JP3959928B2

JP3959928B2 - ORGANIC EL ELEMENT AND METHOD FOR PRODUCING ORGANIC EL ELEMENT

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Publication number: JP3959928B2
Application number: JP2000118326A
Authority: JP
Inventors: 和重小島; 晴視鈴木; 哲弥加藤
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2000-04-19
Filing date: 2000-04-19
Publication date: 2007-08-15
Anticipated expiration: 2020-04-19
Also published as: JP2001303038A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）材料を用いた有機ＥＬ素子及び有機ＥＬ素子の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
有機ＥＬ素子は、蛍光性有機化合物を含む薄膜を、陰極と陽極で挟んだ構成を有し、この薄膜に電子および正孔を注入して再結合させることにより励起子（エキシトロン）を生成させ、このエキシトロンが失活する際の光の放出（蛍光）を利用して発光する素子である。
【０００３】
有機ＥＬ素子の特徴は、１０Ｖ程度の低電圧で１００〜１０００ｃｄ／ｃｍ²程度の高輝度の面発光が可能であり、また蛍光物質の種類を選択することにより青色から赤色までの発光が可能なことである。一方、有機ＥＬ素子の問題点は、発光寿命が短く、保存耐久性、信頼性が低いことであり、この原因としては、熱による有機化合物の変化（結晶化、分解等）が挙げられる。
【０００４】
熱に対して安定で、しかもアモルファス性の高い有機ＥＬ材料として、有機ポリマーが期待されている。しかし、有機ポリマーは低分子の有機材料と異なり、昇華精製ができないため、不純物が残存するという問題がある。また、蒸着成膜ができないため、有機溶剤に溶解させ、塗布により成膜する必要があり、有機溶剤が残存しやすいという問題がある。
【０００５】
そのため、有機ポリマーを用いた素子は低分子の有機ＥＬ材料と比較して、高温での長寿命化が期待されるものの、現状はほぼ同等かそれ以下の寿命しか得られていない。特表平９−５００９２９号公報では、有機ＥＬ材料を重合させながら、成膜する方法が述べられている。しかし、この方法では有機ＥＬ材料を９００℃という高温にさらす必要があるため、分解が起こり易く、また耐久性が向上したという報告はない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記問題に鑑み、高温耐久性に優れた有機ＥＬ素子及びその製造方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１〜請求項４の発明は、有機ＥＬ素子に関するもので、光により反応して架橋することの可能な光反応性基を有する有機ＥＬ材料を用いて構成された有機層を複数層備え、複数層全ての有機層の内部には、有機ＥＬ材料中の光反応性基の反応によって架橋構造が形成されており、光反応性基の反応によって複数の有機層の一部が相互に架橋し結合されていることを特徴としている。この有機ＥＬ材料を、有機ＥＬ素子の有機層の原料として用いれば、光照射により光反応基を反応させることで、有機層内に化学的な架橋構造を形成することができる。
【０００８】
そのため、有機ＥＬ材料が分解するような高温を加えることなく、また、塗布による成膜を行うことなく、熱に対して安定なポリマー化した有機層を形成することができる。そして、本発明における複数層全ての有機層は、化学的な架橋構造によって、熱的に安定なポリマー化されたものとできるため、高温耐久性に優れた有機ＥＬ素子を提供することができる。
