有机电致发光元件、有机电致发光元件的制造方法及电子注入输送层用涂布液的制作方法
【专利摘要】本发明的主要目的在于，提供一种在具有含有有机硼化合物的电子注入输送层的有机EL元件中，效率、寿命等特性优异的有机EL元件。本发明通过提供具有如下特征的有机EL元件从而实现上述目的，所述有机EL元件的特征在于，具有：阳极；发光层，其形成在上述阳极上；电子注入输送层，其形成在上述发光层上，含有有机硼化合物，具有晶体结构；及阴极，其形成在所述电子注入输送层上。
【专利说明】有机电致发光元件、有机电致发光元件的制造方法及电子注入输送层用涂布液
【技术领域】
[0001]本发明涉及使用了有机硼化合物的有机电致发光元件及其制造方法。
【背景技术】
[0002]将有机层夹持在一对电极之间、在两电极间施加电压使其发光的有机电致发光(以下，有时将电致发光简称为EL。)元件具有如下优点:自己发色故视觉辨认性高、由于是不同于液晶元件的全固体元件因此耐冲击性优异、响应速度快、受温度变化的影响小、及视角大等，作为显示装置或照明装置中的发光元件的利用而受到关注。
[0003]作为有机EL元件，已知在阳极和阴极之间层叠有空穴注入输送层、发光层、电子注入输送层等多层有机层的有机EL元件。作为有机层的成膜方法，通常广泛采用蒸镀法和涂布法。
[0004]蒸镀法具有如下优点:层叠化容易实施，可构成功能分离了的多层结构，可实现高效率化和长寿命化。但是，也存在如下问题:大面积下的膜厚难以均匀地进行控制，大面积的有机层形成需要较长时间因此生产效率差，需要大规模的真空装置因此制造成本高。此夕卜，例如在对有机化合物的主体成分和金属、金属化合物的掺杂剂进行共蒸镀而成膜有机层的情况下，由于金属、金属化合物的蒸镀温度高于有机化合物的蒸镀温度，因此蒸镀时有机化合物分解、或者其分解物混入膜中，因此寿命可能变短。
[0005]需要说明的是，在专利文献I中公开了如下发明:掺杂剂的蒸镀温度与有机化合物为相同水平，作为较难以给有机化合物带来损害的电子注入材料，使用金属硼酸盐或金属有机硼化合物。
[0006]另一方面，涂布法具有与蒸镀法相比在成本方面有利、且容易实现大面积化的优点。此外，不存在如蒸镀法那样在成膜时有机化合物发生分解的情况。因此，提出了多种利用涂布法形成有机层的有机EL元件的制造方法。其中，形成于发光层上的电子注入输送层利用蒸镀法来形成的方式为主流，进行了利用涂布法形成电子注入输送层的研究(参照专利文献2、3)。需要说明的是，就涂布法而言，为了使用涂布液而必须使材料溶解或分散在溶剂中，可能无法直接转用蒸镀法所使用的材料，因而需要对材料进行适当选择。
[0007]例如专利文献2中提出了利用湿式法使用非离子性有机金属络合物、金属酞菁来形成电子注入层的方法。专利文献3中提出了通过涂布使用有机金属盐、有机金属络合化合物来形成电子注入性的有机层的方法。此外，虽然并非是电子注入输送层，但专利文献4中提出了利用湿式法使用非离子性有机金属络合物作为电子输送性发光剂来形成发光层的方法。
[0008]但是，近年来，由于有机硼化合物相对于水、空气比较稳定，因此作为有机EL元件的材料而受到关注。
[0009]例如，专利文献5中提出了使用有机硼化合物作为色纯度高的蓝色发光用的发光性物质使用的发明。[0010]在先技术文献
[0011]专利文献
[0012]专利文献1:日本特开2005-142122号公报
[0013]专利文献2:日本特开2001-284055号公报
[0014]专利文献3:日本特开2003-347061号公报
