有机电致发光元件的制作方法

文档序号:14562839发布日期:2018-06-01 18:13阅读:241来源:国知局
有机电致发光元件的制作方法

本发明涉及有机电致发光元件,尤其涉及即使在高温高湿条件下长期保存时也可以抑制暗斑的产生、具有高的保存性、且发光效率及发光均匀性提高的有机电致发光元件。



背景技术:

利用了有机材料的电致发光(electroluminescence:以下,也简称为EL。)的有机电致发光元件为能够以数V~数十V左右的低电压发光的薄膜型的完全固体元件,具有高亮度、高发光效率、薄型及轻量之类的许多优异的特征。因此,作为各种显示器的背光、招牌、应急灯等的显示板、照明光源等面发光体,尤其是近年来,薄型、轻量的使用有具有气体阻挡层的树脂基材的有机EL元件备受关注。

但是,在使用有这些树脂基材的有机EL元件中,要求玻璃基材水平非常高的气体阻挡性。尤其要求即使在85℃·85%RH这样的高温高湿环境下长期间保存、也抑制暗斑的产生的有机EL元件。另外,在底部发光型的有机EL元件中,要求均匀地且有效地取出在电致发光层发出的光。

作为挠性有机EL元件的树脂基材,例如公开有使用有聚硅氮烷改性膜的气体阻挡基材(例如参照专利文献1。)。

但是,上述专利文献1中记载的挠性有机EL元件没有达到在 85℃·85%RH这样的高温高湿环境下长期间保存时、可以抑制暗斑的产生的气体阻挡性。另外,存在因聚硅氮烷改性膜和电极界面的光的反射现象而导致有机EL元件的发光效率及发光的均匀性降低的问题。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2014-109001号公报



技术实现要素:

发明所要解决的课题

本发明是鉴于上述问题、状况而完成的发明,其解决课题为,提供一种有机电致发光元件,其即使在高温高湿条件下长期保存时也可以抑制暗斑的产生,具有高的保存性,且发光效率及发光均匀性提高。

用于解决课题的手段

本发明人为了解决上述课题,在对上述问题的原因等进行研究的过程中发现:通过使具有比硅低的氧化还原电位的金属氧化物与通过对聚硅氮烷膜施加能量而形成的第1气体阻挡层相接,由此抑制聚硅氮烷的氧化反应,可以提供具有高的保存性的有机电致发光元件,进而完成了本发明。

即,本发明的上述课题通过以下的手段来解决。

1.一种有机电致发光元件,其特征在于,其在挠性基材上至少依次层叠有第1气体阻挡层、绝缘层、第1电极、具有有机功能层的发光单元及第2电极,

所述第1气体阻挡层为聚硅氮烷改性层,

所述绝缘层为含有金属氧化物的层,且

所述金属氧化物的金属元素的氧化还原电位比硅的氧化还原电位低。

2.根据第1项所述的有机电致发光元件,其特征在于,所述第1 气体阻挡层为通过对含有聚硅氮烷的涂膜施加能量而形成的聚硅氮烷改性层,且

所述绝缘层为通过将金属氧化物进行气相成膜而形成的层。

3.根据第1项或第2项所述的有机电致发光元件,其特征在于,在所述挠性基材和所述第1气体阻挡层之间具有第2气体阻挡层,

所述第2气体阻挡层含有硅化合物,且含有选自碳、氮及氧中的元素,该元素的组成在厚度方向具有连续的变化,在该元素的组成分布中具有极值。

4.根据第1项所述的有机电致发光元件,其特征在于,所述能量的施加为照射真空紫外线。

5.根据第1项所述的有机电致发光元件,其特征在于,所述金属氧化物为氧化铌。

发明效果

通过本发明的上述手段,可以提供一种有机电致发光元件,其即使在高温高湿条件下长期保存时也可以抑制暗斑的产生,具有高的保存性,且发光效率及发光均匀性提高。

关于本发明的效果的显现机制或作用机制不明确,但如下地推测。

根据本发明的有机EL元件,可以提供具有高的保存性的有机EL 元件。其通过使具有比硅低的氧化还原电位的金属氧化物与通过对聚硅氮烷膜施加能量而形成的第1气体阻挡层相接,由此可以抑制聚硅氮烷的氧化反应,其结果,可以制成具有高的保存性的有机EL元件。

即,通常聚硅氮烷在高温高湿条件下与水蒸气及氧反应,氧化反应进行。推定伴随该氧化反应,上述气体阻挡性劣化,但推定:通过使具有比硅低的氧化还原电位的金属氧化物与聚硅氮烷膜邻接,金属氧化物间作为相对于聚硅氮烷的还原剂起作用,可以抑制聚硅氮烷的氧化反应。

另外,根据本发明的有机EL元件,可以提供具有优异的发光效率及发光均匀性的有机EL元件。推定这是因为,通过在与第1电极邻接的地方配置金属氧化物,抑制在第1电极界面产生的来自角度依赖性的光反射及光吸收的光学的衰减。

根据以上的推定机理,认为可以提供具有高的保存性、优异的发光效率及发光均匀性的有机EL元件。

附图说明

图1是表示第1实施方式的有机电致发光元件的概略构成的图。

图2是表示第2实施方式的有机电致发光元件的概略构成的图。

图3是表示硅分布曲线、氧分布曲线、碳分布曲线及氮分布曲线的图。

图4是将图3所示的碳分布曲线放大的图。

图5是表示第2气体阻挡层的折射率分布的图。

图6是表示第2气体阻挡层的制造装置的构成的图。

符号说明

10、20 有机EL元件

11 挠性基材

13 第1电极

14 有机功能层

15 第2电极

16 发光单元

17 密封层

18 密封构件

19 绝缘层

30 制造装置

31 送出辊

32、33、34、35 输送辊

36、37 成膜辊

38 气体供给管

39 等离子体产生用电源

40 膜

41、42 磁场发生装置

43 卷绕辊

121 第1气体阻挡层

122 第2气体阻挡层

具体实施方式

本发明的有机电致发光元件的特征在于,其为在挠性基材上至少依次层叠有第1气体阻挡层、绝缘层、第1电极、具有有机功能层的发光单元及第2电极的有机电致发光元件,所述第1气体阻挡层为聚硅氮烷改性层,所述绝缘层为含有金属氧化物的层,且

所述金属氧化物的金属元素的氧化还原电位比硅的氧化还原电位低。

作为本发明的实施样态,从本发明的效果显现的观点出发,在得到高的平滑性、气体阻挡性方面,优选所述第1气体阻挡层为通过对含有聚硅氮烷的涂膜施加能量而形成的聚硅氮烷改性层。另外,在组成稳定性、成膜速度方面,优选所述绝缘层为通过将金属氧化物进行气相成膜而形成的层。

另外,在可以抑制第2气体阻挡层的界面处的特定波长区域中的光的干涉方面,优选在所述挠性基材和所述第1气体阻挡层之间具有第2气体阻挡层,所述第2气体阻挡层含有硅化合物,且含有选自碳、氮及氧中的元素,该元素的组成在厚度方向具有连续的变化,在该元素的组成分布中具有极值。因此,在有机EL元件中可以改善发光光的配光性,可以消除视场角依赖性的问题。因此,即使在以弯曲的状态使其发光的情况下,也可以提高有机EL元件的发光光的色度的均匀性。

另外,在具有向聚硅氮烷改性层的高的转化速度方面,优选所述能量的施加为照射真空紫外线。

进而,在可得到高的保存性、优异的发光效率及发光均匀性方面,优选所述金属氧化物为氧化铌。

以下,对本发明及其构成要素及用于实施本发明的方式、样态进行详细的说明。予以说明,本申请中,“~”以包含在其前后所记载的数值作为下限值及上限值的意思使用。

予以说明,按以下的顺序进行说明。

1.有机电致发光元件(第1实施方式)

2.有机电致发光元件(第2实施方式)

〈1.有机电致发光元件(第1实施方式)〉

[有机EL元件的构成]

图1是第1实施方式的有机EL元件的概略构成图(剖面图)。

如图1所示,有机EL元件10依次层叠有挠性基材11、第1气体阻挡层121、绝缘层19、第1电极13、具有有机功能层14的发光单元16及第2电极15。另外,在第2电极15上层叠有密封层17及密封构件18。

另外,有机EL元件10为从挠性基材11侧取出来自发光单元16 的光的所谓的底部发光型的构成。

[挠性基材]

作为适用于有机EL元件10的挠性基材11,只要是可以对有机EL 元件10赋予挠性的挠性的基材,就没有特别限定。作为挠性的基材,可以列举透明树脂膜。

作为树脂膜的树脂,可列举例如:聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)等聚酯、聚乙烯、聚丙烯、赛璐玢、二醋酸纤维素、三醋酸纤维素(TAC)、醋酸丁酸纤维素、醋酸丙酸纤维素(CAP)、醋酸邻苯二甲酸纤维素、硝酸纤维素等纤维素酯类或它们的衍生物、聚偏氯乙烯、聚乙烯醇、聚乙烯乙烯醇、间规聚苯乙烯、聚碳酸酯、降冰片烯树脂、聚甲基戊烯、聚醚酮、聚酰亚胺、聚醚砜(PES)、聚苯硫醚、聚砜类、聚醚酰亚胺、聚醚酮酰亚胺、聚酰胺、氟树脂、尼龙、聚甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸或聚芳酯类、ARTON(商品名JSR社制)、或 Apel(アぺル,商品名三井化学社制)这样的环烯烃系树脂等。

这些树脂膜中,在成本、获得的容易性方面,优选使用聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯 (PEN)、聚碳酸酯(PC)等膜。

另外,在光学的透明性、耐热性及第1气体阻挡层121的密合性方面,优选使用以具有有机无机混合结构的倍半硅氧烷为基本骨架的耐热透明膜。

该挠性基材11的厚度优选为5~500μm左右,进一步优选为25~ 250μm的范围内。另外,优选挠性基材11具有光透射性。通过挠性基材11具有光透射性,可以制成具有光透射性的有机EL元件10。

[第1气体阻挡层]

第1气体阻挡层121设置在挠性基材11和绝缘层19之间,为了经由挠性基材11遮蔽浸入于第1电极13、有机功能层14及第2电极 15的大气中的水、氧等气体,以全面地包覆挠性基材11的表面的方式形成。

作为这样的第1气体阻挡层121,优选使用例如将含有聚硅氮烷的层通过活性能量线照射实施改性处理而形成的聚硅氮烷改性层。

(聚硅氮烷改性层)

聚硅氮烷改性层优选将含有聚硅氮烷的涂布液进行涂布、干燥而形成涂膜之后,将该涂膜通过活性能量线照射进行改性处理而形成。

聚硅氮烷改性层在其表面形成更加进行了聚硅氮烷的改性的区域,在该区域的下部形成改性量小的区域或未改性的区域。本申请中,也包含该改性量小的区域、未改性的区域,作为聚硅氮烷改性层。

聚硅氮烷为具有硅-氮键的聚合物,为具有Si-N、Si-H、N-H等键的SiO2、Si3N4、及这些的中间固溶体SiOxNy等的陶瓷前体无机聚合物。

具体而言,聚硅氮烷优选具有下述的结构。

【化1】

通式(I)

上述通式(I)中,R1、R2及R3分别独立地为氢原子、取代或非取代的烷基、取代或非取代的芳基、取代或非取代的乙烯基或取代或非取代的(三烷氧基甲硅烷基)烷基。

此时,R1、R2及R3分别可以相同,另外,也可以不同。

在此,作为烷基,可列举碳原子数1~8的直链、支链或环状的烷基。更具体而言,为:甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、新戊基、正己基、正庚基、正辛基、2-乙基己基、环丙基、环戊基、环己基等。

另外,作为芳基,可列举碳原子数6~30的芳基。更具体而言,可列举:苯基、联苯基、三联苯基等非稠合烃基;戊搭烯基、茚基、萘基、甘菊环基、庚搭烯基、联苯撑基(ビフェニレニル)、芴基、苊烯基、七曜烯基、苊基、非那烯基、菲基、蒽基、荧蒽基、醋菲烯基(acephenanthrylenyl)、醋蒽烯基、9,10-苯并菲基、芘基、基(クリセニル)、丁省基等稠合多环烃基。

作为(三烷氧基甲硅烷基)烷基,可列举具有被碳原子数1~8的烷氧基取代的甲硅烷基的碳原子数1~8的烷基。更具体而言,可列举 3-(三乙氧基甲硅烷基)丙基、3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基等。

在上述R1~R3中根据情况存在的取代基没有特别限制,例如有:烷基、卤原子、羟基(-OH)、巯基(-SH)、氰基(-CN)、磺基(-SO3H)、羧基(-COOH)、硝基(-NO2)等。

予以说明,根据情况存在的取代基不会与取代的R1~R3相同。例如,在R1~R3为烷基的情况下,不会进一步被烷基取代。

其中,优选R1、R2及R3为氢原子、甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、叔丁基、苯基、乙烯基、3-(三乙氧基甲硅烷基)丙基或3-(三甲氧基甲硅烷基丙基)基。

另外,上述通式(I)中,n为整数,优选以具有通式(I)所示的结构的聚硅氮烷具有150~150000g/摩尔的数均分子量的方式确定。

在具有上述通式(I)所示的结构的化合物中,优选的样态之一为 R1、R2及R3的全部为氢原子的全氢聚硅氮烷。

另外,作为聚硅氮烷,具有下述通式(II)所示的结构。

【化2】

通式(II)

上述通式(II)中,R1’、R2’、R3’、R4’、R5’及R6’分别独立地为氢原子、取代或非取代的烷基、取代或非取代的芳基、取代或非取代的乙烯基或取代或非取代的(三烷氧基甲硅烷基)烷基。此时,R1’、R2’、 R3’、R4’、R5’及R6’分别可以相同,另外,也可以不同。

上述取代或非取代的烷基、取代或非取代的芳基、取代或非取代的乙烯基或取代或非取代的(三烷氧基甲硅烷基)烷基与上述通式(I) 的定义同样,因此,省略说明。

另外,上述通式(II)中,n’及p为整数,优选以具有通式(II) 所示的结构的聚硅氮烷具有150~150000g/摩尔的数均分子量的方式确定。

予以说明,n’及p可以相同,另外,也可以不同。

上述通式(I I)的聚硅氮烷中,优选R1’、R3’及R6’各自表示氢原子、 R2’、R4’及R5’各自表示甲基的化合物;R1’、R3’及R6’各自表示氢原子、 R2’、R4’各自表示甲基、R5’表示乙烯基的化合物;R1’、R3’、R4’及R6’各自表示氢原子、R2’及R5’各自表示甲基的化合物。

另外,作为聚硅氮烷,具有下述通式(III)所示的结构。

【化3】

通式(III)

在上述通式(III)中,R1”、R2”、R3”、R4”、R5”、R6”、R7”、 R8”及R9”分别独立地为氢原子、取代或非取代的烷基、取代或非取代的芳基、取代或非取代的乙烯基或取代或非取代的(三烷氧基甲硅烷基)烷基。此时,R1”、R2”、R3”、R4”、R5”、R6”、R7”、R8”及 R9”分别可以相同,另外,也可以不同。

上述取代或非取代的烷基、取代或非取代的芳基、取代或非取代的乙烯基或取代或非取代的(三烷氧基甲硅烷基)烷基与上述通式(I) 的定义同样,因此,省略说明。

另外,在上述通式(III)中,n”、p”及q为整数,优选以具有通式(III)所示的结构的聚硅氮烷具有150~150000g/摩尔的数均分子量的方式确定。

予以说明,n”、p”及q可以相同,另外,也可以不同。

上述通式(III)的聚硅氮烷中,优选R1”、R3”及R6”各自表示氢原子,R2”、R4”、R5”及R8”各自表示甲基,R9”表示(三乙氧基甲硅烷基)丙基,R7”表示烷基或氢原子的化合物。

另一方面,与Si键合的氢原子部分的一部分被烷基等取代的有机聚硅氮烷由于具有甲基等烷基,与作为基底的基材的粘接性得以改善。进而,可以使硬而脆的聚硅氮烷的陶瓷膜具有韧性。因此,具有即使在更加使(平均)厚度变厚的情况下也抑制裂缝的产生的优点。因此,可以根据用途适当选择这些全氢聚硅氮烷和有机聚硅氮烷,也可以混合而使用。

全氢聚硅氮烷推定为存在直链结构和以6及8元环为中心的环结构的结构。其分子量以数均分子量(Mn)计为约600~2000左右(聚苯乙烯换算),存在液体或固体的物质,其状态因分子量而不同。

聚硅氮烷在溶解于有机溶剂的溶液状态下被市售,可以将市售品直接作为聚硅氮烷改性层形成用涂布液使用。

作为聚硅氮烷溶液的市售品,可列举:AZ电子材料株式会社制的アクアミカ(注册商标)NN120-10、NN120-20、NAX120-20、NN110、NN310、 NN320、NL110A、NL120A、NL120-20、NL150A、NP110、NP140、SP140 等。

作为可以使用的聚硅氮烷的其它实例,没有特别限制,可列举例如:对上述聚硅氮烷使硅醇盐反应而得到的硅醇盐加成聚硅氮烷(日本特开平5-238827号公报)、使缩水甘油反应而得到的缩水甘油加成聚硅氮烷(日本特开平6-122852号公报)、使醇反应而得到的醇加成聚硅氮烷(日本特开平6-240208号公报)、使金属羧酸盐反应而得到的金属羧酸盐加成聚硅氮烷(日本特开平6-299118号公报)、使含有金属的乙酰丙酮络合物反应而得到的乙酰丙酮络合物加成聚硅氮烷(日本特开平6-306329号公报)、添加金属微粒子而得到的金属微粒子添加聚硅氮烷(日本特开平7-196986号公报)等在低温下进行陶瓷化的聚硅氮烷。