【０００９】
ここで、光反応性基としては、紫外線により反応するもの（請求項２の発明）、具体的には、アクリレート基及びメタクリレート基の少なくとも一種を含むものにすること（請求項３の発明）ができる。また、光反応性基と結合している骨格成分としては、トリス（８−キノリノラート）アルミニウム錯体、銅フタロシアニン、４，４’−ビス（α−ナフチルフェニルアミノ）ビフェニル、及びＮ，Ｎ’−ビス（４−ジフェニルアミノ−４−ビフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルベンジジンのうち少なくとも一種を含むものにすること（請求項４の発明）ができる。
【００１１】
特に、本発明のように、有機層が複数層存在していると、光反応性基の反応によって複数の有機層の一部が相互に架橋し結合されたものすることがとできる。複数の有機層（正孔及び電子の注入層や輸送層、発光層等）を積層する場合、各層の界面にて架橋による相互作用が形成されるため、各々の有機層の界面剥離を抑制できる。
【００１２】
また、請求項５以下の発明は有機ＥＬ素子の製造方法に関するものであり、有機層の原料として、光により反応して架橋することの可能な光反応性基を有する有機材料を用意し、この有機材料を電極基板上に蒸着した後、光照射を行い、光反応性基を反応させることにより、有機層を形成する。それによれば、高温耐久性に優れた有機ＥＬ素子を製造する製造方法を提供することができる。
【００１３】
ここで、有機層が、積層された複数の層よりなる場合、この積層された複数の有機層を形成するにあたっては、複数の有機ＥＬ材料を全て電極基板上に蒸着した後に光照射を行っても良い（請求項５の発明）。そして、これにより、上記したような高温耐久性に優れた有機ＥＬ素子を製造することができる。特に、このようにすれば、各有機層間に化学的な架橋構造を形成することができる。
【００１４】
また、光照射による光反応基の反応を促進するために、請求項６の製造方法のように、有機ＥＬ材料を電極基板上に蒸着する工程において、有機ＥＬ材料と光反応開始剤と共蒸着させるようにしても良い。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図に示す実施形態について説明する。図１は、本発明の実施形態に係る有機ＥＬ素子１００の構成を示す概略断面図であり、（ａ）は陰極の成膜前の状態、（ｂ）は有機ＥＬ素子１００の完成状態を示す。また、図２〜図４は、本実施形態及び従来における種々の有機ＥＬ材料の化学構造式を示す図である。
【００１６】
１は、透明なガラス、石英ガラス等よりなる電極基板であり、電極基板１は、その一面上にＩＴＯ（インジウムチンオキサイド）や酸化インジウム、金、銀等の透明導電膜よりなり、ホール注入電極として機能する陽極２を備えたものである。この陽極２は、スパッタ法や蒸着法等により電極基板１上に成膜される。
【００１７】
この陽極２上には、発光部を含む有機層３が形成されている。この有機層３は、光により反応して架橋することの可能な光反応性基を有する有機ＥＬ材料を用いて形成されている。光反応性基を有する有機材料は、通常の一般的な有機ＥＬ材料を骨格として、この骨格に光反応性基を公知の化学反応により結合させることで得ることができる。
【００１８】
骨格となるものとしては、例えば、トリス（８−キノリノラート）アルミニウム錯体（以下、Ａｌｑ３と称す）、銅フタロシアニン（以下、ＣｕＰｃと称す）、４，４’−ビス（α−ナフチルフェニルアミノ）ビフェニル（以下、αＮＰＤと称す）、及びＮ，Ｎ’−ビス（４−ジフェニルアミノ−４−ビフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルベンジジン等が挙げられる。これらのうち、ＣｕＰｃ、Ａｌｑ３、αＮＰＤの各骨格については、図２に化学構造式を示した。