[0015]专利文献4:日本特开2000-252072号公报
[0016]专利文献5:日本专利第3969941号公报
【发明内容】
[0017]发明所要解决的课题
[0018]本发明人们对具有含有有机硼化合物的电子注入输送层的有机EL元件的特性进行了研究。
[0019]如上所述，专利文献I中公开了如下发明:掺杂剂的蒸镀温度与有机化合物为相同水平，作为较难以给有机化合物带来损害的电子注入材而使用金属硼酸盐或金属有机硼化合物，但是，四硼酸等的蒸镀温度为500°C左右，四苯基硼酸等为300°C?400°C左右，蒸镀温度仍然较高，蒸镀时担心有机化合物被分解。此外，由于金属有机硼化合物自身也是有机物，因此蒸镀时可能被分解。在这种情况下，无法改善寿命。
[0020]本发明是鉴于上述实际情况而完成的发明，其主要目的在于，提供在具有含有有机硼化合物的电子注入输送层的有机EL元件中，效率、寿命等特性优异的有机EL元件。
[0021]用于解决课题的方法
[0022]本发明人们为解决上述课题而进行了深入研究，结果发现:如果利用蒸镀法对有机硼化合物进行成膜则可以得到非晶质膜；与此相对，如果利用涂布法对有机硼化合物进行成膜则可以得到晶体膜；有机硼化合物的晶体/非晶质的状态给元件特性带来影响，从而完成了本发明。
[0023]需要说明的是，专利文献2、3中记载有利用涂布法使用非离子性有机金属络合物、金属酞菁、或者有机金属络合化合物形成电子注入层的方法，但是，完全没有就使用有机硼化合物的内容进行公开。此外，在专利文献I?5中的任一文献中均没有对有机层的晶体/非晶质的状态与元件特性间的关系进行研究。
[0024]S卩，本发明提供一种有机EL元件，其特征在于，具有:阳极；发光层，其形成在上述阳极上；电子注入输送层，其形成在上述发光层上，含有有机硼化合物，具有晶体结构；及阴极，其形成在上述电子注入输送层上。
[0025]根据本发明，由于含有有机硼化合物的电子注入输送层具有晶体结构，因此与有机硼化合物被分解、或混入了有机硼化合物的分解物的非晶质膜相比，可以改善寿命。此夕卜，由于在电子注入输送层使用有机硼化合物，因此可以得到高发光效率。因此，可以制成长寿命、高效率的有机EL元件。
[0026]在上述发明中，上述有机硼化合物优选含有碱金属。这是因为碱金属的电子注入性良好。
[0027]此外，在本发明中，上述电子注入输送层还可以含有电子输送性的有机化合物。在电子注入输送层含有有机硼化合物和有机化合物的情况下，即使增厚电子注入输送层的膜厚也可以维持良好的载流子平衡，因此能够确保充分的膜厚，将容易形成均匀的膜，此外可以提高膜强度。此外，通过使用电子输送性的有机化合物，从而可以使驱动电压降低。而且，在将除电子输送性外还具有空穴阻挡性的有机化合物添加到电子注入输送层的情况下，电荷的再结合概率提闻，可以使发光效率提闻。
[0028]在这种情况下，上述有机化合物可以是高分子化合物。通常高分子化合物难以利用蒸镀法进行成膜，但本发明中的具有晶体结构的电子注入输送层利用涂布法来形成，因此也可以使用高分子化合物。此外，在电子注入输送层含有高分子化合物的情况下，将难以引起有机硼化合物向发光层的迁移，因此可期待元件的耐久性提高。
[0029]此外，本发明提供一种有机EL元件的制造方法，其特征在于，所述有机EL元件含有:阳极；发光层，其形成在上述阳极上；电子注入输送层，其形成在上述发光层上，含有有机硼化合物；及阴极，其形成在上述电子注入输送层上，所述有机EL元件的制造方法具有:电子注入输送层形成工序，涂布含有有机硼化合物和溶剂的电子注入输送层用涂布液，形成电子注入输送层。