使用聚硅氮烷的情况下,将聚硅氮烷改性层的总质量设为100质量%时,改性处理前的聚硅氮烷改性层中的聚硅氮烷的含有率可以设为 100质量%。

另外,在聚硅氮烷改性层含有聚硅氮烷以外的物质的情况下,层中的聚硅氮烷的含有率优选为10~99质量%的范围内,更优选为40~ 95质量%的范围内,特别优选为70~95质量%的范围内。

聚硅氮烷改性层的利用涂布法的形成方法没有特别限制,可以适用公知的方法,优选利用公知的湿式涂布方法涂布在有机溶剂中含有聚硅氮烷及根据需要的催化剂的聚硅氮烷改性层形成用涂布液,使该溶剂蒸发而除去之后,进行改性处理的方法。

(聚硅氮烷改性层形成用涂布液)

作为用于制备聚硅氮烷改性层形成用涂布液的溶剂,只要是可以溶解聚硅氮烷的溶剂,就没有特别限制。

优选不含有与聚硅氮烷容易地反应的水及反应性基团(例如羟基、或胺基等)、相对于聚硅氮烷为非活性的有机溶剂。尤其更优选为非质子性的有机溶剂。

具体而言,作为溶剂,可以列举:非质子性溶剂;例如、戊烷、己烷、环己烷、甲苯、二甲苯、Solvesso溶剂、タ―ベン等脂肪族烃、脂环式烃、芳香族烃等烃溶剂;二氯甲烷、三氯乙烷等卤代烃溶剂;醋酸乙酯、醋酸丁酯等酯类;丙酮、甲基乙基酮等酮类;二丁基醚等脂肪族醚、二噁烷、四氢呋喃等脂环式醚、亚烷基二醇二烷基醚及聚亚烷基二醇二烷基醚(二甘醇二甲醚(ジグライム)类)等。

上述溶剂根据硅化合物的溶解度、溶剂的蒸发速度等目的而选择,可以单独使用,另外,也可以以2种以上的混合物的形态使用。

聚硅氮烷改性层形成用涂布液中的聚硅氮烷的浓度没有特别限制,因层的厚度、涂布液的有效寿命而不同,优选为1~80质量%的范围内,更优选为5~50质量%的范围内,特别优选为10~40质量%的范围内。

为了促进改性,聚硅氮烷改性层形成用涂布液优选含有催化剂。

作为可适用的催化剂,可列举例如:N,N-二乙基乙醇胺、N,N-二甲基乙醇胺、三乙醇胺、三乙基胺、3-吗啉代丙基胺、N,N,N’,N’- 四甲基-1,3-二氨基丙烷、N,N,N’,N’-四甲基-1,6-二氨基己烷等胺化合物、乙酰丙酮Pt等Pt化合物、丙酸Pd等Pd化合物、乙酰丙酮 Rh等Rh化合物等金属催化剂、N-杂环式化合物、吡啶、α-甲基吡啶、β-甲基吡啶、γ-甲基吡啶、哌啶、二甲吡啶、嘧啶、哒嗪等吡啶化合物、DBU(1,8-二氮杂双环[5.4.0]-7-十一碳烯)、DBN(1,5-二氮杂双环[4.3.0]-5-壬烯)、醋酸、丙酸、丁酸、戊酸、马来酸、硬脂酸、等有机酸、盐酸、硝酸、硫酸、过氧化氢等无机酸等。其中,优选使用胺化合物。

此时,作为添加的催化剂的浓度,以聚硅氮烷为基准时,优选为 0.1~10质量%的范围内,更优选为0.5~7质量%的范围内。

通过将催化剂添加量设为该范围,可以避免反应急剧的进行导致的过量的硅烷醇形成、及膜密度的降低、膜缺陷的增大等。

在聚硅氮烷改性层形成用涂布液中,可以根据需要使用下述中列举的添加剂。

为:例如纤维素醚类、纤维素酯类;例如乙基纤维素、硝基纤维素、醋酸纤维素、醋酸丁酸纤维素等、天然树脂;例如橡胶、松香树脂等、合成树脂;例如聚合树脂等缩合树脂;例如氨基塑料、尤其是尿素树脂、三聚氰胺甲醛树脂、醇酸树脂、丙烯酸树脂、聚酯或改性聚酯、环氧化物、多异氰酸酯或封端化(ブロック化)多异氰酸酯、聚硅氧烷等。

(涂布聚硅氮烷改性层形成用涂布液的方法)

作为涂布聚硅氮烷改性层形成用涂布液的方法,可以采用现有公知的适当的湿式涂布方法。

作为具体例,可列举:旋涂法、辊涂法、流动涂敷法、喷墨法、喷涂法、印刷法、浸渍涂敷法、流延成膜法、棒涂法、凹版印刷法等。

涂布厚度根据目的适当地设定。例如,就聚硅氮烷改性层每1层的涂布厚度而言,优选干燥后的厚度为10nm~10μm左右,更优选为 15nm~1μm的范围内,进一步优选为20~500nm的范围内。

如果厚度为10nm以上,则可以得到充分的气体阻挡性,如果为 10μm以下,则在层形成时可以得到稳定的涂布性,且可以实现高的光线透过性。

涂布涂布液之后,优选使涂膜干燥。通过将涂膜进行干燥,可以除去涂膜中所含的有机溶剂。此时,涂膜中所含的有机溶剂可以使全部进行干燥,但也可以一部分残存。

即使在残存一部分有机溶剂的情况下,也可以形成适宜的聚硅氮烷改性层。予以说明,残存的溶剂可以在以后除去。

涂膜的干燥温度也因适用的基材而不同,优选为50~200℃的范围内。

例如,在使用玻璃化转变温度(Tg)为70℃的聚对苯二甲酸乙二醇酯基材的情况下,干燥温度优选考虑热导致的基材的变形等而设定为 150℃以下。

上述温度通过使用热板、烘箱、火炉等而被设定。干燥时间优选设定为短时间,例如,在干燥温度为150℃的情况下,优选设定为30 分钟以下。

另外,干燥气氛可以为大气气氛下、氮气氛下、氩气氛下、真空气氛下、控制了氧浓度的减压气氛下等任一条件。

涂布聚硅氮烷改性层形成用涂布液而得到的涂膜可以含有在改性处理前或改性处理中除去水分的工序。

作为除去水分的方法,优选维持低湿度环境而除湿的方式。低湿度环境下的湿度因温度而变化,因此,温度和湿度的关系通过规定露点温度而显示优选的方式。

优选的露点温度为4℃以下(温度25℃/湿度25%),更优选的露点温度为-5℃(温度25℃/湿度10%)以下,所维持的时间优选根据聚硅氮烷改性层的厚度而适当设定。

在聚硅氮烷改性层的厚度为1.0μm以下的条件下,优选露点温度为-5℃以下,所维持的时间优选为1分钟以上。

予以说明,露点温度的下限没有特别限制,通常为-50℃以上,优选为-40℃以上。

从通过在改性处理前或改性处理中除去水分而促进转化为硅烷醇的聚硅氮烷改性层的脱水反应的观点出发,为优选的方式。

(利用涂布法形成的聚硅氮烷涂布膜的改性处理)

利用涂布法形成的聚硅氮烷涂布膜的改性处理是指聚硅氮烷向氧化硅、或氧氮化硅等的转化反应。具体而言,为将聚硅氮烷涂布膜改性为可以显现气体阻挡性的无机层的处理。

聚硅氮烷向氧化硅、或氧氮化硅等的转化反应可以适当选择公知的方法而适用。

作为改性处理,从对树脂膜基材的适应的观点出发,优选在更低温下可进行转化反应的等离子体处理、或紫外线照射处理引起的转化反应。

(等离子体处理)

可以用作改性处理的等离子体处理可以使用公知的方法,但优选可以列举大气压等离子体处理等。

在大气压附近进行等离子体CVD处理的大气压等离子体CVD法与真空下的等离子体CVD法相比,不需要设为减压,生产率高。另外,由于等离子体密度为高密度,因此,成膜速度快。进而,与通常的CVD 法的条件相比,在大气压下这样的高压力条件下,气体的平均自由程非常短,因此,可得到非常均质的膜。

大气压等离子体处理的情况下,作为放电气体,可使用氮气或含有长周期型周期表的18族原子的气体,具体为氦、氖、氩、氪、氙、氡等。其中,优选使用氮、氦、氩,尤其是氮,成本廉价,因此优选。

(紫外线照射处理)

作为改性处理的方法,优选采用紫外线照射的处理。由于通过紫外线(与紫外光意义相同)而生成的臭氧、活性氧原子具有高的氧化能力,因此,可以在低温下形成具有高的致密性和绝缘性的氧化硅膜及氧氮化硅膜。

通过该紫外线照射,基材被加热,有助于陶瓷化(二氧化硅转化) 的O2和H2O、紫外线吸收剂、聚硅氮烷自身被激发、活化。因此,聚硅氮烷激发,促进聚硅氮烷的陶瓷化。另外,得到的聚硅氮烷改性层变得更致密。

紫外线照射只要在涂膜形成后,可以在任一时刻实施。

在紫外线照射处理中,也可以使用所常用的任一紫外线产生装置。

予以说明,紫外线一般而言为具有10~400nm的波长的电磁波,本例中,后述的真空紫外线(10~200nm)处理以外的紫外线照射处理的情况下,优选使用210~375nm的紫外线。

紫外线的照射优选在担载所照射的聚硅氮烷改性层的基材不受损害的范围内设定照射强度、照射时间。

在使用塑料膜作为基材的情况下,例如使用2kW(80W/cm×25cm) 的灯,以基材表面的强度为20~300mW/cm2的范围内、优选为50~ 200mW/cm2的范围内的方式设定基材与紫外线照射灯间的距离,进行 0.1秒~10分钟的照射。

一般而言,紫外线照射处理时的基材温度低于150℃时,在塑料膜等情况下,也不会发生基材变形、或其强度劣化等损害基材的特性。

但是,在聚酰亚胺等耐热性高的膜的情况下,可以进行更高温下的改性处理。因此,作为该紫外线照射时的基材温度,没有一般的上限,本领域技术人员可以根据基材的种类而适当设定。

另外,对紫外线照射气氛没有特别限制,在大气中实施即可。

作为这样的紫外线的产生装置,可列举例如:金属卤化物灯、高压水银灯、低压水银灯、氙弧灯、碳弧灯、准分子灯(172nm、222nm、 308nm的单一波长、例如、USHIO电机株式会社制、株式会社MDCOM 制等)、UV光激光器等,但没有特别限定。

另外,在将所产生的紫外线照射于聚硅氮烷改性层时,从实现效率提高和均匀的照射的观点出发,优选使来自产生源的紫外线用反射板反射后照射于聚硅氮烷改性层。

就紫外线照射而言,既可以适合于间歇处理,也可以适合于连续处理,可以根据使用的基材的形状而适当选定。例如,在间歇处理的情况下,可以将表面具有聚硅氮烷改性层的层叠体用具备上述的紫外线产生源的紫外线烧成炉进行处理。紫外线烧成炉自身一般是已知的,可以使用例如eyegraphics株式会社制的紫外线烧成炉。

另外,在表面具有聚硅氮烷改性层的层叠体为带形膜状的情况下,可以通过一边使其输送、一边在具备上述紫外线产生源的干燥区域连续地照射紫外线而进行陶瓷化。

紫外线照射中所需要的时间也取决于使用的基材、聚硅氮烷改性层的组成、浓度,但一般为0.1秒~10分钟,优选为0.5秒~3分钟。

(真空紫外线照射处理:准分子(エキシマ)照射处理)

在聚硅氮烷改性层中,最优选的改性处理方法为采用真空紫外线照射的处理(准分子照射处理)。

采用真空紫外线照射的处理使用比聚硅氮烷化合物内的原子间键合力大的波长100~200nm的光能量、优选波长100~180nm的光能量。通过使用该波长的光能量,可以一边将原子的键合通过仅被称为光量子工艺的光子的作用直接切断,一边进行活性氧、臭氧引起的氧化反应。因此,可以在比较低温(约200℃以下)下进行氧化硅膜的形成。

予以说明,进行准分子照射处理时,优选如上述那样并用热处理,此时的热处理条件的详细如上所述。

放射线源只要是产生100~180nm的波长的光的放射线源即可,适宜地为在约172nm具有最大放射的准分子放射器(例如Xe准分子灯)、在约185nm具有辉线(輝線)的低压水银蒸气灯、或具有230nm以下的波长成分的中压及高压水银蒸气灯、及在约222nm处具有最大放射的准分子灯。

其中,由于Xe准分子灯以单一波长放射波长短的172nm的紫外线,因此发光效率优异。该光由于氧的吸收系数大,因此,可以用微量的氧以高浓度产生自由基氧原子种、臭氧。

另外,已知有波长短的172nm的光的能量使有机物的键合解离的能力高。通过该活性氧、臭氧和紫外线放射具有的高的能量,可以在短时间内实现聚硅氮烷涂膜的改性。

准分子灯由于光的产生效率高,因此,可以以低电力的投入使其点亮。另外,由于不发射成为光引起的温度上升的主要原因的波长长的光,在紫外线区域、即以短的波长照射能量,因此,具有抑制辐照对象物的表面温度上升的特征。因此,适于认为容易受到热的影响的 PET等挠性膜材料。

在紫外线照射时的反应中需要氧,但真空紫外线存在氧引起的吸收,因此,从紫外线照射工序中的效率容易降低方面考虑,真空紫外线的照射优选尽可能在氧浓度及水蒸气浓度低的状态下进行。即,真空紫外线照射时的氧浓度优选设为10~20000体积ppm的范围内,更优选为50~10000体积ppm的范围内。

另外,转化工艺期间的水蒸气浓度优选为1000~4000体积ppm 的范围内。

作为在真空紫外线照射时所使用的、充满照射气氛的气体,优选设为干燥非活性气体,尤其是从成本的观点出发,优选设为干燥氮气。

氧浓度的调整可以通过测量向照射库内导入的氧气、非活性气体的流量、改变流量比而进行调整。

在真空紫外线照射工序中,聚硅氮烷涂膜受到的涂膜面处的该真空紫外线的照度优选为1mW/cm2~10W/cm2的范围内,更优选为30~ 200mW/cm2的范围内,进一步优选为50~160mW/cm2的范围内。如果为 1mW/cm2~10W/cm2的范围内,则改性效率不降低,不产生在涂膜中产生磨损、或对基材造成损害的担心。

涂膜面的真空紫外线的照射能量量(照射量)优选为10~ 10000mJ/cm2的范围内,更优选为100~8000mJ/cm2的范围内,进一步优选为200~6000mJ/cm2的范围内。当其为10~10000mJ/cm2的范围内时,改性充分,不产生过量改性导致的裂缝产生、基材的热变形的担心。

另外,用于改性的真空紫外线可以通过由含有CO、CO2及CH4的至少1种的气体形成的等离子体而产生。

进而,含有CO、CO2及CH4的至少1种的气体(以下,也称为含碳的气体)可以单独使用含碳的气体,但优选以稀有气体或H2为主气体、少量添加含碳的气体。

作为等离子体的生成方式,可列举电容耦合等离子体等。

聚硅氮烷改性层的膜组成可以通过使用XPS表面分析装置测定原子组成比来测定。另外,也可以切断聚硅氮烷改性层将切面用XPS表面分析装置测定原子组成比。

另外,聚硅氮烷改性层的膜密度可以根据目的适当地设定。例如,优选在1.5~2.6g/cm3的范围内。如果为该范围内,则膜的致密程度不降低,可以实现气体阻挡性的提高、防止湿度导致的膜的氧化劣化。

聚硅氮烷改性层既可以为单层,也可以为2层以上的层叠结构。

[绝缘层]

本发明的绝缘层19通过将金属氧化物进行气相成膜而形成,所述金属氧化物的金属元素的氧化还原电位比硅的氧化还原电位低。即,含有具有比硅的氧化还原电位低的氧化还原电位的金属氧化物作为主成分。

在此,“含有具有比硅低的氧化还原电位的金属的氧化物作为主成分”是指氧化还原电位比硅低的金属的氧化物的含量相对于绝缘层 19的总质量为50质量%以上。

该含量更优选为80质量%以上,进一步优选为95质量%以上,特别优选为98质量%以上,最优选为100质量%。

作为氧化还原电位比硅低的金属的具体例,可列举例如:铌、钽、锆、钛、铪、镁、钇、铝等。这些金属可以单独使用,或者2种以上混合使用。

其中,优选选自由铌、钽、锆及钛构成的组中的至少1种金属。

即,绝缘层19优选含有选自由铌、钽、锆及钛构成的组中的至少 1种金属的氧化物作为主成分。其中,所述金属氧化物优选为氧化铌。

将主要的金属的标准氧化还原电位示于下述表1。

下述的金属的标准氧化还原电位例如可以使用市售的ORP测定计等测定含有对象的金属离子的溶液。

【表1】

作为绝缘层19的形成方法,没有特别限制,可列举例如:溅射法、蒸镀法、离子镀法等物理蒸镀法(PVD)法、等离子体CVD(chemical vapor deposition)法、ALD(Atomic Layer Deposition)等化学蒸镀法。

