有机电致发光元件及电子器件的制作方法_4

文档序号:9262445阅读:来源:国知局
层电阻优选为数百D/sq.以下。另外,阴极22的厚度通常在10nm~5ym、优选 50nm~200nm的范围选择。
[0243] [基板]
[0244] 就在有机EL元件10中使用的基板23而言,在玻璃、塑料等的种类上没有特别限 定,另外,可以是透明的也可以是不透明。在从支承基板侧取出光的情况下,支承基板优选 为透明的。
[0245] 作为透明的支承基板而优选的是,可以举出玻璃、石英、透明树脂膜。特别优选的 是,为可以对有机EL元件10赋予挠性的树脂膜。
[0246] 作为树脂膜,例如可举出聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯 (PEN)等的聚酯;聚乙烯、聚丙烯、赛璐玢、二乙酸纤维素、三乙酸纤维素(TAC)、乙酸丁酸纤 维素、乙酸丙酸纤维素(CAP)、邻苯二甲酸醋酸纤维素、硝酸纤维素等的纤维素酯类或它们 的衍生物;聚偏氯乙烯、聚乙烯醇、聚乙烯乙烯醇、间同立构聚苯乙烯、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-卜 >(商品名 JSR公司制)或7夂心(商品名三井化学公司制)的环烯烃系树脂等。
[0247] 在树脂膜的表面,也可以形成利用无机物、有机物的被膜或其两者的混合被膜 等的阻隔膜。阻隔膜优选为用根据JISK7129-1992的方法而测定了的、水蒸气透过率 (25±0. 5°C、相对湿度(90±2) %RH)为0.OlgAm2 *24h)以下的阻隔性膜。更优选为用根 据JISK7126-1987的方法而测定了的氧气透过率为l(T3ml/(m2 ? 24h?atm)以下、水蒸气 透过率为l〇_W? 24h)以下的高阻隔性膜。
[0248] 作为形成阻隔膜的材料,只要是具有抑制水分、氧等带来元件的劣化的物质的浸 入的功能的材料即可。例如可以使用氧化硅、二氧化硅、氮化硅等。另外,为了改良阻隔膜 的脆弱性,更优选具有这些无机层和由有机材料构成的层的层叠结构。对无机层和有机层 的层叠顺序没有特别限制,但优选使两者交替层叠多次。
[0249] 对于阻隔膜的形成方法没有特别限定,例如可以使用真空蒸镀法、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、等离子聚合法、大气压等离子聚合法、等 离子CVD法、激光CVD法、热CVD法、涂敷法等。例如,优选如日本特开2004-68143号公报 所记载那样的利用大气压等离子聚合法的方法。
[0250] 作为不透明的支承基板,例如可举出铝、不锈钢等的金属板?膜\不透明树脂基 板、陶瓷制的基板等。
[0251] [密封]
[0252] 作为在有机EL元件10的密封中使用的密封手段,例如可举出用粘接剂将密封部 件和电极、支承基板粘接的方法。
[0253] 作为密封部件,只要以覆盖有机EL元件的显示区域的方式配置即可,也可以是凹 板状,也可以是平板状。另外,透明性、电绝缘性没有特别限定。
[0254] 具体而言,可举出玻璃板、聚合物板、聚合物膜、金属板?膜等。
[0255] 作为玻璃板,特别是可以举出钠钙玻璃、含钡?锶玻璃、铅玻璃、铝硅酸盐玻璃、硼 硅酸盐玻璃、钡硼硅酸盐玻璃、石英等。
[0256] 另外,作为聚合物板及聚合物膜,可以举出聚碳酸酯、丙烯酸类树脂、聚对苯二甲 酸乙二醇酯、聚硫醚、聚砜等。
[0257] 作为金属板,可举出含有选自由不锈钢、铁、铜、铝、镁、镍、锌、铬、钛、钼、硅、锗及 钽构成的组的一种以上的金属及合金。
[0258] 因此可使有机EL元件10薄膜化,因此,可以优选使用聚合物膜、金属膜。进而,聚 合物膜优选氧气透过率为l(T3g/(m2?24h)以下且水蒸气透过率为l(T3g/(m2 ? 24h)以下。 另外,更优选水蒸气透过率、氧气透过率均为10_5gAm2 ? 24h)以下。
