有機(jī)電致發(fā)光元件、有機(jī)電致發(fā)光元件的制造方法及電子注入輸送層用涂布液的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明的主要目的在于，提供一種在具有含有有機(jī)硼化合物的電子注入輸送層的有機(jī)EL元件中，效率、壽命等特性優(yōu)異的有機(jī)EL元件。本發(fā)明通過提供具有如下特征的有機(jī)EL元件從而實(shí)現(xiàn)上述目的，所述有機(jī)EL元件的特征在于，具有：陽極；發(fā)光層，其形成在上述陽極上；電子注入輸送層，其形成在上述發(fā)光層上，含有有機(jī)硼化合物，具有晶體結(jié)構(gòu)；及陰極，其形成在所述電子注入輸送層上。
【專利說明】有機(jī)電致發(fā)光元件、有機(jī)電致發(fā)光元件的制造方法及電子注入輸送層用涂布液
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及使用了有機(jī)硼化合物的有機(jī)電致發(fā)光元件及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]將有機(jī)層夾持在一對(duì)電極之間、在兩電極間施加電壓使其發(fā)光的有機(jī)電致發(fā)光(以下，有時(shí)將電致發(fā)光簡稱為EL。)元件具有如下優(yōu)點(diǎn):自己發(fā)色故視覺辨認(rèn)性高、由于是不同于液晶元件的全固體元件因此耐沖擊性優(yōu)異、響應(yīng)速度快、受溫度變化的影響小、及視角大等，作為顯示裝置或照明裝置中的發(fā)光元件的利用而受到關(guān)注。
[0003]作為有機(jī)EL元件，已知在陽極和陰極之間層疊有空穴注入輸送層、發(fā)光層、電子注入輸送層等多層有機(jī)層的有機(jī)EL元件。作為有機(jī)層的成膜方法，通常廣泛采用蒸鍍法和涂布法。
[0004]蒸鍍法具有如下優(yōu)點(diǎn):層疊化容易實(shí)施，可構(gòu)成功能分離了的多層結(jié)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)高效率化和長壽命化。但是，也存在如下問題:大面積下的膜厚難以均勻地進(jìn)行控制，大面積的有機(jī)層形成需要較長時(shí)間因此生產(chǎn)效率差，需要大規(guī)模的真空裝置因此制造成本高。此夕卜，例如在對(duì)有機(jī)化合物的主體成分和金屬、金屬化合物的摻雜劑進(jìn)行共蒸鍍而成膜有機(jī)層的情況下，由于金屬、金屬化合物的蒸鍍溫度高于有機(jī)化合物的蒸鍍溫度，因此蒸鍍時(shí)有機(jī)化合物分解、或者其分解物混入膜中，因此壽命可能變短。
[0005]需要說明的是，在專利文獻(xiàn)I中公開了如下發(fā)明:摻雜劑的蒸鍍溫度與有機(jī)化合物為相同水平，作為較難以給有機(jī)化合物帶來損害的電子注入材料，使用金屬硼酸鹽或金屬有機(jī)硼化合物。
[0006]另一方面，涂布法具有與蒸鍍法相比在成本方面有利、且容易實(shí)現(xiàn)大面積化的優(yōu)點(diǎn)。此外，不存在如蒸鍍法那樣在成膜時(shí)有機(jī)化合物發(fā)生分解的情況。因此，提出了多種利用涂布法形成有機(jī)層的有機(jī)EL元件的制造方法。其中，形成于發(fā)光層上的電子注入輸送層利用蒸鍍法來形成的方式為主流，進(jìn)行了利用涂布法形成電子注入輸送層的研究(參照專利文獻(xiàn)2、3)。需要說明的是，就涂布法而言，為了使用涂布液而必須使材料溶解或分散在溶劑中，可能無法直接轉(zhuǎn)用蒸鍍法所使用的材料，因而需要對(duì)材料進(jìn)行適當(dāng)選擇。