其中,从可以不对下部具备的后述的第1气体阻挡层121造成损害地进行成膜、具有高的生产率方面考虑,优选通过溅射法形成。

利用溅射法的成膜可以将DC(直流)溅射法、RF(高频)溅射法、组合有这些磁控管溅射的方法、进而使用了中间的频率区域的双重磁控管(DMS)溅射法等的现有技术单独使用或2种以上组合使用。

绝缘层19既可以为单层,也可以为2层以上的层叠结构。该绝缘层19为2层以上的层叠结构时,该绝缘层19可以为相同的组成,也可以为不同的组成。

绝缘层19的厚度(为2层以上的层叠结构的情况下,为其总厚度) 没有特别限制,优选为1~200nm的范围内,更优选为5~50nm的范围内。如果为该范围,则得到在生产率高的成膜节拍时间的范围内可得到充分的气体阻挡性提高效果的优点。

[发光单元]

本申请中,“发光单元”是指将至少含有发光层的有机功能层作为主体而构成的单元(单位),该发光单元夹持于阳极和阴极之间,作为整体,构成有机EL元件。电极包含第1电极13和第2电极15,分别构成有机EL元件的阴极或阳极。有机功能层14至少具有含有有机材料的发光层,进而可以在发光层和电极之间具备其它层。

在本发明的有机EL元件中,将夹持于阳极和阴极之间的各种有机功能层的层构成的优选具体例示于以下,但本发明并不限定于这些。

(1)阳极/发光层/阴极

(2)阳极/发光层/电子传输层/阴极

(3)阳极/空穴传输层/发光层/阴极

(4)阳极/空穴传输层/发光层/电子传输层/阴极

(5)阳极/空穴传输层/发光层/电子传输层/电子注入层/阴极

(6)阳极/空穴注入层/空穴传输层/发光层/电子传输层/阴极

(7)阳极/空穴注入层/空穴传输层/(电子阻挡层/)发光层/(空穴阻挡层/)电子传输层/电子注入层/阴极

在上述中优选使用(7)的构成,但并不限定于此。

在上述的代表性的元件构成中,除去了阳极和阴极的层为有机功能层。

(有机功能层)

在上述构成中,发光层由单层或多层构成。发光层为多个的情况下,可以在各发光层之间设置非发光性的中间层。

另外,根据需要可以在发光层和阴极之间设置空穴阻挡层(空穴障碍层)、电子注入层(阴极缓冲层)等,另外,可以在发光层和阳极之间设置电子阻挡层(电子障碍层)、空穴注入层(阳极缓冲层)等。

电子传输层为具有传输电子功能的层。在电子传输层中,广义上也包含电子注入层及空穴阻挡层。另外,电子传输层可以以多层构成。

空穴传输层为具有传输空穴功能的层。在空穴传输层中,广义上也包含空穴注入层及电子阻挡层。另外,空穴传输层可以以多层构成。

(串联结构)

另外,发光单元16可以为层叠有多个含有至少1层的发光层的有机功能层的、所谓的串联结构的元件。

作为有机功能层,可列举例如由上述代表性的元件构成中列举的 (1)~(7)的构成中除去了阳极和阴极的层等。

作为串联结构的代表的元件构成,可以列举例如以下的构成。(1) 阳极/第1有机功能层/中间层/第2有机功能层/阴极

(2)阳极/第1有机功能层/中间层/第2有机功能层/中间层/第3 有机功能层/阴极

在此,上述第1有机功能层、第2有机功能层及第3有机功能层可以全部相同,也可以不同。另外,也可以两个有机功能层相同,剩余的一个不同。

另外,各有机功能层可以直接层叠,也可以经由中间层而层叠。中间层由例如中间电极、中间导电层、电荷产生层、电子提取层、连接层、或中间绝缘层等构成,只要是具有对阳极侧的邻接层供给电子、对阴极侧的邻接层供给空穴的功能的层,就可以使用公知的材料构成。

作为中间层中所使用的材料,可列举例如:ITO(铟·锡氧化物)、 IZO(铟·锌氧化物)、ZnO2、TiN、ZrN、HfN、TiOX、VOX、CuI、InN、 GaN、CuAlO2、CuGaO2、SrCu2O2、LaB6、RuO2、Al等的导电性无机化合物层、Au/Bi2O3等2层膜、SnO2/Ag/SnO2、ZnO/Ag/ZnO、Bi2O3/Au/Bi2O3、 TiO2/TiN/TiO2、TiO2/ZrN/TiO2等多层膜、另外C60等富勒烯类、低聚噻吩等导电性有机物层、金属酞菁类、无金属酞菁类、金属卟啉类、无金属卟啉类等的导电性有机化合物层等,但本发明并不限定于这些。

作为串联型的发光单元的具体例,可列举例如:美国专利第6337492号、美国专利第7420203号、美国专利第7473923号、美国专利第6872472号、美国专利第6107734号、美国专利第6337492号、国际公开第2005/009087号、日本特开2006-228712号公报、日本特开2006-24791号公报、日本特开2006-49393号公报、日本特开2006 -49394号公报、日本特开2006-49396号公报、日本特开2011-96679 号公报、日本特开2005-340187号公报、专利第4711424号、专利第 3496681号、专利第3884564号、专利第4213169号、日本特开 2010-192719号公报、日本特开2009-076929号公报、日本特开 2008-078414号公报、日本特开2007-059848号公报、日本特开 2003-272860号公报、日本特开2003-045676号公报、国际公开第 2005/094130号等中记载的元件构成、构成材料等,但并不限定于这些。

以下,对构成发光单元16的各层进行说明。

[发光层]

用于有机EL元件10的发光层为提供从电极或邻接层注入的电子和空穴进行复合、经由激子而发光的场所的层。在发光层中,发光的部分可以为发光层的层内,也可以为发光层和邻接层的界面。

发光层厚度的总和没有特别限制,由形成的膜的均质性、发光时所需要的电压、及相对于驱动电流的发光色的稳定性等观点来确定。

发光层厚度的总和例如优选调整为2nm~5μm的范围内,更优选调整为2~500nm的范围内,进一步优选调整为5~200nm的范围内。

另外,作为发光层的各个膜厚,优选调整为2nm~1μm的范围内,更优选调整为2~200nm的范围内,进一步优选调整为3~150nm的范围内。

发光层优选含有发光掺杂剂(发光性掺杂剂化合物、掺杂剂化合物、也简称为掺杂剂)和主体化合物(基体材料、发光主体化合物、也简称为主体)。

(1.发光掺杂剂)

作为用于发光层的发光掺杂剂,优选使用荧光发光性掺杂剂(也称为荧光掺杂剂、荧光性化合物)、及磷光发光性掺杂剂(也称为磷光掺杂剂、磷光性化合物)。其中,优选至少1层的发光层含有磷光发光掺杂剂。

关于发光层中的发光掺杂剂的浓度,可以基于所使用的特定的掺杂剂及器件的必要条件任意地确定。发光掺杂剂的浓度可以相对于发光层的膜厚方向、以均匀的浓度含有,另外,可以具有任意的浓度分布。

另外,发光层可以含有多种发光掺杂剂。例如,可以组合使用结构不同的掺杂剂彼此的组合、荧光发光性掺杂剂和磷光发光性掺杂剂。由此,可以得到任意的发光色。

有机EL元件10发光的颜色在“新編色彩科学ハンドブック”(日本色彩学会编、东京大学出版会、1985)的108页的图4.16中,根据将用分光辐射亮度计CS-2000(KONICA MINOLTA(コニカミノル,株) 制)测定的结果应用于CIE色度坐标时的颜色来确定。

有机EL元件10也优选1层或多层的发光层含有发光色不同的多种发光掺杂剂、显示白色发光。关于显示白色的发光掺杂剂的组合,没有特别限定,可列举例如蓝和橙、蓝和绿和红的组合等。

作为有机EL元件10中的白色,优选在利用上述的方法测定2度视场角正面亮度时,1000cd/m2下的CIE1931表色系中的色度在x= 0.39±0.09、y=0.38±0.08的区域内。

(1-1.磷光发光性掺杂剂)

磷光发光性掺杂剂为观测到来自激发三重态的发光的化合物,具体而言,为在室温(25℃)进行磷光发光的化合物,为在25℃下磷光量子收率为0.01以上的化合物。在用于发光层的磷光发光性掺杂剂中,优选的磷光量子收率为0.1以上。

上述磷光量子收率可以利用第4版实验化学讲座(実験 化学講座) 7的分光II的398页(1992年版、丸善)中记载的方法来测定。溶液中的磷光量子收率可以使用各种溶剂进行测定。用于发光层的磷光发光性掺杂剂只要在任意的溶剂的任一种中实现上述磷光量子收率(0.01 以上)即可。

磷光发光性掺杂剂的发光作为原理列举2种。

一种是在传输载流子的主体化合物上通过载流子的复合而形成主体化合物的激发状态。为通过使该能量移动至磷光发光性掺杂剂、得到来自磷光发光性掺杂剂的发光的能量移动型。另一种是磷光发光性掺杂剂捕集载流子,在磷光发光性掺杂剂上产生载流子的复合,可得到来自磷光发光性掺杂剂的发光的载流子捕集型。在任一种情况下,磷光发光性掺杂剂的激发状态的能量比主体化合物的激发状态的能量低成为条件。

磷光发光性掺杂剂可以从有机EL元件10的发光层中所使用的公知的材料中适当选择而使用。

作为公知的磷光发光性掺杂剂的具体例,可列举以下的文献中所记载的化合物等。

Nature 395,151(1998)、Appl.Phys.Lett.78,1622(2001)、 Adv.Mater.19,739(2007)、Chem.Mater.17,3532(2005)、Adv. Mater.17,1059(2005)、国际公开第2009/100991号、国际公开第2008/101842号、国际公开第2003/040257号、美国专利申请公开第 2006/0202194号说明书、美国专利申请公开第2007/0087321号说明书、美国专利申请公开第2005/0244673号说明书。

Inorg.Chem.40,1704(2001)、Chem.Mater.16,2480(2004)、 Adv.Mater.16,2003(2004)、Angew.Chem.lnt.Ed.2006,45, 7800、Appl.Phys.Lett.86,153505(2005)、Chem.Lett.34,592 (2005)、Chem.Commun.2906(2005)、Inorg.Chem.42,1248(2003)、国际公开第2009/050290号、国际公开第2002/015645号、国际公开第2009/000673号、美国专利申请公开第2002/0034656号说明书、美国专利第7332232号、美国专利申请公开第2009/0108737号说明书、美国专利申请公开第2009/0039776号说明书、美国专利第6921915 号、美国专利第6687266号、美国专利申请公开第2007/0190359号说明书、美国专利申请公开第2006/0008670号说明书、美国专利申请公开第2009/0165846号说明书、美国专利申请公开第2008/0015355号说明书、美国专利第7250226号、美国专利第7396598号、美国专利申请公开第2006/0263635号说明书、美国专利申请公开第2003/0138657号说明书、美国专利申请公开第2003/0152802号说明书、美国专利第7090928号。

Angew.Chem.lnt.Ed.47,1(2008)、Chem.Mater.18,5119 (2006)、Inorg.Chem.46,4308(2007)、Organometallics 23,3745 (2004)、Appl.Phys.Lett.74,1361(1999)、国际公开第2002/002714 号、国际公开第2006/009024号、国际公开第2006/056418号、国际公开第2005/019373号、国际公开第2005/123873号、国际公开第 2007/004380号、国际公开第2006/082742号、美国专利申请公开第 2006/0251923号说明书、美国专利申请公开第2005/0260441号说明书、美国专利第7393599号、美国专利第7534505号、美国专利第 7445855号、美国专利申请公开第2007/0190359号说明书、美国专利申请公开第2008/0297033号说明书、美国专利第7338722号、美国专利申请公开第2002/0134984号说明书、美国专利第7279704号。

国际公开第2005/076380号、国际公开第2010/032663号、国际公开第2008/140115号、国际公开第2007/052431号、国际公开第 2011/134013号、国际公开第2011/157339号、国际公开第 2010/086089号、国际公开第2009/113646号、国际公开第 2012/020327号、国际公开第2011/051404号、国际公开第 2011/004639号、国际公开第2011/073149号、日本特开2012-069737 号公报、日本特开2012-195554号公报、日本特开2009-114086号公报、日本特开2003-81988号公报、日本特开2002-302671号公报、日本特开2002-363552号公报。

其中,作为优选的磷光发光性掺杂剂,可列举中心金属具有Ir 的有机金属络合物。进一步优选优选含有金属-碳键、金属-氮键、金属-氧键、金属-硫键的至少一个配位方式的络合物。

以下,列举可以适用于发光层的公知的磷光发光性掺杂剂的具体例,但磷光发光性掺杂剂并不限定于这些,也可以适用其它的化合物。

【化4】

【化5】

【化6】

【化7】

【化8】

【化9】

【化10】

【化11】

(1-2.荧光发光性掺杂剂)

荧光发光性掺杂剂为可进行来自激发单重态的发光的化合物,只要观测到来自激发单重态的发光,就没有特别限定。

作为荧光发光性掺杂剂,可列举例如:蒽衍生物、芘衍生物、 (chrysene)衍生物、荧蒽衍生物、苝(ペリレン)衍生物、芴衍生物、芳基乙炔衍生物、苯乙烯基亚芳基衍生物、苯乙烯基胺衍生物、芳基胺衍生物、硼络合物、香豆素衍生物、吡喃衍生物、花青苷衍生物、克酮酸(クロコニウム)衍生物、方酸(スクアリウム)衍生物、氧代苯并蒽衍生物、荧光素衍生物、若丹明衍生物、吡喃衍生物、苝(ペリレン)衍生物、聚噻吩衍生物、或稀土络合物系化合物等。

另外,作为荧光发光性掺杂剂,可以使用利用了延迟荧光的发光掺杂剂等。

作为利用了延迟荧光的发光掺杂剂的具体例,可列举例如国际公开第2011/156793号、日本特开2011-213643号公报、日本特开 2010-93181号公报等中记载的化合物。

(2.主体化合物)

主体化合物为在发光层中主要担负电荷的注入及传输的化合物,在有机EL元件10中,其自身的发光实质上观测不到。

优选为在室温(25℃)下、磷光发光的磷光量子收率低于0.1的化合物,进一步优选为磷光量子收率低于0.01的化合物。另外,在发光层中所含的化合物内,优选其层中的质量比为20%以上。

另外,优选主体化合物的激发状态能量比同一层内所含的发光掺杂剂的激发状态能量高。

主体化合物可以单独使用,或可以多种并用而使用。通过使用多种主体化合物,可以调整电荷的移动,可以进行有机EL元件10的高效率化。

作为用于发光层的主体化合物,没有特别限制,可以使用现有的有机EL元件中所使用的化合物。例如,可以为低分子化合物、具有重复单元的高分子化合物,或者可以为具有乙烯基、环氧基之类的反应性基团的化合物。

作为公知的主体化合物,从具有空穴传输能力或电子传输能力、并且防止发光的长波长化、进而相对于在高温驱动有机EL元件10时、元件驱动中的发热的稳定性的观点出发,优选具有高的玻璃化转变温度(Tg)。作为主体化合物,优选Tg为90℃以上,更优选为120℃以上。

在此,玻璃化转变点(Tg)为使用DSC(Differential Scanning Colorimetry:差示扫描热量法)、利用根据JIS-K-7121的方法求出的值。

作为有机EL元件10中所使用的公知的主体化合物的具体例,可列举以下的文献中记载的化合物等,但本发明并不限定于这些。

为日本特开2001-257076号公报、日本特开2002-308855号公报、日本特开2001-313179号公报、日本特开2002-319491号公报、日本特开2001-357977号公报、日本特开2002-334786号公报、日本特开 2002-8860号公报、日本特开2002-334787号公报、日本特开 2002-15871号公报、日本特开2002-334788号公报、日本特开2002 -43056号公报、日本特开2002-334789号公报、日本特开2002-75645 号公报、日本特开2002-338579号公报、日本特开2002-105445号公报、日本特开2002-343568号公报、日本特开2002-141173号公报、日本特开2002-352957号公报、日本特开2002-203683号公报、日本特开2002-363227号公报、日本特开2002-231453号公报、日本特开 2003-3165号公报、日本特开2002-234888号公报、日本特开 2003-27048号公报、日本特开2002-255934号公报、日本特开 2002-260861号公报、日本特开2002-280183号公报、日本特开 2002-299060号公报、日本特开2002-302516号公报、日本特开 2002-305083号公报、日本特开2002-305084号公报、日本特开 2002-308837号公报、美国专利申请公开第2003/0175553号说明书、美国专利申请公开第2006/0280965号说明书、美国专利申请公开第 2005/0112407号说明书、美国专利申请公开第2009/0017330号说明书、美国专利申请公开第2009/0030202号说明书、美国专利申请公开第2005/0238919号说明书、国际公开第2001/039234号、国际公开第 2009/021126号、国际公开第2008/056746号、国际公开第2004/093207号、国际公开第2005/089025号、国际公开第 2007/063796号、国际公开第2007/063754号、国际公开第 2004/107822号、国际公开第2005/030900号、国际公开第 2006/114966号、国际公开第2009/086028号、国际公开第 2009/003898号、国际公开第2012/023947号、日本特开2008-074939 号公报、日本特开2007-254297号公报、EP2034538等。

[电子传输层]