[0259] 为了将密封部件加工成凹状,可使用喷砂加工、化学蚀刻加工等。作为粘接剂,具 体而言,可以举出丙烯酸系低聚物、甲基丙烯酸系低聚物的具有反应性乙烯基的光固化及 热固化型粘接剂、2-氰基丙烯酸酯等的湿气固化型等的粘接剂。另外,可以举出环氧系等的 热及化学固化型(二液混合)。另外,可以举出热熔型的聚酰胺、聚酯、聚烯烃。另外,可以 举出阳离固化型的紫外线固化型环氧树脂粘接剂。
[0260] 予以说明,由于有时有机EL元件由于热处理而劣化,因此优选从室温到80°C可粘 接固化。另外,也可以在粘接剂中分散干燥剂。就粘接剂向密封部分的涂布而言,可以使 用市售的分配器,也可以如丝网印刷这样的进行印刷。
[0261] 在密封部件和有机EL元件的显示区域的间隙中,优选在气相及液相下注入氮、氩 等的非活性气体、氟化烃、如硅油这样的非活性液体。另外,也可以设为真空。另外,也可以 在内部封入吸湿性化合物。
[0262] 作为吸湿性化合物,例如可举出金属氧化物(例如,氧化钠、氧化钾、氧化钙、氧化 钡、氧化镁、氧化铝等)、硫酸盐(例如,硫酸钠、硫酸钙、硫酸镁、硫酸钴等)、金属卤化物 (例如,氯化钙、氯化镁、氟化铯、氟化钽、溴化铈、溴化镁、碘化钡、碘化镁等)、高氯酸类(例 如,高氯酸钡、高氯酸镁等)等,在硫酸盐、金属卤化物及高氯酸类中,优选使用无水盐。
[0263] (保护膜、保护板)
[0264] 为了提高元件的机械强度,也可以在上述密封用薄膜的外侧设置保护膜或保护 板。特别是在通过上述密封膜来进行密封的情况下,其机械强度未必高,因此优选设置这样 的保护膜、保护板。作为可以在其中使用的保护膜、保护板的材料,可以使用与在上述密封 中使用的材料同样的玻璃板、聚合物板?膜、金属板?膜等,但从轻量且薄膜化这样的方面 来看,优选使用聚合物膜。
[0265] [光取出提高技术]
[0266] 一般可以说:有机EL元件在折射率比空气高的(折射率1.6~2. 1左右的范围 内)层的内部发光、在发光层产生的光中仅取出15~20%左右的光。这是由于:以临界角 以上的角度0入射于界面(透明基板和空气的界面)的光引起全反射、不能取出到元件外 部;在透明电极或发光层和透明基板之间光引起全反射、光在透明电极或发光层波导,作为 结果,光逃向元件侧面方向。
[0267] 作为提高该光的取出的效率的方法,例如可举出:在透明基板表面形成凹凸、防止 在透明基板和空气界面的全反射的方法(例如,美国专利第4774435号说明书),通过基 板上具有聚光性而使效率提高的方法(例如,日本特开昭63-314795号公报),在元件的 侧面等形成反射面的方法(例如,日本特开平1-220394号公报),在基板和发光体之间导 入具有中间的折射率的平坦层、形成反射防止膜的方法(例如,日本特开昭62-172691号 公报),在基板和发光体之间导入具有折射率比基板低的平坦层的方法(例如,日本特开 2001-202827号公报),在基板、透明电极层或发光层的任一层间(含有基板和外界间)形 成衍射光栅的方法(日本特开平11-283751号公报)等。
[0268][有机EL元件的制作方法]
[0269] 接着,对图1中所示的由阳极21/第1发光单元11/中间连接层19/第2发光单 元12/阴极22构成的有机EL元件10的制作方法的一例进行说明。
[0270] 首先,在适当的基板23上,通过蒸镀或溅射法等方法形成由希望的电极物质、例 如阳极用物质构成的薄膜,以使成为1ym以下,优选为10~200nm的膜厚,来制作阳极21。
[0271] 接着,在基板上形成作为有机EL元件10的材料的由第1空穴传输层13、第1发光 层14、第1电子传输层15构成的第1发光单元11。
[0272] 作为该有机化合物薄膜的薄膜化的方法,具有:蒸镀法、湿式工艺(旋涂法、流延 法、喷墨法、印刷法、LB法(朗格缪尔布洛杰特法)、喷雾法、印刷法、狭缝式涂布机法)等, 但从易于得到均质的膜且不易生成针孔等的观点来看,特别优选为真空蒸镀法、旋涂法、喷 墨法、印刷法、狭缝式涂布机法。
[0273] 进而每层也可以应用不同的制膜法。