【００１９】
また、光反応性基としては、アクリレート基、メタクリレート基、プロピルアクリレート基、ブチルアクリレート基、スチリル基等が挙げられる。これらの光反応性基は、紫外線照射によって二重結合部分にラジカルが生成する官能基（重合性基）であり、このラジカルによってモノマー分子同士がラジカル重合し、架橋構造が形成された樹脂となる。
【００２０】
また、光反応性基は、１分子中に２つ以上含まれていることが好ましい。これは、１分子中に２つ以上の光反応性基を有することで、網目状のポリマーが生成し、より分子量の大きな安定なポリマーからなる有機層３が得られるためである。
【００２１】
このような各骨格と光反応性基とを結合させた本実施形態の有機ＥＬ材料としては、例えば、上記のＣｕＰｃ、Ａｌｑ３、αＮＰＤ等においてベンゼン環の所定部位に水酸基を導入したものと、アクリレートの塩化物とを反応させることにより作ることができる。
【００２２】
具体的には、本実施形態の有機ＥＬ材料として、上記αＮＰＤに２つのアクリレート基を導入した化合物（以下、Ａ２−αＮＰＤと称す、図３参照）、上記Ａｌｑ３に３つのアクリレート基を導入した化合物（以下、Ａ３−Ａ１ｑ３と称す、図４参照）、上記ＣｕＰｃに２つのアクリレート基を導入した化合物（以下、Ａ２−ＣｕＰｃと称す、図４参照）等が挙げられる。
【００２３】
そして、有機層３は、これら本実施形態の有機ＥＬ材料を蒸着源として、真空蒸着装置を用いて、電極基板１の一面に蒸着した後、紫外線照射（ＵＶ照射）を行い、光反応性基を反応させることにより、形成される（図１（ａ）参照）。光反応基を反応させることで、内部に化学的な架橋構造が形成され、熱に対して安定なポリマー化した有機層３が形成される。
【００２４】
また、有機ＥＬ素子においては、素子の性能を向上させるために、有機層は一般に、正孔及び電子の注入層や輸送層、発光層等の複数層が積層された構成とする。そこで、有機層３が積層された複数の層よりなる場合、この積層された複数の有機層３を形成するにあたっては、複数の有機ＥＬ材料を全て電極基板１上に蒸着した後にＵＶ照射を行う方法でも良いし、１つの有機ＥＬ材料毎に、電極基板１上に蒸着した後に光照射を行い、これを各々の有機ＥＬ材料毎に繰り返す方法でも良い。
【００２５】
特に、前者方法のように、全ての層を積層させた後に光照射する方が好ましい。こうすることで、ＵＶ照射による光反応性基の反応によって複数の有機層３の一部が相互に架橋し結合されたものとできる。そのため、各層間にて架橋による相互作用が形成され、各々の有機層３の界面剥離を抑制でき、素子の耐久性を向上させることができる。
【００２６】
こうして、陽極２上に単数若しくは複数の有機層３を形成した後、有機層３上に、マスクを用いた真空蒸着等によって金属（アルミニウム等）等よりなる陰極４が形成される。この陰極４は電子注入電極として機能する。こうして、図１（ｂ）に示す様な有機ＥＬ素子１００が出来上がる。かかる有機ＥＬ素子１００は、両極２、４間に所定の直流電圧を印加することにより、両極２、４に挟まれた有機層３を自発光させ、透明な電極基板１の他面側から光が取り出されるようになっている。
【００２７】
なお、上記製造方法において、ＵＶ照射による光反応基の反応を促進するために、光反応開始剤を適用しても良い。即ち、有機ＥＬ材料を電極基板１に一面上に蒸着する工程において、有機ＥＬ材料に光反応開始剤を添加したものを蒸着源として、有機ＥＬ材料と光反応開始剤とを共蒸着させるようにしても良い。
【００２８】
ここで、複数の有機ＥＬ材料を全て電極基板１上に蒸着した後にＵＶ照射する方法の場合には、個々の有機ＥＬ材料について光反応開始材を添加したものを、全て共蒸着した後にＵＶ照射を行う。一方、複数の有機ＥＬ材料の各々について蒸着した後にＵＶ照射する方法の場合には、１つの有機ＥＬ材料に光反応開始剤を添加し、これを共蒸着した後にＵＶ照射するというサイクルを各々の有機ＥＬ材料毎に繰り返す。
【００２９】