用于有机EL元件10的电子传输包含具有传输电子的功能的材料,具有将从阴极注入的电子传递至发光层的功能。

电子传输材料可以单独使用,另外,可以并用多种而使用。

关于电子传输层的总厚,没有特别限制,通常为2nm~5μm的范围内,更优选为2~500nm的范围内,进一步优选为5~200nm的范围内。

另外,在有机EL元件10中,已知有将由发光层产生的光从电极中取出时,从发光层直接取出的光、和在与取出光的电极位于对电极的电极被反射后而取出的光产生干涉。在光在阴极被反射的情况下,通过将电子传输层的总膜厚在数nm~数μm之间适当进行调整,可以有效地利用该干涉效果。

另一方面,使电子传输层的膜厚加厚时,电压容易上升,因此,特别是在膜厚厚的情况下,电子传输层的电子迁移率优选为10-5cm2/Vs以上。

作为用于电子传输层的材料(以下,称为电子传输材料),只要具有电子的注入性或传输性、或空穴的障碍性的任一种即可,可以从现有公知的化合物中选择任意的化合物而使用。

可列举例如:含氮芳香族杂环衍生物、芳香族烃环衍生物、二苯并呋喃衍生物、二苯并噻吩衍生物、噻咯衍生物等。

作为上述含氮芳香族杂环衍生物,可列举:咔唑衍生物、氮杂咔唑衍生物(构成咔唑环的碳原子的一个以上替换为氮原子)、吡啶衍生物、嘧啶衍生物、吡嗪衍生物、哒嗪衍生物、三嗪衍生物、喹啉衍生物、喹喔啉衍生物、菲咯啉衍生物、氮杂9,10-苯并菲衍生物、噁唑衍生物、噻唑衍生物、噁二唑衍生物、噻二唑衍生物、三唑衍生物、苯并咪唑衍生物、苯并噁唑衍生物、苯并噻唑衍生物等。

作为芳香族烃环衍生物,可列举:萘衍生物、蒽衍生物、9,10- 苯并菲等。

另外,在配体中具有羟基喹啉骨架、二苯并羟基喹啉骨架的金属络合物、例如三(8-羟基喹啉)铝(Alq3)、三(5,7-二氯-8-羟基喹啉)铝、三(5,7-二溴-8-羟基喹啉)铝、三(2-甲基-8-羟基喹啉)铝、三(5-甲基 -8-羟基喹啉)铝、双(8-羟基喹啉)锌(Znq)等、及这些金属络合物的中心金属替换为In、Mg、Cu、Ca、Sn、Ga或Pb的金属络合物也可以用作电子传输材料。

此外,无金属或金属酞菁、或它们的末端被烷基、磺酸基等取代的化合物也可以作为电子传输材料优选使用。

另外,作为发光层的材料例示的二苯乙烯基吡嗪衍生物也可以用作电子传输材料,与空穴注入层、空穴传输层同样地,n型-Si、n型 -SiC等无机半导体也可以用作电子传输材料。

另外,也可以使用在高分子链中导入有这些材料的、或以这些材料为高分子的主链的高分子材料。

在有机EL元件10中,作为客体材料,在电子传输层中掺杂掺杂材料,可以形成n性高的(富电子)电子传输层。

作为掺杂材料,可列举金属络合物及卤化金属等金属化合物、其它的n型掺杂剂。

作为这样的构成的电子传输层的具体例,可列举例如: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)等文献中所记载的电子传输层。

作为有机EL元件10中所使用的公知的优选电子传输材料的具体例,可列举以下的文献中记载的化合物等,但并不限定于这些。

美国专利第6528187号、美国专利第7230107号、美国专利申请公开第2005/0025993号说明书、美国专利申请公开第2004/0036077 号说明书、美国专利申请公开第2009/0115316号说明书、美国专利申请公开第2009/0101870号说明书、美国专利申请公开第2009/0179554 号说明书、国际公开第2003/060956号、国际公开第2008/132085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、国际公开第2004/080975号、国际公开第2004/063159号、国际公开第2005/085387号、国际公开第2006/067931号、国际公开第 2007/086552号、国际公开第2008/114690号、国际公开第 2009/069442号、国际公开第2009/066779号、国际公开第 2009/054253号、国际公开第2011/086935号、国际公开第 2010/150593号、国际公开第2010/047707号、EP2311826号、日本特开2010-251675号公报、日本特开2009-209133号公报、日本特开 2009-124114号公报、日本特开2008-277810号公报、日本特开 2006-156445号公报、日本特开2005-340122号公报、日本特开2003 -45662号公报、日本特开2003-31367号公报、日本特开2003-282270 号公报、国际公开第2012/115034号等。

作为更优选的电子传输材料,可列举:吡啶衍生物、嘧啶衍生物、吡嗪衍生物、三嗪衍生物、二苯并呋喃衍生物、二苯并噻吩衍生物、咔唑衍生物、氮杂咔唑衍生物、苯并咪唑衍生物。

[空穴阻挡层]

空穴阻挡层广义上为具有电子传输层的功能的层。优选包含具有传输电子的功能、并且传输空穴的能力小的材料。通过在传输电子的同时阻挡空穴,可以提高电子和空穴的复合概率。

另外,可以将上述的电子传输层的构成根据需要用作空穴阻挡层。

设置于有机EL元件10的空穴阻挡层优选邻接于发光层的阴极侧而设置。

在有机EL元件10中,空穴阻挡层的厚度优选为3~100nm的范围内,进一步优选为5~30nm的范围内。

作为用于空穴阻挡层的材料,优选使用上述的用于电子传输层的材料,另外,上述的用作主体化合物的材料也在空穴阻挡层中优选使用。

[电子注入层]

电子注入层(也称为“阴极缓冲层”)是为了降低驱动电压、提高发光亮度而设置在阴极和发光层之间的层。电子注入层的一例记载于“有機EL素子とその工業化最前線(1998年11月30日N.T.S社发行)”的第2编第2章“電極材料”(123~166页)。

在有机EL元件10中,电子注入层根据需要而设置,如上所述,设置在阴极和发光层之间、或阴极和电子传输层之间。

电子注入层优选为极薄的膜,也取决于原材料,但其膜厚优选为 0.1~5nm的范围内。另外,可以为构成材料间断地存在的不均匀的膜。

电子注入层在日本特开平6-325871号公报、日本特开平9-17574 号公报、日本特开平10-74586号公报等中也记载有其详细。作为在电子注入层中优选使用的材料的具体例,可列举以锶、铝等为代表的金属、以氟化锂、氟化钠、氟化钾等为代表的碱金属化合物、以氟化镁、氟化钙等为代表的碱土金属化合物、以氧化铝为代表的金属氧化物、以8-羟基喹啉锂(Liq)等为代表的金属络合物等。另外,也可以使用上述的电子传输材料。

另外,用于上述的电子注入层的材料可以单独使用,也可以并用多种而使用。

[空穴传输层]

空穴传输层包含具有传输空穴的功能的材料。空穴传输层为具有将从阳极中注入的空穴传递至发光层的功能的层。

在有机EL元件10中,对空穴传输层的总膜厚没有特别限制,但通常为0.5nm~5μm的范围内,更优选为2~500nm的范围内,进一步优选为5~200nm的范围内。

用于空穴传输层的材料(以下,称为空穴传输材料)只要具有空穴的注入性或传输性、电子的障碍性的任一种即可。

空穴传输材料可以从现有公知的化合物中选择任意的化合物而使用。空穴传输材料可以单独使用,另外,可以并用多种而使用。

空穴传输材料可列举例如:卟啉衍生物、酞菁衍生物、噁唑衍生物、噁二唑衍生物、三唑衍生物、咪唑衍生物、吡唑啉衍生物、吡唑啉酮衍生物、亚苯基二胺衍生物、腙衍生物、(スチルベン)衍生物、多芳基链烷衍生物、三芳基胺衍生物、咔唑衍生物、吲哚并咔唑衍生物、异吲哚衍生物、蒽、萘等并苯系衍生物、芴衍生物、芴酮衍生物、聚乙烯基咔唑、在主链或侧链上导入有芳香族胺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PEDOT:PSS、苯胺系共聚物、聚苯胺、聚噻吩等)等。

作为三芳基胺衍生物,可列举:以α-NPD为代表的联苯胺型、以 MTDATA为代表的星爆型、在三芳基胺连结芯部具有芴、蒽的化合物等。

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9,10-苯并菲衍生物也可以用作空穴传输材料。

进而,也可以使用掺杂有杂质的p性高的空穴传输层。例如,也可以将日本特开平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) 等中记载的构成适用于空穴传输层。

另外,也可以使用日本特开平11-251067号公报、J.Huang et.al. 著文献(Applied Physics Letters 80(2002),p.139)中所记载的、所谓的p型空穴传输材料、p型-Si、p型-SiC等无机化合物。进而,也优选使用在以Ir(ppy)3为代表的中心金属中具有Ir、Pt的邻位金属化有机金属络合物。

作为空穴传输材料,可以使用上述的材料,但优选使用三芳基胺衍生物、咔唑衍生物、吲哚并咔唑衍生物、氮杂9,10-苯并菲衍生物、有机金属络合物、在主链、或侧链上导入有芳香族胺的高分子材料或低聚物等。

作为用于有机EL元件10的空穴传输材料的具体例,除上述中列举的文献之外,可列举以下的文献中记载的化合物等,但并不限定于这些。

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.51,913(1987)、Synth.Met. 87,171(1997)、Synth.Met.91,209(1997)、Synth.Met.111,421 (2000)、SID Symposium Digest,37,923(2006)、J.Mater.Chem. 3,319(1993)、Adv.Mater.6,677(1994)、Chem.Mater.15,3148 (2003)、美国专利申请公开第2003/0162053号说明书、美国专利申请公开第2002/0158242号说明书、美国专利申请公开第2006/0240279 号说明书、美国专利申请公开第2008/0220265号说明书、美国专利第 5061569号、国际公开第2007/002683号、国际公开第2009/018009 号、EP650955、美国专利申请公开第2008/0124572号说明书、美国专利申请公开第2007/0278938号说明书、美国专利申请公开第 2008/0106190号说明书、美国专利申请公开第2008/0018221号说明书、国际公开第2012/115034号、日本特表2003-519432号公报、日本特开2006-135145号公报、美国专利申请号13/585981号。

[电子阻挡层]

电子阻挡层广义上为具有空穴传输层的功能的层。优选包含具有传输空穴的功能、并且传输电子的能力小的材料。电子阻挡层通过在传输空穴的同时阻挡电子,可以提高电子和空穴的复合概率。

另外,可以将上述的空穴传输层的构成根据需要用作有机EL元件 10的电子阻挡层。设置于有机EL元件10的电子阻挡层优选邻接于发光层的阳极侧而设置。

作为电子阻挡层的厚度,优选为3~100nm的范围内,进一步优选为5~30nm的范围内。

作为用于电子阻挡层的材料,可以优选使用用于上述的空穴传输层的材料。另外,用作上述的主体化合物的材料也可以作为电子阻挡层优选使用。

[空穴注入层]

空穴注入层(也称为“阳极缓冲层”)是为了降低驱动电压、提高发光亮度而设置在阳极和发光层之间的层。空穴注入层的一例记载于“有機EL素子10とその工業化最前線(1998年11月30日N.T.S社发行)”的第2编第2章“電極材料”(123~166页)。

空穴注入层根据需要而设置,如上所述,设置在阳极和发光层之间、或阳极和空穴传输层之间。

空穴注入层在日本特开平9-45479号公报、日本特开平9-260062 号公报、日本特开平8-288069号公报等中也记载有其详细。

用于空穴注入层的材料可列举例如用于上述的空穴传输层的材料等。其中,优选以铜酞菁为代表的酞菁衍生物、日本特表2003-519432、日本特开2006-135145等中所记载的六氮杂9,10-苯并菲衍生物、以氧化钒为代表的金属氧化物、非晶碳、聚苯胺(翠绿亚胺)、聚噻吩等导电性高分子、以三(2-苯基吡啶)铟络合物等为代表的邻位金属化络合物、三芳基胺衍生物等。

用于上述的空穴注入层的材料可以单独使用,另外,可以并用多种而使用。

[其它添加剂]

构成有机EL元件10的有机功能层可以进一步含有其它添加剂。

作为其它添加剂,可列举例如溴、碘及氯等卤元素、卤化化合物、 Pd、Ca、Na等碱金属或碱土金属、过渡金属的化合物、络合物、盐等。

添加剂的含量可以任意地确定,但相对于所含有的层的总质量%,优选为1000ppm以下,更优选为500ppm以下,进一步优选为50ppm 以下。

但是,根据提高电子、空穴的传输性的目的、用于使激子的能量移动为有利的目的等的不同而不为该范围内。

[有机功能层的形成方法]

对有机EL元件10的有机功能层(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。

有机功能层的形成方法没有特别限制,可以通过现有公知的例如真空蒸镀法、湿式法(湿工艺)等来形成。

作为湿式法,有:旋涂法、流延法、喷墨法、印刷法、模涂法、刮刀涂敷法、辊涂法、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、且高生产率方面考虑,优选模涂法、辊涂法、喷墨法、喷涂法等对于辊对辊方式适性高的方法。

在湿式法中,作为将有机功能层的材料溶解或分散的液体介质,可以使用例如甲基乙基酮、环己酮等酮类、醋酸乙酯等脂肪酸酯类、二氯苯等卤化烃类、甲苯、二甲苯、均三甲苯、环己基苯等芳香族烃类、环己烷、十氢化萘、十二烷等脂肪族烃类、DMF、DMSO等有机溶剂。

另外,可以通过超声波、高剪切力分散、介质分散等分散方法进行分散。

在构成有机功能层的各层的形成中采用蒸镀法的情况下,其蒸镀条件因使用的化合物的种类等而不同,一般期望在舟皿加热温度50~ 450℃、真空度10-6~10-2Pa、蒸镀速度0.01~50nm/秒、基板温度- 50~300℃、膜厚0.1nm~5μm、优选5~200nm的范围内适当选择。

有机EL元件10的形成优选通过一次的抽真空连贯地从有机功能层制作至阴极,但也可以在中途取出而实施不同的成膜法。此时,优选在干燥非活性气体气氛下进行该操作。

另外,可以每层适用不同的形成方法。

[第1电极]

第1电极13可使用包含功函数大的(4eV以上、优选4.3V以上) 金属、合金、导电性化合物、及它们的混合物的电极物质。

作为这样的电极物质的具体例,可列举Au、Ag等金属及它们的合金、CuI、铟锡氧化物(ITO)、SnO2、ZnO等导电性透明材料。

另外,可以使用IDIXO(In2O3-ZnO)等非晶质且能够制作透明导电膜的材料。

第1电极13将这些电极物质通过蒸镀、溅射等方法形成薄膜,用光刻法形成所期望形状的图案。或者,不太需要图案精度的(100μm 以上左右)情况下,在用蒸镀法或溅射法形成上述电极物质时,可以经由所期望形状的掩模而形成图案。

在使用如有机导电性化合物那样的可涂布的物质的情况下,也可以使用印刷方式、涂敷方式等湿式成膜法。

在从第1电极13侧取出发光光的情况下,期望使透过率大于10%。

另外,作为第1电极13的薄膜电阻优选数百Ω/sq.以下。

另外,第1电极13的厚度也取决于材料,但通常在10nm~1μm、优选10~200nm的范围内选择。

特别优选第1电极13为以银为主成分而构成的层、使用银或以银为主成分的合金而构成。

作为这样的第1电极13的形成方法,可列举涂布法、喷墨法、涂敷法、浸渍法等使用湿工艺的方法、蒸镀法(电阻加热、EB法等)、溅射法、CVD法等使用干工艺的方法等。其中,优选适用蒸镀法。

构成第1电极13的以银(Ag)为主成分的合金作为一例可列举银镁 (AgMg)、银铜(AgCu)、银钯(AgPd)、银钯铜(AgPdCu)、银铟(AgIn)等。

如上所述的第1电极13可以为银或以银为主成分的合金的层根据需要分成多层而层叠的构成。

进而,该第1电极13优选厚度在4~15nm的范围内。如果为厚度 15nm以下,则较低地抑制层的吸收成分及反射成分,维持透明阻挡膜的光透过率,因此优选。另外,通过厚度为4nm以上,也确保层的导电性。

予以说明,在形成以银为主成分而构成的层作为第1电极13的情况下,可以将含有Pd等的其它导电层、氮化合物、硫化合物等的有机层作为第1电极13的基底层形成。通过形成基底层,可以提高以银为主成分而构成的层的成膜性、降低第1电极13的电阻率、及提高第1 电极13的光透过性。

[第2电极]

作为第2电极15,可使用包含功函数小的(4eV以下)金属(称为电子注入性金属)、合金、导电性化合物、及它们的混合物的电极物质。

作为这样的电极物质的具体例,可列举:钠、钠-钾合金、镁、锂、镁/铜混合物、镁/银混合物、镁/铝混合物、镁/铟混合物、铝/氧化铝 (Al2O3)混合物、铟、锂/铝混合物、铝、稀土金属等。

其中,从电子注入性及对于氧化等的耐久性方面考虑,适宜的是电子注入性金属和与该电子注入性金属相比功函数的值大且稳定的第二金属的混合物、例如镁/银混合物、镁/铝混合物、镁/铟混合物、铝 /氧化铝(Al2O3)混合物、锂/铝混合物、铝等。