[0274] 在制膜中采用蒸镀法的情况下,其蒸镀条件根据使用的化合物的种类等不同而 不同,但一般优选在舟皿加热温度为50°C~450°C、真空度为10_6Pa~10_2Pa、蒸镀速度为 0.Olnm/秒~50nm/秒、基板温度为_50°C~300°C、膜厚为0.lnm~5ym、优选为5nm~ 200nm的范围内适当选择。
[0275] 接着,在第1发光单元11上形成中间连接层19。
[0276] 作为中间连接层19的形成方法,只要是上述那样在电荷产生层或中间电极的任 意中可进行薄膜形成的方法,就没有特别限定,例如可举出蒸镀法、溅射法、湿式工艺(旋 涂法、流延法、喷墨法、LB法、喷雾法、印刷法、狭缝式涂布机法)等。
[0277] 接着,在中间连接层19上形成作为有机EL元件10的材料的由第2空穴传输层 16、第2发光层17、第2电子传输层18构成的第2发光单元12。
[0278] 作为第2发光单元12的形成方法,薄膜形成只要使用上述已知的方法形成即可。 作为构图方法,例如,如果是蒸镀法,则可以使用阴影掩模的方法、转印法等进行制作,如果 是湿式工艺,则可以通过印刷图案进行的构图等进行制作。
[0279] 形成这些层后,在该层上通过例如蒸镀或溅射法等方法形成由阴极用物质构成的 薄膜,以成为1ym以下、优选为50~200nm的范围的膜厚,设置阴极22。
[0280] 由此,可得到希望的有机EL元件10。
[0281] 该有机EL元件10的制作,优选通过一次抽真空连贯性地从第1发光单元11制作 到阴极22,但也可以在中途取出而实施不同的制膜法。此时,需要考虑在干燥非活性气体氛 围下进行作业等。
[0282] 然后,也可以密封?保护有机EL元件10。
[0283] 例如,在露出阳极及阴极的一部分或全部的状态下用热固化性树脂被覆有机EL 元件而将其加热固化、密封有机EL元件。
[0284] 然后,用保护部件被覆有机EL元件的密封体和从密封体露出了的有机EL元件的 阳极及阴极的一部分或全部、以规定温度加热压接保护部件的重复部分。也可以使两个保 护部件重合而被覆有机EL元件的密封体等并将其侧缘部彼此加热压接,也可以折叠1个保 护部件而被覆有机EL元件10的密封体等、将其侧缘部(特别是开放端)彼此加热压接。
[0285] 通过以上处理,可制造密封?保护有机EL元件10的有机EL模块。
[0286][其它的构成]
[0287] 予以说明,在上述第1实施方式中,例示了从基板侧依次层叠成为透明电极的阳 极、第1发光单元、中间连接层、第2发光单元及成为反射电极的阴极的底部发光型的有机 EL元件,但不限定于该构成。例如,各层的层叠顺序也可以颠倒,也可以是阳极和阴极颠倒 的构成。
[0288] 另外,有机EL元件只要具有至少两个发光层即可。而且,在各自的发光层中设为 如下构成,即,在一般易于产生亮度降低的发光层的阳极侧设置LUMO浅且T1高的层,且在 一般不易产生亮度降低的发光层的阳极侧设置满足LUMO深及T1低的至少任一项的层。由 此,可以调整各发光层的亮度降低的平衡,并抑制从有机EL元件取出的白色光的质量降 低。
[0289] 因此,如果满足上述层构成的条件,则对发光单元的层构成及层叠数、发光层的层 构成及层叠数均没有特别限定,可以设为可实现希望的有机EL构成。例如,也可以将构成 有机EL元件的发光单元设为1层,另外,也可以设为层叠3层以上的发光单元的构成。另 外,在发光单元内,发光层也可以为单层,或也可以是直接或经由有机层层叠多个发光层的 构成。
[0290] 也可以设为适当组合这些层的构成。
[0291] 另外,上述实施方式中,将用于有机EL元件的发光掺杂剂的种类设为蓝、绿及红 的3种进行了例示,但也可以使用除此以外的发光色的发光掺杂剂。例如,也可以使用具有 成为蓝、绿及红各色的补色的发光色的发光掺杂剂。通过在亮度降低速度不同的发光层和 形成于这些发光层的阳极侧的层之间具备LUMO及T1满足上述关系的层,也可以在发光层 上使用这种发光掺杂剂。