[0007]例如專利文獻(xiàn)2中提出了利用濕式法使用非離子性有機(jī)金屬絡(luò)合物、金屬酞菁來形成電子注入層的方法。專利文獻(xiàn)3中提出了通過涂布使用有機(jī)金屬鹽、有機(jī)金屬絡(luò)合化合物來形成電子注入性的有機(jī)層的方法。此外，雖然并非是電子注入輸送層，但專利文獻(xiàn)4中提出了利用濕式法使用非離子性有機(jī)金屬絡(luò)合物作為電子輸送性發(fā)光劑來形成發(fā)光層的方法。
[0008]但是，近年來，由于有機(jī)硼化合物相對(duì)于水、空氣比較穩(wěn)定，因此作為有機(jī)EL元件的材料而受到關(guān)注。
[0009]例如，專利文獻(xiàn)5中提出了使用有機(jī)硼化合物作為色純度高的藍(lán)色發(fā)光用的發(fā)光性物質(zhì)使用的發(fā)明。[0010]在先技術(shù)文獻(xiàn)
[0011]專利文獻(xiàn)
[0012]專利文獻(xiàn)1:日本特開2005-142122號(hào)公報(bào)
[0013]專利文獻(xiàn)2:日本特開2001-284055號(hào)公報(bào)
[0014]專利文獻(xiàn)3:日本特開2003-347061號(hào)公報(bào)
[0015]專利文獻(xiàn)4:日本特開2000-252072號(hào)公報(bào)
[0016]專利文獻(xiàn)5:日本專利第3969941號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0017]發(fā)明所要解決的課題
[0018]本發(fā)明人們對(duì)具有含有有機(jī)硼化合物的電子注入輸送層的有機(jī)EL元件的特性進(jìn)行了研究。
[0019]如上所述，專利文獻(xiàn)I中公開了如下發(fā)明:摻雜劑的蒸鍍溫度與有機(jī)化合物為相同水平，作為較難以給有機(jī)化合物帶來損害的電子注入材而使用金屬硼酸鹽或金屬有機(jī)硼化合物，但是，四硼酸等的蒸鍍溫度為500°C左右，四苯基硼酸等為300°C?400°C左右，蒸鍍溫度仍然較高，蒸鍍時(shí)擔(dān)心有機(jī)化合物被分解。此外，由于金屬有機(jī)硼化合物自身也是有機(jī)物，因此蒸鍍時(shí)可能被分解。在這種情況下，無法改善壽命。
[0020]本發(fā)明是鑒于上述實(shí)際情況而完成的發(fā)明，其主要目的在于，提供在具有含有有機(jī)硼化合物的電子注入輸送層的有機(jī)EL元件中，效率、壽命等特性優(yōu)異的有機(jī)EL元件。
[0021]用于解決課題的方法
[0022]本發(fā)明人們?yōu)榻鉀Q上述課題而進(jìn)行了深入研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn):如果利用蒸鍍法對(duì)有機(jī)硼化合物進(jìn)行成膜則可以得到非晶質(zhì)膜；與此相對(duì)，如果利用涂布法對(duì)有機(jī)硼化合物進(jìn)行成膜則可以得到晶體膜；有機(jī)硼化合物的晶體/非晶質(zhì)的狀態(tài)給元件特性帶來影響，從而完成了本發(fā)明。
[0023]需要說明的是，專利文獻(xiàn)2、3中記載有利用涂布法使用非離子性有機(jī)金屬絡(luò)合物、金屬酞菁、或者有機(jī)金屬絡(luò)合化合物形成電子注入層的方法，但是，完全沒有就使用有機(jī)硼化合物的內(nèi)容進(jìn)行公開。此外，在專利文獻(xiàn)I?5中的任一文獻(xiàn)中均沒有對(duì)有機(jī)層的晶體/非晶質(zhì)的狀態(tài)與元件特性間的關(guān)系進(jìn)行研究。
[0024]S卩，本發(fā)明提供一種有機(jī)EL元件，其特征在于，具有:陽極；發(fā)光層，其形成在上述陽極上；電子注入輸送層，其形成在上述發(fā)光層上，含有有機(jī)硼化合物，具有晶體結(jié)構(gòu)；及陰極，其形成在上述電子注入輸送層上。