第2电极15可以对上述电极物质使用蒸镀、溅射等方法制作。另外,第2电极15的薄膜电阻优选为数百Ω/sq.以下。另外,第2电极 15的厚度在通常10nm~5μm的范围内、优选50~200nm的范围内选择。

另外,第2电极15中以1~20nm的范围内的膜厚制作上述金属之后,在其上制作第1电极的说明中列举的导电性透明材料,由此可以制作透明或半透明的第2电极15。通过将其应用,可以制作第1电极 13和第2电极15这两者具有透过性的元件。

[密封层]

有机EL元件10通过在形成有绝缘层19的挠性基材11的一个面上经由覆盖第1电极13、有机功能层14及第2电极15的密封层17 贴合密封构件18而进行固体密封。

有机EL元件10的固体密封在密封构件18或挠性基材11的贴合面上使未固化的树脂材料分散于多个地方而涂布,经由这些树脂材料将密封构件18和挠性基材11相互挤压之后,将树脂材料进行固化,由此进行一体化而形成。

密封层17在至少覆盖发光单元16的状态下设置,在使第1电极 13及第2电极15的端子部分(图示省略)露出的状态下设置。另外,也可以以在密封构件18中设置电极,使有机EL元件10的第1电极 13及第2电极15的端子部分和该电极导通的方式构成。

密封层17由用于接合挠性基材11和密封构件18的树脂材料(树脂密封层)构成。

另外,除树脂材料(树脂密封层)之外,可以使用无机材料(无机密封层)。例如,也可以设为将第1电极13、有机功能层14及第2电极 15用无机密封层覆盖之后、利用树脂密封层接合密封构件18和挠性基材11的构成。

[树脂密封层]

树脂密封层用于将密封构件18固定于挠性基材11侧。另外,作为用于密封夹持于密封构件18和挠性基材11之间的第1电极13、有机功能层14及第2电极15的密封剂而使用。

为了将密封构件18接合于挠性基材11,优选使用任意的固化型树脂密封层进行粘接。

对于树脂密封层,从提高与邻接的密封构件18、挠性基材11等的密合性的观点出发,可以适当选择适宜的粘接材料。

作为这样的树脂密封层,优选使用热固化性树脂。

作为热固化性粘接剂,可以使用例如以在分子的末端或侧链具有烯属双键的化合物和热聚合引发剂为主成分的树脂等。

更具体而言,可以使用包含环氧系树脂、丙烯酸系树脂等的热固化性粘接剂。另外,也可以根据有机EL元件10的制造工序中使用的贴合装置及固化处理装置而使用溶融型的热固化性粘接剂。

另外,作为这样的树脂密封层,优选使用光固化性树脂。

可列举例如:聚酯(甲基)丙烯酸酯、聚醚(甲基)丙烯酸酯、环氧(甲基)丙烯酸酯、聚氨酯(甲基)丙烯酸酯等各种以(甲基)丙烯酸酯为主成分的光自由基聚合性树脂、以环氧基、乙烯基醚等树脂为主成分的光阳离子聚合性树脂、硫醇·烯加成型树脂等。在这些光固化性树脂中,优选固化物的收缩率低、脱气也少、另外长期可靠性优异的环氧树脂系的光阳离子聚合性树脂。

另外,作为这样的树脂密封层,可以使用化学固化型(二液混合) 的树脂。另外,可以使用热熔型的聚酰胺、聚酯、聚烯烃。另外,可以使用阳离子固化型的紫外线固化型环氧树脂。

予以说明,构成有机EL元件10的有机材料有时由于热处理而劣化。因此,优选使用从室温至80℃可以粘接固化的树脂材料。

[密封构件]

密封构件18为覆盖有机EL元件10的密封构件,板状(膜状)的密封构件18通过密封层17固定于挠性基材11侧。

作为板状(膜状)的密封构件18,具体而言,可列举玻璃基板、聚合物基板,可以将这些基板材料进一步制成薄型的膜状而使用。

作为玻璃基板,特别地可以列举钠钙玻璃、含钡·锶的玻璃、铅玻璃、铝硅酸玻璃、硼硅酸玻璃、钡硼硅酸玻璃、石英等。

另外,作为聚合物基板,可以列举聚碳酸酯、丙烯酸、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚醚硫化物、聚砜等。

另外,作为密封构件18,优选使用叠层有树脂膜(聚合物膜)的金属箔。叠层有树脂膜的金属箔不能用作光取出侧的挠性基材11,但为低成本,为透湿性低的密封材料。因此,作为不打算进行光取出的密封构件18是适宜的。

予以说明,金属箔是指:与通过溅射、蒸镀等形成的金属薄膜、或由导电性糊等流动性电极材料形成的导电膜不同、为通过轧制等形成的金属的箔或膜。

作为金属箔,对金属的种类没有特别限定,可列举例如铜(Cu)箔、铝(Al)箔、金(Au)箔、黄铜箔、镍(Ni)箔、钛(Ti)箔、铜合金箔、不锈钢箔、锡(Sn)箔、高镍合金箔等。在这些各种金属箔中,作为特别优选的金属箔,可列举Al箔。

金属箔的厚度优选6~50μm的范围内。如果为6~50μm的范围内,则通过用于金属箔的材料可以防止使用时产生的针孔的发生,可以得到需要的气体阻挡性(透湿度、氧透过率)。

例如,可以使用聚乙烯系树脂、聚丙烯系树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯系树脂、聚酰胺系树脂、乙烯-乙烯醇共聚物系树脂、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物系树脂、丙烯腈-丁二烯共聚物系树脂、赛璐玢系树脂、维尼纶系树脂、偏氯乙烯系树脂等。

聚丙烯系树脂及尼龙系树脂等树脂可以进行拉伸,也可以进一步涂敷偏氯乙烯系树脂。另外,聚乙烯系树脂可以使用低密度和高密度的任一种。

密封构件18优选用根据JIS-K-7126-1987的方法所测定的氧透过度为1×10-3ml/(m2·24h·atm)以下、用根据JIS-K-7129-1992的方法所测定的水蒸气透过度(25±0.5℃、相对湿度(90±2)%RH)为1×10 -3g/(m2·24h)以下。

另外,如上所述的基板材料可以加工成凹板状而用作密封构件 18。该情况下,对上述的基板构件实施喷沙加工、化学蚀刻加工等加工,形成凹状。

另外,并不限于此,可以使用金属材料。作为金属材料,可列举选自由不锈钢、铁、铜、铝、镁、镍、锌、铬、钛、钼、硅、锗及钽构成的组中的1种以上的金属或合金。这样的金属材料通过制成薄型的膜状而用作密封构件18,由此可以将设有有机EL元件10的发光面板整体薄型化。

[无机密封层]

无机密封层以在具有第1气体阻挡层121的挠性基材11上覆盖配置有第1电极13、有机功能层14及第2电极15的以外的部分的方式形成。

无机密封层为与树脂密封层一起密封第1电极13、有机功能层14 及第2电极15的构件。因此,无机密封层优选使用具有抑制使第1 电极13、有机功能层14及第2电极15劣化的水分、氧等侵入的功能的材料。

另外,由于无机密封层为直接相接于绝缘层19、第1电极13、有机功能层14及第2电极15的构成,因此,优选使用与绝缘层19、第 1电极13、有机功能层14及第2电极15的接合性优异的材料。

作为无机密封层,优选由密封性高的无机氧化物、无机氮化物、无机碳化物等化合物形成。

具体而言,可以由SiOx、Al2O3、In2O3、TiOx、ITO(锡·铟氧化物)、 AlN、Si3N4、SiOxN、TiOxN、SiC等形成。

无机密封层可以通过溶胶凝胶法、蒸镀法、CVD、ALD(Atomic Layer Deposition)、PVD、溅射法等公知的方法而形成。

另外,无机密封层通过在大气压等离子体法中选择作为原料(也称为原材料)的有机金属化合物、分解气体、分解温度、投入电力等条件,可以分别制作氧化硅、以氧化硅为主体的无机氧化物、或无机氧氮化物、无机氧化卤化物等之类的无机碳化物、无机氮化物、无机硫化物、及无机卤化物等的混合物等的组成。

例如,如果将硅化合物用作原料化合物,在分解气体中使用氧,则生成硅氧化物。另外,如果将硅氮烷等用作原料化合物,则生成氧化氮化硅。这是因为,在等离子体空间内,非常活性的荷电粒子·活性自由基以高密度存在,因此,在等离子体空间内多阶段的化学反应非常高速地被促进,等离子体空间内的元素在非常短时间内向热力学稳定的化合物变换。

用于形成这样的无机密封层的原料如果为硅化合物,则在常温常压下可以为气体、液体、固体的任一种状态。在气体的情况下,可以直接导入于放电空间,但液体、固体的情况下,通过加热、鼓泡、减压、超声波照射等方法使其气化而使用。

另外,可以利用溶剂进行稀释而使用,溶剂可以使用甲醇、乙醇、正己烷等有机溶剂及它们的混合溶剂。予以说明,这些稀释溶剂在等离子体放电处理中分解为分子状、原子状,因此,可以基本上忽视影响。

作为这样的硅化合物,可列举:硅烷、四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、四正丙氧基硅烷、四异丙氧基硅烷、四正丁氧基硅烷、四叔丁氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、二乙基二甲氧基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、乙基三甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、(3,3,3-三氟丙基)三甲氧基硅烷、六甲基二硅氧烷、双(二甲基氨基)二甲基硅烷、双(二甲基氨基)甲基乙烯基硅烷、双(乙基氨基)二甲基硅烷、N,O-双(三甲基甲硅烷基)乙酰胺、双(三甲基甲硅烷基)碳化二亚胺、二乙基氨基三甲基硅烷、二甲基氨基二甲基硅烷、六甲基二硅氮烷、六甲基环三硅氮烷、七甲基二硅氮烷、九甲基三硅氮烷、八甲基环四硅氮烷、四二甲基氨基硅烷、四异氰酸根合硅烷、四甲基二硅氮烷、三(二甲基氨基)硅烷、三乙氧基氟硅烷、烯丙基二甲基硅烷、烯丙基三甲基硅烷、苄基三甲基硅烷、双(三甲基甲硅烷基)乙炔、1,4-双三甲基甲硅烷基-1,3-丁二炔、二-叔丁基硅烷、1,3-二硅杂丁烷、双(三甲基甲硅烷基)甲烷、环戊二烯基三甲基硅烷、苯基二甲基硅烷、苯基三甲基硅烷、炔丙基三甲基硅烷、四甲基硅烷、三甲基甲硅烷基乙炔、1-(三甲基甲硅烷基)-1-丙炔、三(三甲基甲硅烷基)甲烷、三(三甲基甲硅烷基)硅烷、乙烯基三甲基硅烷、六甲基二硅烷、八甲基环四硅氧烷、四甲基环四硅氧烷、六甲基环四硅氧烷、M silicate 51等。

另外,作为用于将这些含有硅的原料气体进行分解而得到无机密封层的分解气体,可列举:氢气、甲烷气体、乙炔气体、一氧化碳气体、二氧化碳气体、氮气、氨气、氧化亚氮气体、氧化氮气体、二氧化氮气体、氧气、水蒸气、氟气、氟化氢、三氟醇、三氟甲苯、硫化氢、二氧化硫、二硫化碳、氯气等。

通过适当选择上述含有的硅的原料气体和分解气体,可以得到含有氧化硅、还有氮化物、碳化物等的无机密封层。

在大气压等离子体法中,相对于这些反应性气体,主要将容易成为等离子体状态的放电气体进行混合,将气体送入等离子体放电产生装置。

作为这样的放电气体,可使用氮气和/或周期表的18族原子、具体为氦、氖、氩、氪、氙、氡等。其中,特别优选使用氮、氦、氩。

通过将上述放电气体和反应性气体进行混合、作为薄膜形成(混合) 气体供给至大气压等离子体放电产生装置(等离子体产生装置)而进行膜形成。放电气体和反应性气体的比例因要得到的膜的性质而不同,相对于混合气体整体,使放电气体的比例为50%以上而供给反应性气体。

其中,从可以将元件薄型化方面考虑,可以优选使用作为密封构件18制成薄型的膜状的聚合物基板。

膜状的聚合物基板优选用根据JIS-K-7126-1987的方法所测定的氧透过度为1×10-3ml/(m2·24h·atm)以下,用根据JIS-K-7129-1992 的方法所测定的水蒸气透过度(25±0.5℃、相对湿度(90±2)%RH)为1 ×10-3g/(m2·24h)以下。

另外,如上所述的基板材料可以加工成凹板状作为密封构件18 使用。该情况下,对上述的基板构件实施喷砂加工、化学蚀刻加工等加工,形成凹状。

另外,并不限于此,可以使用金属材料。作为金属材料,可列举选自由不锈钢、铁、铜、铝、镁、镍、锌、铬、钛、钼、硅、锗及钽构成的组中的1种以上的金属或合金。这样的金属材料通过制成薄型的膜状而用作密封构件18,由此可以将设有有机电致发光元件的发光面板整体薄型化。

[用途]

有机EL元件10可以适用于显示器件、显示器、各种发光光源等电子设备。

作为发光光源,可列举例如:家庭用照明、车内照明等照明装置、钟表、液晶用背光、招牌广告、信号机、光存储介质等的光源、电子照相复印机的光源、光通信处理机的光源、光传感器的光源等,但并不限定于此。特别是可以有效地用于作为液晶显示装置的背光、照明用光源的用途。

在有机EL元件10中,可以根据需要在成膜时用金属掩模、喷墨印刷法等实施图案化。进行图案化的情况下,可以仅将电极图案化,也可以将电极和发光层图案化,或者可以将元件全层图案化。在元件的制作中,可以使用现有公知的方法。

〈2.有机电致发光元件的实施方式(第2实施方式)〉

[有机电致发光元件的构成]

接着,对第2实施方式进行说明。图2表示第2实施方式的有机电致发光元件的概略构成。

图2所示的有机EL元件20具备挠性基材11、第2气体阻挡层122、第1气体阻挡层121、绝缘层19、第1电极13、具有有机功能层14 的发光单元16、第2电极15、密封层17及密封构件18。

该有机EL元件20除在挠性基材11和第1气体阻挡层121之间具备第2气体阻挡层122的构成之外,为与上述的第1实施方式同样的构成。因此,以下说明中,省略关于与第1实施方式的有机EL元件同样的构成要素的重复详细说明,对第2实施方式的有机EL元件的构成进行说明。

[第2气体阻挡层]

设置在挠性基材11的表面的第2气体阻挡层122由含有选自碳 (C)、氮(N)及氧(O)中的至少1种以上的元素的硅化合物构成。

而且,构成第2气体阻挡层122的硅化合物通过使选自这些C、N 及O中的至少1种以上的元素的元素比率变化,第2气体阻挡层122 具有从表面向厚度方向连续的组成变化。

进而,构成第2气体阻挡层122的硅化合物在该厚度方向的连续的组成变化中,具有一个以上的极值。即,第2气体阻挡层122由含有硅、氧及碳的材料构成,具有硅、氧及碳的含有率不同的多层形成的层叠结构。

这样的覆膜及第2气体阻挡层优选用根据JIS-K-7129-1992的方法所测定的水蒸气透过度(25±0.5℃、相对湿度90±2%RH)为 0.01g/(m2·24小时)以下。另外,优选用根据JIS-K-7126-1987的方法所测定的氧透过度为1×10-3ml/(m2·24小时·atm)以下,水蒸气透过度为1×10-5g/(m2·24小时)以下。

关于气体阻挡性膜的形成方法,没有特别限定,可以使用例如真空蒸镀法、溅射法、反应性溅射法、分子束外延法、团簇离子束法、离子镀法、等离子体聚合法、大气压等离子体聚合法、等离子体CVD 法、激光CVD法、热CVD法、涂敷法等。特别是可以优选使用日本特开2004-68143号公报中记载的大气压等离子体聚合法。

(第2气体阻挡层:构成)

上述的由硅化合物构成的第2气体阻挡层122在表示膜厚方向上自第2气体阻挡层122的表面的距离和上述各元素(硅、氧或碳)的原子量的比率(原子比率)的关系的各元素的分布曲线中具有特征。

予以说明,硅、氧或碳的原子比率用相对于硅、氧及碳的各元素的合计量的硅、氧或碳的比率[(Si、O、C)/(Si+O+C)]表示。

硅分布曲线、氧分布曲线及碳分布曲线表示第2气体阻挡层122 自表面的距离中的硅的原子比率、氧的原子比率及碳的原子比率。另外,将表示膜厚方向上自第2气体阻挡层122的表面(第1电极13侧的界面)的距离和氧与碳的合计的原子量的比率(原子比率)的关系的分布曲线设为氧碳分布曲线。

另外,第2气体阻挡层122除硅、氧及碳之外,可以进一步含有氮。通过含有氮,可以控制第2气体阻挡层122的折射率。

例如、SiO2的折射率为1.5,与此相对,SiN的折射率为1.8~2.0 左右。因此,通过在第2气体阻挡层122中含有氮、在第2气体阻挡层122内形成SiON,可以形成作为优选的折射率值的1.6~1.8。这样,通过调整氮的含量,可以控制第2气体阻挡层122的折射率。

在第2气体阻挡层122含有氮的情况下,构成第2气体阻挡层122 的各元素(硅、氧、碳或氮)的分布曲线成为如下。

除硅、氧及碳之外还含有氮的情况下,硅、氧、碳或氮的原子比率用相对于硅、氧、碳及氮的各元素的合计量的硅、氧、碳或氮的比率[(Si、O、C、N)/(Si+O+C+N)]表示。