[0292] 另外,在上述实施方式中,将来自有机EL元件的发光色设为白色发光进行说明, 但有机EL元件的发光色不限于白色,也可以设为由多个发光层的发光色的组合形成的任 意发光色。在设为白色以外的发光色的情况下,通过在亮度降低速度不同的发光层和形成 于这些发光层的阳极侧的层之间具备LUMO及T1满足上述关系的层,可以抑制经过驱动时 间带来的由最初的发光色的色变化。
[0293] 另外,在上述实施方式中,根据发光波长和发光能量的关系对短波长侧的发光层 的亮度降低较大且长波长侧的发光层的亮度降低较小的例子进行说明,但亮度降低的大小 不仅依赖于发光波长。例如,根据构成发光层的化合物的种类或层叠构成不同,不管发光波 长,经过驱动时间带来的亮度降低的速度不同。因此,发光层的亮度降低不仅依赖于发光波 长,也受到其它构成的影响。
[0294] 即使在发光层的亮度降低不依赖于发光波长的构成中,如果具有2层以上的发光 层,且在这些发光层上具有一般的亮度降低的大小的差,则可以应用上述实施方式的有机 EL构成,并可以抑制有机EL元件经过驱动时间带来的来自最初发光色的色变化。
[0295] 〈2.有机电致发光元件的实施方式(第2实施方式)〉
[0296] 接着,对有机电致发光元件(有机EL元件)的第2实施方式进行说明。图4中示 出第2实施方式的有机EL的构成。
[0297][有机EL元件的构成]
[0298] 图4中所示的有机EL元件30,具备阳极36、发光单元31及阴极37。而且,将这些 的各层层叠形成于基板38上。图4中所示的第2实施方式的有机EL元件30,除了发光单 元内的层构成与上述第1实施方式的有机EL元件不同以外,可以应用相同的构成。另外, 即使对于发光单元内的构成,也仅为层叠顺序、层叠方式不同,构成发光单元的各层可以应 用与上述第1实施方式相同的构成。因此,在以下的说明中,对于构成有机EL元件30的各 层的详细说明,省略。
[0299] 有机EL元件30中,在基板38上形成有阳极36,在该阳极36上形成有发光单元 31。进而,在发光单元31上形成有阴极37。
[0300] 上述有机EL元件30具有阳极36通过透明电极而构成、将阴极37作为反射电极 而发挥功能的构成,是从基板38侧取出光的所谓的底部发光型的构成。
[0301] 发光单元31为从阳极36侧依次层叠形成了空穴传输层32、第1发光层33、第2 发光层34及电子传输层35的构成。
[0302] 空穴传输层32是具有传输空穴的功能的层,广义上也含有空穴注入层及电子阻 挡层等。另外,电子传输层35是具有传输电子的功能的层,广义上也含有电子注入层及空 穴阻挡层。
[0303] 另外,有机EL元件30是在第1发光层33及第2发光层34中至少含有发光性的 有机材料、例如作为发光性的有机材料而具有蓝(B)、绿(G)及红(R)的各色的发光掺杂剂 的白色发光元件。
[0304] 为了提高有机EL元件30的发光效率,优选在光取出侧设置发出短波长的光的发 光层。因此,在图4中所示的有机EL元件30中,优选在第1发光层33中含有发出短波长 的蓝的发光掺杂剂。而且,优选在第2发光层34中含有绿(G)及红(R)的发光掺杂剂。
[0305]因此,图4中所示的有机EL元件30中,第1发光层33为含有蓝色发光掺杂剂的蓝 色发光层,第2发光层34为含有绿色发光掺杂剂及红色发光掺杂剂的绿色及红色(黄色) 发光层。
[0306] 在有机EL元件30中,作为第1发光层33在阳极36侧进行接触的层,设有空穴传 输层32。因此,空穴传输层32是与第1发光层33相比LUMO(LowestUnoccupiedMolecular Orbital)浅且最低激发三重态能量(T1)高的层。
[0307] 另外,在有机EL元件30中,作为第2发光层34在阳极36侧进行接触的层,设有第 1发光层33。因此,第1发光层33是满足与第2发光层34相比LUMO(LowestUnoccupied MolecularOrbital)深及最低激发三重态能量(T1)低的至少任一项的层。