[0025]根據(jù)本發(fā)明，由于含有有機(jī)硼化合物的電子注入輸送層具有晶體結(jié)構(gòu)，因此與有機(jī)硼化合物被分解、或混入了有機(jī)硼化合物的分解物的非晶質(zhì)膜相比，可以改善壽命。此夕卜，由于在電子注入輸送層使用有機(jī)硼化合物，因此可以得到高發(fā)光效率。因此，可以制成長壽命、高效率的有機(jī)EL元件。
[0026]在上述發(fā)明中，上述有機(jī)硼化合物優(yōu)選含有堿金屬。這是因?yàn)閴A金屬的電子注入性良好。
[0027]此外，在本發(fā)明中，上述電子注入輸送層還可以含有電子輸送性的有機(jī)化合物。在電子注入輸送層含有有機(jī)硼化合物和有機(jī)化合物的情況下，即使增厚電子注入輸送層的膜厚也可以維持良好的載流子平衡，因此能夠確保充分的膜厚，將容易形成均勻的膜，此外可以提高膜強(qiáng)度。此外，通過使用電子輸送性的有機(jī)化合物，從而可以使驅(qū)動(dòng)電壓降低。而且，在將除電子輸送性外還具有空穴阻擋性的有機(jī)化合物添加到電子注入輸送層的情況下，電荷的再結(jié)合概率提聞，可以使發(fā)光效率提聞。
[0028]在這種情況下，上述有機(jī)化合物可以是高分子化合物。通常高分子化合物難以利用蒸鍍法進(jìn)行成膜，但本發(fā)明中的具有晶體結(jié)構(gòu)的電子注入輸送層利用涂布法來形成，因此也可以使用高分子化合物。此外，在電子注入輸送層含有高分子化合物的情況下，將難以引起有機(jī)硼化合物向發(fā)光層的遷移，因此可期待元件的耐久性提高。
[0029]此外，本發(fā)明提供一種有機(jī)EL元件的制造方法，其特征在于，所述有機(jī)EL元件含有:陽極；發(fā)光層，其形成在上述陽極上；電子注入輸送層，其形成在上述發(fā)光層上，含有有機(jī)硼化合物；及陰極，其形成在上述電子注入輸送層上，所述有機(jī)EL元件的制造方法具有:電子注入輸送層形成工序，涂布含有有機(jī)硼化合物和溶劑的電子注入輸送層用涂布液，形成電子注入輸送層。
[0030]根據(jù)本發(fā)明，由于利用涂布法形成含有有機(jī)硼化合物的電子注入輸送層，因此不存在如蒸鍍法那樣在成膜時(shí)有機(jī)硼化合物發(fā)生分解、或有機(jī)硼化合物的分解物混入的情況，而可以得到晶體膜，可以改善壽命。此外，由于使用有機(jī)硼化合物形成電子注入輸送層，因此可以得到高的發(fā)光效率。因此，可以得到長壽命、高效率的有機(jī)EL元件。
[0031]在上述發(fā)明中，優(yōu)選為在上述電子注入輸送層形成工序中，在上述電子注入輸送層用涂布液的涂布后進(jìn)行加熱干燥。這是因?yàn)?，通過加熱從而發(fā)光效率進(jìn)一步變得良好。
[0032]此外，在本發(fā)明中，優(yōu)選利用涂布法形成上述發(fā)光層和上述陰極。就涂布法而言，并不是如蒸鍍法那樣需要昂貴的真空設(shè)備，因此可以削減制造成本。
[0033]而且，本發(fā)明提供一種電子注入輸送層用涂布液，其特征在于，含有有機(jī)硼化合物和溶劑。
[0034]利用涂布法使用本發(fā)明的電子注入輸送層用涂布液形成電子注入輸送層，由此可以得到長壽命、高效率的有機(jī)EL元件。
[0035]本發(fā)明的電子注入輸送層用涂布液還可以含有電子輸送性的有機(jī)化合物。在使用含有有機(jī)硼化合物和有機(jī)化合物的電子注入輸送層用涂布液形成電子注入輸送層的情況下，可以確保充分的膜厚，可以容易地形成均勻的膜。此外，通過使用電子輸送性的有機(jī)化合物，從而可以實(shí)現(xiàn)低電壓驅(qū)動(dòng)。
[0036]在這種情況下，上述有機(jī)化合物也可以是高分子化合物。通常高分子化合物難以利用蒸鍍法成膜，但在本發(fā)明中利用涂布法形成電子注入輸送層，因此也可以使用高分子化合物。此外，通過在電子注入輸送層用涂布液中添加高分子化合物，從而將難以引起有機(jī)硼化合物向發(fā)光層的遷移，因此可期待元件的耐久性提高。