硅分布曲线、氧分布曲线、碳分布曲线、及氮分布曲线表示自第 2气体阻挡层122的表面的距离中的硅的原子比率、氧的原子比率、碳的原子比率、及氮的原子比率。

(元素的分布曲线和折射率分布的关系)

第2气体阻挡层122的折射率分布可以根据第2气体阻挡层122 的厚度方向的碳量及氧量而控制。

图3表示第2气体阻挡层122的硅分布曲线、氧分布曲线、碳分布曲线及氮分布曲线的一例。另外,图4中自图3所示的硅分布曲线、氧分布曲线、碳分布曲线及氮分布曲线将碳分布曲线放大而表示。

在图3及图4中,横轴表示膜厚方向上自第2气体阻挡层122的表面的距离[nm]。另外,纵轴表示相对于硅、氧及碳的各元素的合计量的硅、氧、碳或氮的各自的原子比率[at%]。

予以说明,关于硅分布曲线、氧分布曲线、碳分布曲线及氮分布曲线的测定方法的详细,在后文中进行描述。

如图3所示,根据自第2气体阻挡层122的表面的距离,硅、氧、碳、及氮的原子比率发生变化。特别是关于氧及碳,根据自第2气体阻挡层122的表面的距离,原子比率的变动大,各自的分布曲线具有多个极值。另外,氧分布曲线和碳分布曲线存在相关关系,在碳的原子比率大的距离中,氧的原子比率变小,在碳的原子比率小的距离中,氧的原子比率变大。

另外,图5表示第2气体阻挡层122的折射率分布曲线。

图5中,横轴表示膜厚方向上自第2气体阻挡层122的表面的距离[nm]。纵轴表示第2气体阻挡层122的折射率。

图5所示的第2气体阻挡层122的折射率为膜厚方向上自第2气体阻挡层122的表面的距离处第2气体阻挡层122相对于可见光的折射率的测定值。

第2气体阻挡层122的折射率分布的测定可以使用公知的方法,可以使用例如分光椭偏仪(日本分光社制ELC-300)等进行。

如图4及图5所示,在碳的原子比率和第2气体阻挡层122的折射率中存在相关关系。

具体而言,在第2气体阻挡层122中,在碳的原子比率增加的位置,第2气体阻挡层122的折射率也增加。这样,根据碳的原子比率,第2气体阻挡层122的折射率发生变化。即,通过在第2气体阻挡层 122中调整膜厚方向的碳的原子比率的分布,可以控制第2气体阻挡层122的折射率分布曲线。

另外,如上所述,由于在碳的原子比率和氧的原子比率中也存在相关关系,因此,通过控制氧的原子比率及分布曲线,可以控制第2 气体阻挡层122的折射率分布曲线。

通过具备在折射率分布上具有极值的第2气体阻挡层122,可以抑制在挠性基材11的界面产生的反射、干涉。因此,透过有机EL元件10的光通过第2气体阻挡层122的作用,不受全反射、干涉的影响而出光。因此,光量不降低,有机EL元件10的光的取出效率提高。

另外,在使用包含银等的金属透明导电层作为第1电极13的情况下,透过有机EL元件10的光在第1电极13受到反射、干涉而容易产生大的视场角依赖性的问题。其认为是:金属透明导电层中的金属的凝聚、在金属透明导电层或其界面特定的波长区域反射而干涉到发光光谱,发光光谱变化而显示视场角依赖性。

因此,通过将第2气体阻挡层122的折射率分布以不干涉到放出光的特定的波长的方式进行调整,可以抑制视场角依赖性。

第2气体阻挡层122的折射率分布可以根据碳的原子比率而控制。因此,通过控制碳的分布曲线,可以对第2气体阻挡层122赋予任意的光学的特性。

在本例中,通过第2气体阻挡层122在折射率分布曲线中具有一个以上的极值,由此可以控制光谱而调整色域。因此,可以使有机EL 元件10的干涉条件分散,可以形成在特定的波长下不干涉的构成。因此,可以用第2气体阻挡层122控制透过有机EL元件10的光的配光性,消除发光光谱的视场角依赖性,实现有机EL元件10的均匀的配光性。

(各元素的分布曲线的条件)

第2气体阻挡层122优选硅、氧及碳的原子比率或各元素的分布曲线满足以下(i)~(iii)的条件。

(i)硅的原子比率、氧的原子比率及碳的原子比率在第2气体阻挡层122的膜厚的90%以上的区域中满足下述式(1):

(氧的原子比率)>(硅的原子比率)>(碳的原子比率)···(1)

所示的条件。

或者,硅的原子比率、氧的原子比率及碳的原子比率在第2气体阻挡层122的膜厚的90%以上的区域中满足下述式(2):

(碳的原子比率)>(硅的原子比率)>(氧的原子比率)···(2)

所示的条件。

(ii)碳分布曲线至少具有一个极大值和极小值。

(iii)碳分布曲线中的碳的原子比率的最大值及最小值的差的绝对值为5at%以上。

有机EL元件10优选具备满足上述条件(i)~(iii)中的至少一个的第2气体阻挡层122。特别优选具备满足上述条件(i)~(iii)全部的第2气体阻挡层122。

另外,可以具备2层以上满足上述条件(i)~(iii)全部的第2 气体阻挡层122。在具备2层以上第2气体阻挡层122的情况下,多个薄膜层的材质可以相同,也可以不同。

在具备2层以上第2气体阻挡层122的情况下,第2气体阻挡层 122可以在挠性基材11的一个表面上形成,也可以在挠性基材11的两个表面上形成。

第2气体阻挡层122的折射率可以如上述的图4及图5所示的相关关系那样根据碳或氧的原子比率而控制。因此,通过上述条件(i)~ (iii),可以将第2气体阻挡层122的折射率调整为优选的范围。

(碳分布曲线)

第2气体阻挡层122需要碳分布曲线至少具有一个极值。在这样的第2气体阻挡层122中,更优选碳分布曲线至少具有两个极值,特别优选至少具有三个极值。进而,优选碳分布曲线具有至少一个极大值和一个极小值。

在碳分布曲线不具有极值的情况下,得到的第2气体阻挡层122 的配光性变得不充分。因此,消除通过第1电极13而得到的有机EL 元件10的光的角度依赖性变得困难。

另外,在第2气体阻挡层122具有三个以上的极值的情况下,碳分布曲线具有的一个极值和邻接于该极值的其它极值优选自第2气体阻挡层122的表面的膜厚方向的距离之差为200nm以下,更优选为 100nm以下。

(极值)

在第2气体阻挡层122中,分布曲线的极值是指:第2气体阻挡层122的膜厚方向的、相对于自第2气体阻挡层122的表面的距离的元素原子比率的极大值或极小值、或对应于该值的折射率分布曲线的测定值。

在第2气体阻挡层122中,各元素的分布曲线的极大值是指:在使自第2气体阻挡层122的表面的距离变化的情况下,元素的原子比率值从增加变为减少的点。而且,为从该点使自第2气体阻挡层122 的表面的距离进一步变化20nm的位置的元素的原子比率值减少3at%以上的点。

在第2气体阻挡层122中,各元素的分布曲线的极小值是指:在使自第2气体阻挡层122的表面的距离变化的情况下,元素的原子比率值从减少变为增加的点。而且,为从该点使自第2气体阻挡层122 的表面的距离进一步变化20nm的位置的元素的原子比率值增加3at%以上的点。

另外,在第2气体阻挡层122的碳分布曲线中,碳的原子比率的最大值和最小值之差的绝对值优选为5at%以上。

另外,在这样的第2气体阻挡层122中,碳的原子比率的最大值和最小值之差的绝对值更优选为6at%以上,进一步优选为7at%以上。碳的原子比率的最大值和最小值之差为上述范围以上时,得到的第2 气体阻挡层122的折射率分布曲线中的折射率差变大,配光性变得充分。

碳分布量和折射率相关,在上述优选的碳原子的最大值和最小值的绝对值为7at%以上时,得到的折射率的最大值和最小值之差的绝对值成为0.2以上。

(氧分布曲线)

优选第2气体阻挡层122的氧分布曲线至少具有一个极值。特别是更优选第2气体阻挡层122的氧分布曲线至少具有两个极值,进一步优选至少具有三个极值。进而,氧分布曲线优选具有至少一个极大值和一个极小值。

在氧分布曲线不具有极值的情况下,得到的第2气体阻挡层122 的配光性变得不充分。因此,消除通过第1电极13而得到的有机EL 元件10的光的角度依赖性变得困难。

另外,在第2气体阻挡层122具有三个以上的极值的情况下,氧分布曲线具有的一个极值和邻接于该极值的其它极值优选自第2气体阻挡层122的表面的膜厚方向的距离之差为200nm以下,更优选为 100nm以下。

另外,在第2气体阻挡层122的氧分布曲线中,氧的原子比率的最大值和最小值之差的绝对值优选为5at%以上。另外,在这样的第2 气体阻挡层122中,氧的原子比率的最大值和最小值之差的绝对值更优选为6at%以上,进一步优选为7at%以上。氧的原子比率的最大值和最小值之差为上述范围以上时,从得到的第2气体阻挡层122的折射率分布曲线来看,配光性变得充分。

(硅分布曲线)

第2气体阻挡层122优选在硅分布曲线中,硅的原子比率的最大值和最小值之差的绝对值低于5at%。另外,在这样的第2气体阻挡层 122中,更优选硅的原子比率的最大值和最小值之差的绝对值低于 4at%,进一步优选低于3at%。硅的原子比率的最大值和最小值之差低于上述范围时,从得到的第2气体阻挡层122的折射率分布曲线来看,配光性变得充分。

(氧和碳的合计量:氧碳分布曲线)

另外,在第2气体阻挡层122中,将相对于硅原子和氧原子和碳原子的合计量的氧原子和碳原子的合计量的比率作为氧碳分布曲线。

第2气体阻挡层122优选在氧碳分布曲线中,氧及碳的合计原子比率的最大值和最小值之差的绝对值低于5at%,更优选低于4at%,特别优选低于3at%。氧及碳的合计原子比率的最大值和最小值之差低于上述范围时,从得到的第2气体阻挡层122的折射率分布曲线来看,配光性变得充分。

(XPS深度分布)

上述的硅分布曲线、氧分布曲线、碳分布曲线、氧碳分布曲线、及氮分布曲线可以通过并用X射线光电子分光法(XPS:Xray Photoelectron Spectroscopy)的测定和氩等稀有气体离子溅射,由此在使试样内部露出的同时依次进行表面组成分析的、所谓的XPS深度分布测定来制作。

通过XPS深度分布测定得到的分布曲线例如可以将纵轴作为各元素的原子比率(单位:at%)、将横轴作为蚀刻时间(溅射时间)而制作。

予以说明,在将横轴设为蚀刻时间的元素的分布曲线中,蚀刻时间与第2气体阻挡层122的膜厚方向的自表面的距离大致相关。因此,在XPS深度分布测定时,可以以由蚀刻速度和蚀刻时间的关系算出的、自第2气体阻挡层122的表面的距离作为“膜厚方向上自第2气体阻挡层122的表面的距离”而进行采用。

在XPS深度分布测定中,优选采用使用氩(Ar+)作为蚀刻离子种的稀有气体离子溅射法,将蚀刻速度(蚀刻速率)设为0.05nm/sec(SiO2热氧化膜换算值)。

另外,第2气体阻挡层122从形成在膜面整体中为均匀、且具有优异的配光性的层的观点出发,优选第2气体阻挡层122在膜面方向 (与第2气体阻挡层122的表面平行的方向)实质上一样。

第2气体阻挡层122在膜面方向实质上一样是指:在第2气体阻挡层122的膜面的任意2处中,各自的测定处的元素分布曲线具有的极值的数相同,且分布曲线中的碳的原子比率的最大值及最小值的差的绝对值相互相同,或最大值及最小值的差为5at%以内。

(实质的连续)

在第2气体阻挡层122中,碳分布曲线优选实质上为连续。

碳分布曲线实质上为连续是指:在碳分布曲线中,不含有碳的原子比率不连续地变化的部分。具体而言,由蚀刻速度和蚀刻时间算出的自第2气体阻挡层122的表面的距离(x、单位:nm)和碳的原子比率 (C、单位:at%)满足下述数学式(F1):

(dC/dx)≤0.5···(F1)

所示的条件。

(硅原子比率、氧原子比率、碳原子比率)

另外,在硅分布曲线、氧分布曲线及碳分布曲线中,硅的原子比率、氧的原子比率及碳的原子比率优选在第2气体阻挡层122的膜厚的90%以上的区域中满足上述式(1)((氧的原子比率)>(硅的原子比率)>(碳的原子比率)···(1))所示的条件。该情况下,硅原子的含量相对于第2气体阻挡层122中的硅原子、氧原子及碳原子的合计量的原子比率优选为25~45at%的范围内,更优选为30~40at%的范围内。

另外,氧原子的含量相对于第2气体阻挡层122中的硅原子、氧原子及碳原子的合计量的原子比率优选为33~67at%的范围内,更优选为45~67at%的范围内。

进而,碳原子的含量相对于第2气体阻挡层122中的硅原子、氧原子及碳原子的合计量的原子比率优选为3~33at%的范围内,更优选为3~25at%的范围内。

(薄膜层的厚度)

第2气体阻挡层122的厚度优选为5~3000nm的范围内,更优选为10~2000nm的范围内,特别优选为100~1000nm的范围内。第2 气体阻挡层122的厚度为上述范围内时,第2气体阻挡层122的配光性变得充分。

另外,在由多层形成第2气体阻挡层122的情况下,第2气体阻挡层122的整体的厚度为10~10000nm的范围内,优选为10~5000nm 的范围内,更优选为100~3000nm的范围内,特别优选为200~2000nm 的范围内。

(底漆层)

第2气体阻挡层122可以在与挠性基材11之间具备底漆涂敷层、热密封性树脂层及粘接剂层等。

底漆涂敷层可以使用能够使挠性基材11和第2气体阻挡层122 的粘接性提高的公知的底漆涂敷剂而形成。

另外,热密封性树脂层可以适当使用公知的热密封性树脂而形成。

进而粘接剂层可以适当使用公知的粘接剂而形成,可以由这样的粘接剂层使多个第2气体阻挡层122粘接。

(第2气体阻挡层的制造方法)

在有机EL元件10中,第2气体阻挡层122优选为利用等离子体化学气相生长法所形成的层。

作为利用等离子体化学气相生长法所形成的第2气体阻挡层122,更优选为利用将挠性基材11配置在一对成膜辊上、在该一对成膜辊间进行放电而使等离子体产生的等离子体化学气相生长法(等离子体 CVD)形成的层。等离子体化学气相生长法可以为潘宁放电(ぺニング放電)等离子体方式的等离子体化学气相生长法。

另外,在一对成膜辊间进行放电时,优选使一对成膜辊的极性交替地反转。

在等离子体化学气相生长法中,在使等离子体产生时,优选在多个成膜辊之间的空间使等离子体放电产生。特别是更优选使用一对成膜辊,分别在该一对成膜辊上配置挠性基材11,在一对成膜辊间进行放电而使等离子体产生。

这样,通过在一对成膜辊上配置挠性基材11,在该成膜辊间进行放电,可以在存在于一个成膜辊上的挠性基材11上进行成膜。同时,在另一个成膜辊上的挠性基材11上也可以进行成膜。因此,可以将成膜速率加倍,可以有效地制造薄膜。进而,可以在一对成膜辊上的各自的挠性基材11上形成相同结构的膜。

另外,优选在上述等离子体化学气相生长法中使用含有有机硅化合物和氧的成膜气体。成膜气体中的氧的含量优选为对于将成膜气体中的有机硅化合物的总量完全氧化来说所必需的理论氧量以下。

第2气体阻挡层122优选为通过连续的成膜工艺而形成的层。

(第2气体阻挡层的制造装置)

第2气体阻挡层122如上所述,从生产率的观点出发,优选以辊对辊方式在挠性基材11的表面上形成。

作为可以利用等离子体化学气相生长法制造第2气体阻挡层122 的装置,没有特别限制,优选为至少具备一对成膜辊和等离子体电源、且成为可以在成膜辊间进行放电的构成的装置。

例如,在使用图6所示的制造装置30的情况下,也可以一边利用等离子体化学气相生长法、一边以辊对辊方式来制造。

以下,一边参照图6,一边对第2气体阻挡层122的制造方法进行说明。予以说明,图6是表示适于第2气体阻挡层122的制造的制造装置的一例的示意图。

图6所示的制造装置30具备:送出辊31、输送辊32、33、34、 35、成膜辊36、37、气体供给管38、等离子体产生用电源39、设置于成膜辊36及37的内部的磁场发生装置41、42和卷绕辊43。

另外,在制造装置30中,至少成膜辊36、37、气体供给管38、等离子体产生用电源39、磁场发生装置41、42配置在没有图示的真空腔内。

进而,在制造装置30中,真空腔连接于省略了图示的真空泵,可以利用所述的真空泵调整真空腔内的压力。

在制造装置30中,以可以使一对成膜辊(成膜辊36和成膜辊37) 作为一对对向电极起作用的方式将各成膜辊分别连接于等离子体产生用电源39。因此,在制造装置30中,通过从等离子体产生用电源39 供给电力,可以在成膜辊36和成膜辊37之间的空间进行放电,可以在成膜辊36和成膜辊37之间的空间使等离子体产生。