[0030]根据本发明，由于利用涂布法形成含有有机硼化合物的电子注入输送层，因此不存在如蒸镀法那样在成膜时有机硼化合物发生分解、或有机硼化合物的分解物混入的情况，而可以得到晶体膜，可以改善寿命。此外，由于使用有机硼化合物形成电子注入输送层，因此可以得到高的发光效率。因此，可以得到长寿命、高效率的有机EL元件。
[0031]在上述发明中，优选为在上述电子注入输送层形成工序中，在上述电子注入输送层用涂布液的涂布后进行加热干燥。这是因为，通过加热从而发光效率进一步变得良好。
[0032]此外，在本发明中，优选利用涂布法形成上述发光层和上述阴极。就涂布法而言，并不是如蒸镀法那样需要昂贵的真空设备，因此可以削减制造成本。
[0033]而且，本发明提供一种电子注入输送层用涂布液，其特征在于，含有有机硼化合物和溶剂。
[0034]利用涂布法使用本发明的电子注入输送层用涂布液形成电子注入输送层，由此可以得到长寿命、高效率的有机EL元件。
[0035]本发明的电子注入输送层用涂布液还可以含有电子输送性的有机化合物。在使用含有有机硼化合物和有机化合物的电子注入输送层用涂布液形成电子注入输送层的情况下，可以确保充分的膜厚，可以容易地形成均匀的膜。此外，通过使用电子输送性的有机化合物，从而可以实现低电压驱动。
[0036]在这种情况下，上述有机化合物也可以是高分子化合物。通常高分子化合物难以利用蒸镀法成膜，但在本发明中利用涂布法形成电子注入输送层，因此也可以使用高分子化合物。此外，通过在电子注入输送层用涂布液中添加高分子化合物，从而将难以引起有机硼化合物向发光层的迁移，因此可期待元件的耐久性提高。
[0037]发明的效果
[0038]在本发明中，起到了可实现高效率化和长寿命化的效果。
【专利附图】
【附图说明】
[0039]图1为表示本发明的有机EL元件的一例的示意截面图。
[0040]图2为表示本发明的有机EL元件的制造方法的一例的工序图。[0041]图3为表示利用涂布法形成的电子注入层的X射线衍射图的一例的图。
[0042]图4为表示利用蒸镀法形成的电子注入层的X射线衍射图的一例的图。
[0043]图5为表示利用涂布法形成的电子注入层的红外吸收光谱的一例的图。
[0044]图6为表示利用蒸镀法形成的电子注入层的红外吸收光谱的一例的图。
【具体实施方式】
[0045]以下，对本发明的有机EL元件、有机EL元件的制造方法及电子注入输送层用涂布液进行详细说明。
[0046]A.有机EL元件
[0047]首先，对本发明的有机EL元件进行说明。
[0048]本发明的有机EL元件的特征在于，具有:阳极；发光层，其形成在上述阳极上；电子注入输送层，其形成在上述发光层上，含有有机硼化合物，具有晶体结构；及阴极，其形成在上述电子注入输送层上。
[0049]在参照附图的同时对本发明的有机EL元件进行说明。
[0050]图1为表示本发明的有机EL元件的一例的示意截面图。如图1所示,有机EL元件I具有:基板2 ;形成在基板2上的阳极3 ;形成在阳极3上的空穴注入输送层4 ;形成在空穴注入输送层4上的发光层5 ;形成在发光层5上，含有有机硼化合物且具有晶体结构的电子注入输送层6 ;及形成在电子注入输送层6上的阴极7。