[0037]發(fā)明的效果
[0038]在本發(fā)明中，起到了可實(shí)現(xiàn)高效率化和長壽命化的效果。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0039]圖1為表示本發(fā)明的有機(jī)EL元件的一例的示意截面圖。
[0040]圖2為表示本發(fā)明的有機(jī)EL元件的制造方法的一例的工序圖。[0041]圖3為表示利用涂布法形成的電子注入層的X射線衍射圖的一例的圖。
[0042]圖4為表示利用蒸鍍法形成的電子注入層的X射線衍射圖的一例的圖。
[0043]圖5為表示利用涂布法形成的電子注入層的紅外吸收光譜的一例的圖。
[0044]圖6為表示利用蒸鍍法形成的電子注入層的紅外吸收光譜的一例的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0045]以下，對(duì)本發(fā)明的有機(jī)EL元件、有機(jī)EL元件的制造方法及電子注入輸送層用涂布液進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0046]A.有機(jī)EL元件
[0047]首先，對(duì)本發(fā)明的有機(jī)EL元件進(jìn)行說明。
[0048]本發(fā)明的有機(jī)EL元件的特征在于，具有:陽極；發(fā)光層，其形成在上述陽極上；電子注入輸送層，其形成在上述發(fā)光層上，含有有機(jī)硼化合物，具有晶體結(jié)構(gòu)；及陰極，其形成在上述電子注入輸送層上。
[0049]在參照附圖的同時(shí)對(duì)本發(fā)明的有機(jī)EL元件進(jìn)行說明。
[0050]圖1為表示本發(fā)明的有機(jī)EL元件的一例的示意截面圖。如圖1所示,有機(jī)EL元件I具有:基板2 ;形成在基板2上的陽極3 ;形成在陽極3上的空穴注入輸送層4 ;形成在空穴注入輸送層4上的發(fā)光層5 ;形成在發(fā)光層5上，含有有機(jī)硼化合物且具有晶體結(jié)構(gòu)的電子注入輸送層6 ;及形成在電子注入輸送層6上的陰極7。
[0051]在本發(fā)明中，含有有機(jī)硼化合物的電子注入輸送層具有晶體結(jié)構(gòu)。在此，在利用蒸鍍法對(duì)有機(jī)硼化合物進(jìn)行成膜的情況下，蒸鍍時(shí)有機(jī)硼化合物被分解、或者有機(jī)硼化合物的分解物混入膜中，因此可以認(rèn)為成為非晶質(zhì)。另一方面，在利用涂布法對(duì)有機(jī)硼化合物進(jìn)行成膜的情況下，可以防止有機(jī)硼化合物的分解、有機(jī)硼化合物的分解物的混入，可以認(rèn)為成為晶體。在晶體膜中，原子、分子的有序性高且不含有雜質(zhì)，因此推測(cè)電子輸送性提高。
[0052]此外，在利用蒸鍍法對(duì)有機(jī)硼化合物進(jìn)行成膜的情況下，在有機(jī)EL元件驅(qū)動(dòng)中引起分解物向發(fā)光層的遷移，可能給元件的發(fā)光特性帶來影響。然而，在利用涂布法對(duì)有機(jī)硼化合物進(jìn)行成膜的情況下，由于不存在分解物，因此難以引起有機(jī)EL元件驅(qū)動(dòng)中的遷移，可以實(shí)現(xiàn)元件的穩(wěn)定驅(qū)動(dòng)。
[0053]而且，在非晶質(zhì)膜中，因熱、電能而發(fā)生結(jié)晶化，元件特性可能劣化，但在晶體膜中狀態(tài)變化少，因此推測(cè)對(duì)元件的連續(xù)驅(qū)動(dòng)有利。
[0054]因此，在本發(fā)明中，可以實(shí)現(xiàn)長壽命。
[0055]此外，由于在電子注入輸送層中使用了有機(jī)硼化合物，因此可以得到高的發(fā)光效率。因此，在本發(fā)明中，可以制成長壽命、高效率的高性能有機(jī)EL元件。