予以说明,在利用成膜辊36和成膜辊37作为电极的情况下,以也可作为电极利用的方式变更成膜辊36和成膜辊37的材质、设计即可。

另外,在制造装置30中,一对成膜辊(成膜辊36及37)优选使中心轴在同一平面上成为大致平行而配置。这样,通过配置一对成膜辊 (成膜辊36及37),可以将成膜速率加倍,而且,可以将相同的结构的膜进行成膜。

因此,可以使碳分布曲线中的极值至少倍增。而且,根据制造装置30,可以利用CVD法在膜40的表面上形成第2气体阻挡层122,也可以一边在成膜辊36上在膜40的表面上堆积膜成分,一边进一步也在成膜辊37上在膜40的表面上使膜成分堆积,因此,可以在膜40 的表面上有效地形成第2气体阻挡层122。

另外,在成膜辊36及成膜辊37的内部,分别设置以成膜辊即使旋转也不旋转的方式固定的磁场发生装置41及42。

进而,作为成膜辊36及成膜辊37,可以使用公知的辊。

作为成膜辊36及37,从更有效地形成薄膜的观点出发,优选使用相同的直径的辊。另外,作为成膜辊36及37的直径,从放电条件、腔的空间等观点出发,优选设为5~100cm的范围。

另外,在制造装置30中,以膜40的表面分别对向的方式在一对成膜辊(成膜辊36和成膜辊37)上配置膜40。通过这样配置膜40,在成膜辊36和成膜辊37之间进行放电而使等离子体产生时,可以在存在于一对成膜辊间的膜40的各自的表面同时将第2气体阻挡层122 进行成膜。即,根据制造装置30,可以利用CVD法在成膜辊36上在膜40的表面上堆积膜成分,进而在成膜辊37上堆积膜成分,因此,可以在膜40的表面上有效地形成第2气体阻挡层122。

另外,作为用于制造装置30的送出辊31及输送辊32、33、34、 35,可以使用公知的辊。

另外,作为卷绕辊43,也只要可以将形成有第2气体阻挡层122 的膜40卷绕即可,就没有特别限制,可以使用公知的辊。

另外,作为气体供给管38,可以使用能够以规定的速度供给或排出原料气体等的配管。

进而,作为等离子体产生用电源39,可以使用公知的等离子体产生装置的电源。

等离子体产生用电源39对与其连接的成膜辊36、37供给电力,使成膜辊36、37可以用作用于放电的对向电极。作为等离子体产生用电源39,从可以更有效地实施等离子体CVD方面考虑,优选利用可以使成膜辊的极性交替地反转的交流电源等。

另外,从可以更有效地实施等离子体CVD方面考虑,更优选使用可以将施加电力设为100W~10kW的范围内、且可以将交流的频率设为 50Hz~500kHz的范围内的等离子体产生用电源39。

另外,作为磁场发生装置41、42,可以使用公知的磁场发生装置。

进而,作为膜40,除可适用于上述的有机EL元件10的挠性基材 11之外,可以使用预先形成了第2气体阻挡层122的挠性基材11。

这样,通过使用预先形成了第2气体阻挡层122的挠性基材11 作为膜40,也可以将第2气体阻挡层122的厚度加厚。

如上所述,通过使用图6所示的制造装置30、调整例如原料气体的种类、等离子体产生装置的电极鼓的电力、真空腔内的压力、成膜辊的直径、以及膜的输送速度,可以制造第2气体阻挡层122。即,通过使用图6所示的制造装置30一边向真空腔内供给成膜气体(原料气体等),一边在一对成膜辊(成膜辊36及37)间进行放电,成膜气体 (原料气体等)被等离子体分解,在成膜辊36上的膜40的表面上以及成膜辊37上的膜40的表面上通过等离子体CVD法形成第2气体阻挡层122。

予以说明,在成膜时,通过利用送出辊31、成膜辊36等分别输送膜40,通过辊对辊方式的连续的成膜工艺在膜40的表面上形成第2 气体阻挡层122。

(原料气体)

作为用于第2气体阻挡层122的形成的成膜气体中的原料气体,可以根据形成的第2气体阻挡层122的材质适当选择而使用。

作为原料气体,可以使用例如含有硅的有机硅化合物。

作为有机硅化合物,可列举例如:六甲基二硅氧烷、1.1.3.3-四甲基二硅氧烷、乙烯基三甲基硅烷、甲基三甲基硅烷、六甲基乙硅烷、甲基硅烷、二甲基硅烷、三甲基硅烷、二乙基硅烷、丙基硅烷、苯基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、八甲基环四硅氧烷等。

在这些有机硅化合物中,从成膜中的处理性及得到的第2气体阻挡层122的配光性等特性的观点出发,优选使用六甲基二硅氧烷、 1.1.3.3-四甲基二硅氧烷。

另外,这些有机硅化合物可以单独使用1种,或组合使用2种以上。

另外,作为成膜气体,除原料气体之外,可以使用反应气体。

作为这样的反应气体,可以适当选择使用与原料气体反应而成为氧化物、氮化物等无机化合物的气体。

作为用于形成氧化物的反应气体,可以使用例如氧、臭氧。

另外,作为用于形成氮化物的反应气体,可以使用例如氮、氨。这些反应气体可以单独使用1种,或组合使用2种以上,例如在形成氧氮化物的情况下,可以组合使用用于形成氧化物的反应气体和用于形成氮化物的反应气体。

作为成膜气体,为了向真空腔内供给原料气体,可以根据需要使用载气。

进而,作为成膜气体,为了使等离子体放电产生,可以根据需要使用放电用气体。

作为载气及放电用气体,可以使用公知的气体,例如可以使用氦、氩、氖、氙等稀有气体、氢。

在成膜气体含有原料气体和反应气体的情况下,优选将原料气体和反应气体的比率与为了使原料气体和反应气体完全反应而理论上成为需要的反应气体的量的比率相比,不使反应气体的比率过于过量。

使反应气体的比率过于过量时,不能充分地得到第2气体阻挡层 122的配光性。

另外,在成膜气体含有有机硅化合物和氧的情况下,优选为对于将成膜气体中的有机硅化合物的总量完全氧化来说所必需的理论氧量以下。

以下,作为一例,对在原料气体中使用六甲基二硅氧烷(有机硅化合物:HMDSO:(CH3)6Si2O:)、在反应气体中使用氧(O2)的情况进行说明。

使含有作为原料气体的六甲基二硅氧烷、作为反应气体的氧的成膜气体利用等离子体CVD反应而制作硅-氧系的薄膜的情况下,通过成膜气体产生下述反应式(1):

(CH3)6Si2O+12O2→6CO2+9H2O+2SiO2···(1)

的反应,生成二氧化硅。

在该反应中,对于将1摩尔六甲基二硅氧烷完全氧化来说所必需的氧量为12摩尔。因此,在成膜气体中,在相对于六甲基二硅氧烷1 摩尔含有12摩尔以上的氧并完全使其反应的情况下,形成均匀的二氧化硅膜。因此,将原料的气体流量比控制在作为理论比的完全反应原料比以下的流量,执行非完全反应。即,有必要相对于1摩尔六甲基二硅氧烷使氧量为小于化学计量比(量論比)的12摩尔的量。

予以说明,在实际的等离子体CVD腔内的反应中,由于从气体供给部向成膜区域供给原料六甲基二硅氧烷和反应气体氧,因此,即使反应气体的氧的摩尔量(流量)为原料的六甲基二硅氧烷的摩尔量(流量)的12倍的摩尔量(流量),现实而言也不能使反应完全进行。即,认为在与化学计量比相比大过量地供给氧的含量时,首先反应结束。

例如,为了通过CVD完全氧化而得到氧化硅,有时将氧的摩尔量 (流量)设为原料的六甲基二硅氧烷的摩尔量(流量)的20倍以上左右。

因此,相对于原料的六甲基二硅氧烷的摩尔量(流量)的氧的摩尔量(流量)优选为作为化学计量比的12倍量以下(更优选10倍以下)。通过以这样的比含有六甲基二硅氧烷及氧,没有完全被氧化的六甲基二硅氧烷中的碳原子、氢原子被取入第2气体阻挡层122中,可以形成所期望的第2气体阻挡层122。

予以说明,相对于成膜气体中的六甲基二硅氧烷的摩尔量(流量) 的氧的摩尔量(流量)过少时,没有被氧化的碳原子、氢原子过量地被取入第2气体阻挡层122中,因此,第2气体阻挡层122的透明性降低。因此,不能在如有机EL元件10那样需要透明性的柔性基板中利用。

从这样的观点出发,相对于成膜气体中的六甲基二硅氧烷的摩尔量(流量)的氧的摩尔量(流量)的下限优选设为大于六甲基二硅氧烷的摩尔量(流量)的0.1倍的量,更优选设为大于0.5倍的量。

(真空度)

真空腔内的压力(真空度)可以根据原料气体的种类等适当调整,但优选设为0.5~100Pa的范围内。

(成膜辊)

在上述的等离子体CVD法中,为了在成膜辊36、37间进行放电,对连接于等离子体产生用电源39的电极鼓所施加的电力可以根据原料气体的种类、真空腔内的压力等适当调整。

例如,优选设为0.1~10kW的范围内。施加电力为上述范围内时,存在难以产生颗粒的倾向,另外,在成膜时产生的热量少,成膜时的基材表面的温度不上升,挠性基材11也不会产生热亏(熱負け)而在成膜时产生皱褶。

予以说明,在本例中,电极鼓设置在成膜辊36、37。

膜40的输送速度(线速度)可以根据原料气体的种类、真空腔内的压力等适当调整,但优选设为0.25~100m/min的范围内,更优选设为 0.5~20m/min的范围内。线速度为上述范围内后,在膜上难以产生起因于热的皱褶,另外,可以防止所形成的第2气体阻挡层122的厚度变薄。

(基底层)

在挠性基材11和第2气体阻挡层122之间可以形成基底层。基底层是为了将存在突起等的挠性基材11的粗面平坦化、或防止由于存在于挠性基材11的突起而导致向第2气体阻挡层122的凹凸、针孔的产生而设置的。

予以说明,在设置基底层的情况下,该基底层可以不设置在有机 EL元件10的厚度方向的大致中央部,但通过配置于大致中央部,对第2气体阻挡层122的龟裂产生的抑制是有效的。

这样的基底层基本上使感光性树脂固化而形成。

作为用于基底层的形成的感光性树脂,可列举例如:含有具有自由基反应性不饱和化合物的丙烯酸酯化合物的树脂组合物、含有丙烯酸酯化合物和具有硫醇基的巯基化合物的树脂组合物、使环氧丙烯酸酯、氨基甲酸酯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、聚醚丙烯酸酯、聚乙二醇丙烯酸酯、甘油甲基丙烯酸酯等多官能丙烯酸酯单体溶解的树脂组合物等。

另外,也可以使用如上所述的树脂组合物的任意的混合物,只要是含有分子内具有1个以上光聚合性不饱和键的反应性的单体的感光性树脂,就没有特别限制。

作为分子内具有1个以上光聚合性不饱和键的反应性单体,可列举:丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丙酯、丙烯酸异丙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸叔丁酯、丙烯酸正戊酯、丙烯酸正己酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸正辛酯、丙烯酸正癸酯、丙烯酸羟基乙酯、丙烯酸羟基丙酯、丙烯酸烯丙酯、丙烯酸苄酯、丙烯酸丁氧基乙酯、丁氧基乙二醇丙烯酸酯、丙烯酸环己酯、二环戊烷基丙烯酸酯(ジシクロペンタニルアクリレート)、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸甘油酯、丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸2-羟基乙酯、丙烯酸2-羟基丙酯、丙烯酸异冰片酯、丙烯酸异癸(イソデキシル)酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸月桂酯、丙烯酸2-甲氧基(メトリキ)乙酯、甲氧基乙二醇丙烯酸酯、丙烯酸苯氧基乙酯、丙烯酸硬脂基酯、乙二醇二丙烯酸酯、二乙二醇二丙烯酸酯、1,4-丁二醇二丙烯酸酯、1,5-戊二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、1,3-丙二醇丙烯酸酯、1,4-环己二醇二丙烯酸酯、2,2-二羟甲基丙烷二丙烯酸酯、甘油二丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯、甘油三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、聚氧乙基三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、环氧乙烷改性季戊四醇三丙烯酸酯、环氧乙烷改性季戊四醇四丙烯酸酯、环氧丙烷(プロピオンオキシド)改性季戊四醇三丙烯酸酯、环氧丙烷(プロピオンオキシド)改性季戊四醇四丙烯酸酯、三乙二醇二丙烯酸酯、聚氧丙基三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、丁二醇二丙烯酸酯、1,2,4-丁二醇三丙烯酸酯、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇二丙烯酸酯、富马酸二烯丙酯、1,10-癸二醇二甲基丙烯酸酯、季戊四醇六丙烯酸酯、及将上述的丙烯酸酯替换为甲基丙烯酸酯的物质、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、1-乙烯基-2-吡咯烷酮等。

上述的反应性单体可以作为1种或2种以上的混合物、或作为与其它的化合物的混合物使用。

感光性树脂组合物含有光聚合引发剂。

作为光聚合引发剂,可列举例如:二苯甲酮、邻苯甲酰基苯甲酸甲酯、4,4-双(二甲基胺)二苯甲酮、4,4-双(二乙基胺)二苯甲酮、α- 氨基·苯乙酮、4,4-二氯二苯甲酮、4-苯甲酰基-4-甲基二苯基酮、二苄基酮、芴酮、2,2-二乙氧基苯乙酮、2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮、 2-羟基-2-甲基苯丙酮、对叔丁基二氯苯乙酮、噻吨酮、2-甲基噻吨酮、 2-氯噻吨酮、2-异丙基噻吨酮、二乙基噻吨酮、苯偶酰二甲基缩酮、苯偶酰甲氧基乙基乙缩醛(ベンジルメトキシエチルアセタール)、苯偶姻甲基醚、苯偶姻丁基醚、蒽醌、2-叔丁基蒽醌、2-戊基蒽醌、β-氯蒽醌、蒽酮、苯并蒽酮、二苯并环庚酮、亚甲基蒽酮、4-叠氮苄基苯乙酮、2,6-双(对叠氮亚苄基)环己烷、2,6-双(对叠氮亚苄基)- 4-甲基环己酮、2-苯基-1,2-丁二酮-2-(邻甲氧基羰基)肟、1-苯基- 丙烷二酮-2-(邻乙氧基羰基)肟、1,3-二苯基-丙烷三酮-2-(邻乙氧基羰基)肟、1-苯基-3-乙氧基-丙烷三酮-2-(邻苯甲酰基)肟、米蚩酮、 2-甲基[4-(甲基硫代)苯基]-2-吗啉代(モノフォリノ)-1-丙烷、2- 苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉代(モノフォリノ)苯基)-丁酮-1、萘磺酰氯、喹啉磺酰氯、n-苯基硫代吖啶酮、4,4-偶氮双异丁腈、二苯基二硫醚、苯并噻唑二硫醚、三苯基膦、樟脑醌、四溴化碳、三溴苯基砜、过氧化苯偶姻、曙红、亚甲基蓝等光还原性的色素和抗坏血酸、三乙醇胺等还原剂的组合等,可以将这些光聚合引发剂使用1种或以 2种以上的组合使用。

基底层没有特别限制,优选通过旋涂法、喷雾法、刮刀涂敷法、浸渍法等湿式涂敷法、或蒸镀法等干式涂敷法来形成。

在基底层的形成中,可以在上述的感光性树脂中根据需要加入抗氧化剂、紫外线吸收剂、增塑剂等添加剂。另外,与基底层的层叠位置没有关系,在任一基底层中,也可以为了提高成膜性及防止膜的针孔产生等而使用适当的树脂、添加剂。

在使用使感光性树脂溶解或分散于溶剂的涂布液形成基底层时,作为使用的溶剂,可以列举:甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、乙二醇、丙二醇等醇类;α-或β-萜品醇等萜烯类等;丙酮、甲基乙基酮、环己酮、N-甲基-2-吡咯烷酮、二乙基酮、2-庚酮、4-庚酮等酮类;甲苯、二甲苯、四甲基苯等芳香族烃类;溶纤剂、甲基溶纤剂、乙基溶纤剂、卡必醇、甲基卡必醇、乙基卡必醇、丁基卡必醇、丙二醇单甲基醚、丙二醇单乙基醚、二丙二醇单甲基醚、二丙二醇单乙基醚、三乙二醇单甲基醚、三乙二醇单乙基醚等二醇醚类、醋酸乙酯、醋酸丁酯、溶纤剂乙酸酯、乙基溶纤剂乙酸酯、丁基溶纤剂乙酸酯、卡必醇乙酸酯、乙基卡必醇乙酸酯、丁基卡必醇乙酸酯、丙二醇单甲基醚乙酸酯、丙二醇单乙基醚乙酸酯、2-甲氧基乙基乙酸酯、环己基乙酸酯、2-乙氧基乙基乙酸酯、3-甲氧基丁基乙酸酯等乙酸酯类;二乙二醇二烷基醚、二丙二醇二烷基醚、3-乙氧基丙酸乙酯、苯甲酸甲酯、N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二甲基甲酰胺等。

基底层的平滑性为用JIS B 0601中所规定的表面粗糙度表现的值,最大剖面高度Rt(p)优选为10~30nm的范围内。最大剖面高度Rt(p) 为上述范围内时,在以线棒、无线棒等涂布方式涂布后述的硅化合物的阶段中,在任何手段(とこ手段)接触基底层表面的情况下,不会损害涂布性。另外,容易使涂布硅化合物之后的凹凸平滑化。