[0308] 通过形成上述的层构成,在第1发光层33及第2发光层34中产生与上述的第1 实施方式相同的现象。因此,可以抑制第1发光层33的劣化,且可以促进第2发光层34的 劣化。而且,通过调整第1发光层33和第2发光层34的亮度降低的平衡,可以抑制有机EL 元件30的白色发光的质量的降低。
[0309] 如上述,即使由1个发光单元形成的构成、将发光层彼此直接层叠的构成中,也可 以构成具有与上述的第1实施方式相同的效果的有机EL元件。
[0310] 即,通过在发出一般亮度降低大的短波长侧的光的发光层的阳极侧设置LUMO浅 且T1高的层,可以抑制该发光层的亮度降低。而且,通过在发出一般亮度降低小的长波长 侧的光的发光层的阳极侧设置满足LUM0深及T1低的至少任一项的层,可以促进该发光层 的亮度降低。
[0311] 而且,与这些发光层相比LUM0浅且T1高的层、以及满足与发光层相比LUM0深及 T1低的至少任一项的层,不仅为空穴传输性高的层,而且也可以设为具有发光性的层。即, 与发光层相比LUM0浅且T1高的层以及满足与发光层相比LUM0深及T1低的至少任一项的 层,没有特别限定其方式,如果是满足该条件的层,则即使是任意构成的层也可以应用。而 且,通过满足该条件的层构成,可以得到与上述的第1实施方式相同的效果。
[0312] 〈3.有机电致发光元件的实施方式(第3实施方式)〉
[0313]接着,对有机电致发光元件(有机EL元件)的第3实施方式进行说明。图5中示 出第3实施方式的有机EL元件构成。
[0314][有机EL元件构成]
[0315] 图5中所示的有机EL元件40具备阳极47、发光单元41及阴极48。而且,将这些 的各层层叠形成于基板49上。图5中所示的第3实施方式的有机EL元件40,除了发光单 元内的层构成与上述的第1实施方式及第2实施方式的有机EL元件不同以外,可以应用相 同的构成。另外,即使对于发光单元内的构成,也仅为层叠顺序、层叠方式不同,构成发光单 元的各层可以应用与上述的第1实施方式及第2实施方式相同的构成。因此,在以下的说 明中,对于构成有机EL元件40的各层的详细的说明省略。
[0316] 有机EL元件40中,在基板49上形成有阳极47,在该阳极47上形成有发光单元 41。 另外,在发光单元41上形成有阴极48。
[0317] 上述有机EL元件40具阳极47通过透明电极而构成、将阴极48作为反射电极而 发挥功能的构成,是从基板49侧取出光的所谓的底部发光型的构成。
[0318] 发光单元41为从阳极47侧依次层叠形成了第1有机层42、第1发光层43、第2 有机层44、第2发光层45及第3有机层46的构成。
[0319] 第1有机层42是具有传输空穴的功能的层,相当于上述的第1实施方式中的空穴 传输层,广义上也含有空穴注入层及电子阻挡层等。
[0320] 第3有机层46是具有传输电子的功能的层,相当于上述的第1实施方式中的电子 传输层,广义上也含有电子注入层及空穴阻挡层。
[0321]第2有机层44是具有与将多个发光层串联地电连结的有机化合物层的界面的层。 该第2有机层44由至少一层以上的有机材料层形成,但也可以设为通过外部电场而可以在 层内部产生?传输空穴、电子的双极层。例如,可以从上述中间连接层中例示的有机材料层、 发光层中所使用的主体化合物中适当选择来使用。
[0322] 另外,第1发光层43及第2发光层45,可以设为与上述的第2实施方式中的第1 发光层及第2发光层相同的构成。因此,有机EL元件40中,第1发光层43为含有蓝色发 光掺杂剂的蓝色发光层,第2发光层45为含有绿色发光掺杂剂及红色发光掺杂剂的绿色及 红色(黄色)发光层。
[0323] 在有机EL元件40中,第1发光层43在阳极47侧进行接触的层为第1有机层 42。 因此,第1有机层42是与第1发光层43相比LUMO(LowestUnoccupiedMolecular Orbital)浅且最低激发三重态能量(T1)高的层。
[0324]
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