[0056]以下，對(duì)本發(fā)明的有機(jī)EL元件的各結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。
[0057]1.電子注入輸送層
[0058]本發(fā)明中的電子注入輸送層形成在發(fā)光層上，含有有機(jī)硼化合物，具有晶體結(jié)構(gòu)。
[0059]需要說明的是，電子注入輸送層“具有晶體結(jié)構(gòu)”的情況可以利用X射線衍射法確認(rèn)。具體而言，根據(jù)由X射線衍射法測(cè)得的晶體的峰的有無，可以確認(rèn)具有晶體結(jié)構(gòu)(為晶體)或者為非晶質(zhì)。此外，通過由透射型電子顯微鏡得到的電子衍射圖像，可以判斷具有晶體結(jié)構(gòu)(為晶體)或者為非晶質(zhì)。[0060]作為本發(fā)明所使用的有機(jī)硼化合物，只要是由含有硼的有機(jī)陰離子和陽離子形成的化合物則沒有特別限定，但優(yōu)選為下述通式(I)所表示的化合物。
[0061]
【權(quán)利要求】
1.一種有機(jī)電致發(fā)光元件，其特征在于，具有: 陽極； 發(fā)光層，其形成在所述陽極上； 電子注入輸送層，其形成在所述發(fā)光層上，含有有機(jī)硼化合物，具有晶體結(jié)構(gòu)；及 陰極，其形成在所述電子注入輸送層上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機(jī)電致發(fā)光元件，其特征在于， 所述有機(jī)硼化合物含有堿金屬。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的有機(jī)電致發(fā)光元件，其特征在于， 所述電子注入輸送層還含有電子輸送性的有機(jī)化合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的有機(jī)電致發(fā)光元件，其特征在于，所述有機(jī)化合物為高分子化合物。
5.一種有機(jī)電致發(fā)光元件的制造方法，其特征在于， 所述有機(jī)電致發(fā)光元件具有:陽極；發(fā)光層，其形成在所述陽極上；電子注入輸送層，其形成在所述發(fā)光層上，含有有機(jī)硼化合物；及陰極，其形成在所述電子注入輸送層上，所述制造方法具有: 電子注入輸送層形成工序，涂布含有有機(jī)硼化合物和溶劑的電子注入輸送層用涂布液，形成電子注入輸送層。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的有機(jī)電致發(fā)光元件的制造方法，其特征在于， 在所述電子注入輸送層形成工序中，在涂布所述電子注入輸送層用涂布液之后，進(jìn)行加熱干燥。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的有機(jī)電致發(fā)光元件的制造方法，其特征在于， 利用涂布法形成所述發(fā)光層和所述陰極。
8.一種電子注入輸送層用涂布液，其特征在于， 含有有機(jī)硼化合物和溶劑。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電子注入輸送層用涂布液，其特征在于， 還含有電子輸送性的有機(jī)化合物。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電子注入輸送層用涂布液，其特征在于， 所述有機(jī)化合物為高分子化合物。
【文檔編號(hào)】H05B33/10GK103460427SQ201180069665
【公開日】2013年12月18日 申請(qǐng)日期:2011年12月13日 優(yōu)先權(quán)日:2011年3月31日
【發(fā)明者】乙木榮志, 上野滋弘 申請(qǐng)人:大日本印刷株式會(huì)社