表面粗糙度为使用AFM(原子间力显微镜)所测定的、与微细的凹凸的振幅有关的粗糙度。该表面粗糙度利用具有AFM的极小的前端半径的触针的检测器多次测定数十μm的区间内,由该连续测定的凹凸的剖面曲线算出。

(向基底层的添加剂)

在基底层中可以含有添加剂。

作为基底层中所含的添加剂,优选感光性树脂的表面导入具有光聚合反应性的感光性基团的反应性二氧化硅粒子(以下,也简称为“反应性二氧化硅粒子”)。

在此,作为具有光聚合性的感光性基团,可以列举以(甲基)丙烯酰基氧基为代表的聚合性不饱和基团等。

感光性树脂优选含有可与该反应性二氧化硅粒子的导入于表面的感光性基团进行光聚合反应的化合物、例如具有聚合性不饱和基团的不饱和有机化合物。另外,感光性树脂可以向反应性二氧化硅粒子、具有聚合性不饱和基团的不饱和有机化合物混合通用的稀释溶剂并调整固体成分。

在此,作为反应性二氧化硅粒子的平均粒径,优选为0.001~0.1 μm的范围内的平均粒径。通过使平均粒径为上述范围,与后述的包含平均粒径1~10μm的无机粒子的消光剂组合使用时,容易形成兼备有配光性等光学特性和硬涂性的基底层。

予以说明,为了更容易得到上述效果,优选将平均粒径设为0.001~0.01μm的范围内。在基底层中,优选作为质量比在20~60%的范围内含有如上所述的无机粒子。通过添加20%以上,挠性基材11 和第2气体阻挡层122的密合性提高。另外,不会在使膜弯曲,或进行加热处理的情况下产生裂缝,或对第2气体阻挡层122的透明性、折射率等光学的物性产生影响。

予以说明,在本例中,作为反应性二氧化硅粒子,可以使用通过水解性甲硅烷基的水解反应在二氧化硅粒子之间生成甲硅烷基氧基、化学性地键合的聚合性不饱和基团修饰水解性硅烷。

作为水解性甲硅烷基,可列举例如:烷氧基甲硅烷基、乙酰氧基甲硅烷基等羧酸酯甲硅烷基、氯甲硅烷基等卤化甲硅烷基、氨基甲硅烷基、肟甲硅烷基、氢化物甲硅烷基等。

作为聚合性不饱和基团,可列举:丙烯酰基氧基、甲基丙烯酰氧基、乙烯基、丙烯基、丁二烯基、苯乙烯基、乙炔基(エチニイル)、肉桂酰基、马来酸酯基、丙烯酰胺基等。

基底层的厚度优选为1~10μm的范围内,更优选为2~7μm的范围内。通过设为1μm以上,具有基底层的挠性基材11的平滑性变得充分。另外,通过设为10μm以下,可容易调整光学特性的平衡,同时容易抑制仅在挠性基材11的一个面上设置基底层时的卷曲。

另外,在基底层中作为其它的添加剂,可以含有消光剂。作为消光剂,优选平均粒径为0.1~5μm左右的无机粒子。

作为这样的无机粒子,可以使用二氧化硅、氧化铝、滑石、粘土、碳酸钙、碳酸镁、硫酸钡、氢氧化铝、二氧化钛、氧化锆等的1种或组合使用2种以上。

在此,包含无机粒子的消光剂优选相对于基底层的固体成分100 质量份以2质量份以上、优选4质量份以上、更优选6质量份以上、 20质量份以下、优选18质量份以下、更优选16质量份以下的比例进行混合。

(防渗出层)

在挠性基材11上可以设置防渗出层。

就防渗出层而言,为了在将具有基底层的膜状的挠性基材11进行加热时抑制未反应低聚物等从挠性基材11中向表面转移并污染挠性基材11的表面的现象而设置在具有基底层的基材的相反面。如果防渗出层具有该功能,则可以采用与基底层基本上相同的构成。

予以说明,在设置防渗出层的情况下,该防渗出层可以不设置在有机EL元件10的厚度方向的大致中央部,但通过配置于大致中央部,对第2气体阻挡层122的龟裂产生的抑制是有效的。

作为防渗出层,可以使用具有聚合性不饱和基团的不饱和有机化合物。

作为该不饱和有机化合物,优选使用分子中具有2个以上的聚合性不饱和基团的多元不饱和有机化合物、或分子中具有1个聚合性不饱和基团的一元不饱和有机化合物等。

在此,作为多元不饱和有机化合物,可列举例如:乙二醇二(甲基) 丙烯酸酯、二乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、甘油二(甲基)丙烯酸酯、甘油三(甲基)丙烯酸酯、1,4-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,6-己二醇二 (甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基) 丙烯酸酯、二环戊烷基二(甲基)丙烯酸酯(ジシクロペンタニルジ(メタ)アクリレート)、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基) 丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇单羟基五(甲基) 丙烯酸酯、二三羟甲基丙烷四(甲基)丙烯酸酯、二乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇二(甲基)丙烯酸酯等。

另外,作为一元不饱和有机化合物,可列举例如:(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸异癸酯、(甲基)丙烯酸月桂酯、 (甲基)丙烯酸硬脂基酯、(甲基)丙烯酸烯丙酯、(甲基)丙烯酸环己酯、 (甲基)丙烯酸甲基环己酯、(甲基)丙烯酸异冰片酯、(甲基)丙烯酸2- 羟基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基丙酯、(甲基)丙烯酸甘油酯、(甲基) 丙烯酸缩水甘油酯、(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸2-乙氧基乙酯、 (甲基)丙烯酸2-(2-乙氧基乙氧基)乙酯、(甲基)丙烯酸丁氧基乙酯、 (甲基)丙烯酸2-甲氧基乙酯、甲氧基二乙二醇(甲基)丙烯酸酯、甲氧基三乙二醇(甲基)丙烯酸酯、甲氧基聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯、(甲基) 丙烯酸2-甲氧基丙酯、甲氧基二丙二醇(甲基)丙烯酸酯、甲氧基三丙二醇(甲基)丙烯酸酯、甲氧基聚丙二醇(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇(甲基)丙烯酸酯等。

另外,在防渗出层中,可以含有热塑性树脂、热固化性树脂、电离放射线固化性树脂、光聚合引发剂等。

作为该热塑性树脂,可列举:乙酰基纤维素、硝基纤维素、乙酰基丁基纤维素、乙基纤维素、甲基纤维素等纤维素衍生物、醋酸乙烯酯及其共聚物、氯乙烯及其共聚物、偏氯乙烯及其共聚物等乙烯基系树脂、聚乙烯基醇缩甲醛、聚乙烯基醇缩丁醛等缩醛系树脂、丙烯酸树脂及其共聚物、甲基丙烯酸树脂及其共聚物等丙烯酸系树脂、聚苯乙烯树脂、聚酰胺树脂、线状聚酯树脂、聚碳酸酯树脂等。

另外,作为热固化性树脂,可列举包含丙烯酸多元醇和异氰酸酯预聚物的热固化性氨基甲酸酯树脂、酚醛树脂、尿素三聚氰胺树脂、环氧树脂、不饱和聚酯树脂、硅树脂等。

另外,电离放射线固化性树脂可以通过对将光聚合性预聚物或光聚合性单体等的1种或2种以上进行了混合的电离放射线固化涂料照射电离放射线(紫外线或电子束)而使其固化。

在此,作为光聚合性预聚物,特别优选1分子中具有2个以上的丙烯酰基、通过交联固化而成为3维网眼结构的丙烯酸系预聚物。

作为丙烯酸系预聚物,可以使用氨基甲酸酯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯、三聚氰胺丙烯酸酯等。另外,作为光聚合性单体,可以使用上述多价不饱和有机化合物等。

另外,作为光聚合引发剂,可列举:苯乙酮、二苯甲酮、米蚩酮、苯偶姻、苯偶酰甲基缩酮、苯偶姻苯甲酸酯、羟基环己基苯基酮、2- 甲基-1-(4-(甲基硫代)苯基)-2-(4-吗啉基)-1-丙烷、α-酰肟酯(アシロキシムエステル)、噻吨酮类等。

防渗出层可以通过如下方法形成:配合消光剂、其它必需的成分之后,根据需要用稀释溶剂制备涂布液,将该涂布液在基材表面通过现有公知的涂布方法涂布,对涂布液照射电离放射线而使其固化。

予以说明,作为电离放射线,照射从超高压水银灯、高压水银灯、低压水银灯、碳弧、金属卤化物灯等发出的100~400nm、优选200~ 400nm的波长区域的紫外线。或者,照射从扫描型、帘式的电子束加速器发出的100nm以下的波长区域的电子束。

作为防渗出层的厚度,优选为1~10μm的范围内,特别优选为2~ 7μm的范围内。通过设为1μm以上,可以使耐热性充分。另外,通过设为10μm以下,可以容易调整光学特性的平衡,同时抑制在挠性基材11的一个面上设置基底层时的卷曲。

实施例

以下,列举实施例具体地说明本发明,但本发明并不限定于这些实施例。予以说明,在实施例中使用“份”或“%”的表示,但只要没有特殊说明,表示“质量份”或“质量%”。

<有机EL元件的制作>

《挠性基材》

作为挠性基材,使用下述的3种基材。

挠性基材A:作为基材,使用带两面硬涂层的PET膜(总厚度:136 μm、PET厚度:125μm)。

挠性基材B:作为基材,使用带两面硬涂层的PET膜(总厚度:58 μm、PET厚度:50μm)。

挠性基材C:作为基材,使用带两面硬涂层的PET膜(总厚度:36 μm、PET厚度:25μm)。

《第1气体阻挡层》

在下述的成膜条件a1~a4下分别将第1气体阻挡层进行成膜。

首先,将含有20质量%全氢聚硅氮烷的二丁基醚溶液(AZ电子材料株式会社制、NN120-20)和含有胺催化剂(N,N,N’,N’-四甲基-1,6- 二氨基己烷(TMDAH))的全氢聚硅氮烷20质量%的二丁基醚溶液(AZ电子材料株式会社制、NAX120-20)以4:1(质量比)的比例进行混合,进而为了调整干燥膜厚,用二丁基醚适当稀释,制备各涂布液。

通过旋涂以成为表2所示的干燥膜厚的方式涂布涂布液,在80℃下干燥2分钟。

接着,对于干燥的涂膜,在表2所示的处理方法及氧浓度的条件下实施表面处理而形成第1气体阻挡层,进一步实施重复的成膜,由此,将各种膜厚的第1气体阻挡层进行成膜。

表2

《绝缘层》

使用下述表3所示的各种材料,在下述的气相成膜条件下、在第 1气体阻挡层上形成由各种金属氧化物构成的绝缘层。用断层TEM求出膜厚。

予以说明,成膜条件b1的绝缘层为本发明的比较例。

表3

《发光单元》

按照下述所示的成膜条件d1及d2,将发光层进行成膜并进行密封。

(成膜条件d1)

将形成至绝缘层的基材固定于市售的真空蒸镀装置的基材架上,将下述含氮化合物放入钨制的电阻加热舟皿中,将这些基材架和加热舟皿安装于真空蒸镀装置的第1真空槽内。

另外,在钨制的电阻加热舟皿中放入银(Ag),安装于真空蒸镀装置的第2真空槽内。

接着,将第1真空槽减压至4×10-4Pa之后,将放入有含氮化合物的加热舟皿进行通电并加热,以蒸镀速度0.1~0.2nm/秒以厚度 10nm设置含氮层。

接着,将形成有含氮层的基材输送至真空蒸镀装置的第2真空槽,将第2真空槽减压至4×10-4Pa之后,将放入有银(Ag)的加热舟皿进行通电并加热。由此,以蒸镀速度0.1~0.2nm/秒形成由厚度8nm的银(Ag)构成的第1电极。

予以说明,上述含氮化合物为以下所示的化合物。

【化12】

接着,将形成至第1电极的基材固定于市售的真空蒸镀装置的基材架上。而且,减压至真空度1×10-4Pa之后,一边使基材移动,一边将化合物HT-1以蒸镀速度0.1nm/秒蒸镀,设置20nm的空穴传输层 (HTL)。

接着,对于化合物A-3(蓝色发光掺杂剂)、化合物A-1(绿色发光掺杂剂)、化合物A-2(红色发光掺杂剂)及化合物H-1(主体化合物),将化合物A-3相对于膜厚以线性地自35质量%成为5质量%的方式根据场所改变蒸镀速度地、化合物A-1和化合物A-2不依赖于膜厚而以各自成为0.2质量%的浓度的方式、以蒸镀速度0.0002nm/秒地、化合物 H-1以自64.6质量%成为94.6质量%的方式根据场所改变蒸镀速度地,以成为厚度70nm的方式共蒸镀,形成发光层。

其后,将化合物ET-1以膜厚30nm进行蒸镀而形成电子传输层,进一步以厚度2nm形成氟化钾(KF)。

进而,将铝100nm进行蒸镀而形成第2电极。

予以说明,上述化合物HT-1、化合物A-1~3、化合物H-1、及化合物ET-1为以下所示的化合物。

【化13】

接着,将被聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)树脂叠层的铝箔(厚度 100μm)作为密封构件使用,在该密封构件的铝侧作为密封层将热固化型的液状粘接剂(环氧系树脂)以厚度20μm涂布。其后,使用贴合的密封构件,在制作至第2电极的基材上重叠。

此时,以第1电极及第2电极的引出电极的端部露出在外的方式连续地重叠密封构件的粘接剂形成面和元件的有机功能层面。

接着,将试样配置于减压装置内,在90℃下在0.1MPa的减压条件下、对重叠的基材和密封构件施加挤压并保持5分钟。

接着,将试样返回到大气压环境,进一步在110℃下加热30分钟,使粘接剂固化。

上述密封工序在大气压下、在含水率1ppm以下的氮气氛下、根据 JIS B 9920、测定的清洁度为等级100、露点温度为-80℃以下、氧浓度0.8ppm以下的大气压下进行。

予以说明,省略与来自第1电极及第2电极的引出配线等的形成有关的记载。

(成膜条件d2)

除作为第1电极在绝缘层上形成下述的底涂层、第1导电层及第 2导电层之外,与上述成膜条件d1同样地进行成膜。

首先,醋酸水溶液(pH=4.5、25℃)中以成为0.01质量%的方式添加γ-巯基丙基三甲氧基硅烷而调制底涂液。

接着,将该底涂液在绝缘层上以湿膜厚成为3μm的方式用线棒涂布之后,在100℃下干燥15分钟,形成底涂层。

接着,在底涂层上利用凹版印刷试验机以线宽度50μm、高度1.5 μm、间隔1.0mm的细线格子印刷银纳米粒子糊(M-dot SLP Mitsuboshi belt制平均粒径20nm)之后,在110℃下进行5分钟的固化处理,形成第1导电层。

接着,在导电性聚合物Baytron PH510(H.C.Starck社制、固体成分1.7%)7.8g、聚(丙烯酸2-羟基乙酯)的20%水溶液1.7g、DMSO 0.5g 的混合液中加入10%硫酸40μL并搅拌之后,用20μm筛孔的过滤器进行过滤,调制涂布液。而且,在第1导电层上用旋涂机以干燥后膜厚成为300nm的方式涂布该涂布液之后,在110℃下施加30分钟的热处理,形成第2导电层。

[第2气体阻挡层]

在挠性基材和第1气体阻挡层之间将第2气体阻挡层进行成膜而形成。

第2气体阻挡层使用专利第4268195号公报中记载的、连接有2 台具有包含对向的成膜辊的成膜部的装置的类型(具有第1成膜部、第 2成膜部)的图所示的辊对辊CVD成膜装置进行成膜。

成膜条件如下述表4所示,根据输送速度、原料气体(HMDSO)的供给量、氧气的供给量、真空度、施加电力、电源的频率及成膜次数(重复成膜次数)进行调整。用断层TEM求出膜厚。

表4

关于挠性基材、第1气体阻挡层、绝缘层、发光单元及第2气体阻挡层,按照下述表5所示的条件,制作有机EL元件1~20。

[评价]

关于制作的有机EL元件,进行下述的评价。

<保存性>

将制作的有机EL元件在85℃、85%RH的环境下保持500小时。其后,对该各试样,使用定电压电源进行点亮,研究每100cm2的半径成为150μm以上的暗斑(非发光部)产生数。

予以说明,暗斑产生率通过拍摄各试样有机EL元件的发光面、对其图像数据实施规定的图像处理而求出。

<发光效率>

通过测定外部量子效率(EQE),评价发光效率。使用分光辐射亮度计CS-1000(KONICA MINOLTA社制)测定使各元件发光时的亮度及发光光谱,基于这些测定值通过亮度换算法算出。在此,进一步作为将“有机EL元件17”的值设为1.00的相对值表示。

<光的均匀性>

对制作的各元件,从正面在0~45°的视场角范围内测定发光光谱的视场角依赖性(正面亮度1000cd/m2)。其后,算出0°的350~ 700nm的光谱面积S1、45°的350~700nm的光谱面积S2、S1和S2 的重叠区域的面积S3,利用下述式求出0°和45°的光谱重叠率R。

R=S3/(S1+S2+S3)×100%

R采用0~100%的范围的值,越接近于100,显示越良好的视场角依赖性。

表5

如表5的结果所示,确认到:本发明的有机EL元件与比较例的有机EL元件相比,在保存性、发光效率及光的均匀性方面良好。

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