜的有机电致发光元件的制造方法,该制造方法包括以下工序在位于该发光层的下方的层的表面上涂布含有有机化合物的溶液,并在暗处形成该有机膜。
文档编号H01L51/50GK102742354SQ20118000786
公开日2012年10月17日 申请日期2011年2月4日 优先权日2010年2月5日
发明者松末哲征, 柿本秀信, 楠龟晴香 申请人:住友化学株式会社, 松下电器产业株式会社
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