[0051]在本发明中，含有有机硼化合物的电子注入输送层具有晶体结构。在此，在利用蒸镀法对有机硼化合物进行成膜的情况下，蒸镀时有机硼化合物被分解、或者有机硼化合物的分解物混入膜中，因此可以认为成为非晶质。另一方面，在利用涂布法对有机硼化合物进行成膜的情况下，可以防止有机硼化合物的分解、有机硼化合物的分解物的混入，可以认为成为晶体。在晶体膜中，原子、分子的有序性高且不含有杂质，因此推测电子输送性提高。
[0052]此外，在利用蒸镀法对有机硼化合物进行成膜的情况下，在有机EL元件驱动中引起分解物向发光层的迁移，可能给元件的发光特性带来影响。然而，在利用涂布法对有机硼化合物进行成膜的情况下，由于不存在分解物，因此难以引起有机EL元件驱动中的迁移，可以实现元件的稳定驱动。
[0053]而且，在非晶质膜中，因热、电能而发生结晶化，元件特性可能劣化，但在晶体膜中状态变化少，因此推测对元件的连续驱动有利。
[0054]因此，在本发明中，可以实现长寿命。
[0055]此外，由于在电子注入输送层中使用了有机硼化合物，因此可以得到高的发光效率。因此，在本发明中，可以制成长寿命、高效率的高性能有机EL元件。
[0056]以下，对本发明的有机EL元件的各结构进行说明。
[0057]1.电子注入输送层
[0058]本发明中的电子注入输送层形成在发光层上，含有有机硼化合物，具有晶体结构。
[0059]需要说明的是，电子注入输送层“具有晶体结构”的情况可以利用X射线衍射法确认。具体而言，根据由X射线衍射法测得的晶体的峰的有无，可以确认具有晶体结构(为晶体)或者为非晶质。此外，通过由透射型电子显微镜得到的电子衍射图像，可以判断具有晶体结构(为晶体)或者为非晶质。[0060]作为本发明所使用的有机硼化合物，只要是由含有硼的有机阴离子和阳离子形成的化合物则没有特别限定，但优选为下述通式(I)所表示的化合物。
[0061]
【权利要求】
1.一种有机电致发光元件，其特征在于，具有: 阳极； 发光层，其形成在所述阳极上； 电子注入输送层，其形成在所述发光层上，含有有机硼化合物，具有晶体结构；及 阴极，其形成在所述电子注入输送层上。
2.根据权利要求1所述的有机电致发光元件，其特征在于， 所述有机硼化合物含有碱金属。
3.根据权利要求1或2所述的有机电致发光元件，其特征在于， 所述电子注入输送层还含有电子输送性的有机化合物。
4.根据权利要求3所述的有机电致发光元件，其特征在于，所述有机化合物为高分子化合物。
5.一种有机电致发光元件的制造方法，其特征在于， 所述有机电致发光元件具有:阳极；发光层，其形成在所述阳极上；电子注入输送层，其形成在所述发光层上，含有有机硼化合物；及阴极，其形成在所述电子注入输送层上，所述制造方法具有: 电子注入输送层形成工序，涂布含有有机硼化合物和溶剂的电子注入输送层用涂布液，形成电子注入输送层。
6.根据权利要求5所述的有机电致发光元件的制造方法，其特征在于， 在所述电子注入输送层形成工序中，在涂布所述电子注入输送层用涂布液之后，进行加热干燥。
7.根据权利要求5或6所述的有机电致发光元件的制造方法，其特征在于， 利用涂布法形成所述发光层和所述阴极。
8.一种电子注入输送层用涂布液，其特征在于， 含有有机硼化合物和溶剂。
9.根据权利要求8所述的电子注入输送层用涂布液，其特征在于， 还含有电子输送性的有机化合物。
10.根据权利要求9所述的电子注入输送层用涂布液，其特征在于， 所述有机化合物为高分子化合物。
【文档编号】H05B33/10GK103460427SQ201180069665
【公开日】2013年12月18日 申请日期:2011年12月13日 优先权日:2011年3月31日
【发明者】乙木荣志, 上野滋弘 申请人:大日本印刷株式会社