光反応開始剤としては、３６０ｎｍ以上の長波長ＵＶ（紫外線）領域に吸収を有し、ラジカルを生成するものが好ましい。このような光反応開始剤としては、チバスペシャルティケミカルズ（株）製のイルガキュア６５１、イルガキュア１８４、イルガキュア５００、イルガキュア９０７、ダロキュア１１７３、ダロキュア４２６５や日本化薬（株）製のカヤキュアＤＥＴ−Ｓ、カヤキュアＢＤＭＫ（以上、商品名）などを挙げることができる。
【００３０】
これらは１種単独でまたは２種以上組み合わせて用いられる。短波長側にしか吸収がなく、ラジカルを生成しない光反応開始剤を用いた場合は、ＵＶ照射時に有機ＥＬ材料を分解する可能性があるために好ましくない。光反応開始剤の添加量は光反応性基を反応させることができる範囲であれば特に限定されない。一般には、蒸着後且つＵＶ照射前の段階において、光反応開始剤が有機ＥＬ材料に対して０．１ｗｔ％から１０ｗｔ％の割合で含有された状態となるように添加する。
【００３１】
以上のように、本実施形態の有機ＥＬ材料を有機層３の原料として用いれば、紫外線の光照射により光反応基を反応させることで、有機層３内に化学的な架橋構造を形成することができる。そのため、従来のように、有機ＥＬ材料が分解するような高温を加えることなく、また、塗布による成膜を行うことなく、熱に対して安定なポリマー化した有機層３を形成することができる。
【００３２】
従って、本実施形態によれば、高温耐久性に優れた有機ＥＬ素子に用いて好適な有機ＥＬ材料を提供することができる。また、このような有機ＥＬ材料を用いて構成された有機層３を備えることにより、高温耐久性に優れた有機ＥＬ素子１００を提供することができる。また、上記製造方法によれば、高温耐久性に優れた有機ＥＬ素子１００を製造する製造方法を提供することができる。
【００３３】
なお、可能ならば、有機ＥＬ材料の光反応性基は、紫外線以外の光（放射線等）で反応させても良い。また、上記図１では、有機層３を挟んで、陽極２を下部電極（基板側電極）、陰極４を上部電極としているが、下部電極を陰極、上部電極を陽極としても良い。この場合、光取り出し方向は上部電極側ととすれば良い。
【００３４】
以下に実施例をあげ、本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００３５】
【実施例】
（実施例１）
ＩＴＯよりなる陽極２が形成されたガラス基板よりなる電極基板１上に、次の順序で薄膜を蒸着した。ＣｕＰｃ（ホール注入層）を２００Å、Ａ２−ＮＰＤ（ホール輸送層）を２００Å、Ａ３−Ａ１ｑ３（電子注入及び輸送機能を持つ発光層）を２００Å、陰極４としてアルミニウムを１５０Å、真空蒸着により成膜した。このとき、ＣｕＰｃ、Ａ２−αＮＰＤ、Ａ３−Ａｌｑ３を全て成膜した後に、ＵＶ（中心波長３６５ｎｍ、強度１００ｍＷ）を１０秒間照射し、光反応性基としてのアクリレート基を架橋させ、ポリマー化された有機層３を形成した。
【００３６】
陽極（ＩＴＯ）２と陰極（Ａｌ）４との間に、電圧を印加して電流を流した（６Ｖ、６．５ｍＡ／ｃｍ²）ところ、４００ｃｄ／ｍ²の輝度で緑色発光が観測された。８５℃にてこの素子の耐久性を検討したところ、輝度の半減期は２０００時間であり、高温での耐久性に優れた素子が得られた。
【００３７】
（比較例１）
Ａ２−αＮＰＤ，Ａ３−Ａ１ｑ３の代わりに、アクリレート基のないαＮＰＤ、Ａｌｑ３を使用し、ＵＶ照射を行わない他は、実施例１と同様にして素子を作製した。この素子に電圧を印加して電流を流した（７．０Ｖ、６．２ｍＡ／ｃｍ²）、４００ｃｄ／ｍ²の輝度で緑色発光が観測された。８５℃にてこの素子の耐久性を検討したところ、輝度の半減期は７００時間であり、高温での耐久性に劣っていた。
【００３８】
（実施例２）
実施例１と同様の有機ＥＬ材料を用いて、同様の膜厚にて有機ＥＬ素子１００を作製した。ただし、Ａ２−αＮＰＤを成膜した後に、ＵＶ（中心波長３６５ｎｍ、強度１００ｍＷ）をｌ０秒間照射し、その後、Ａ３−Ａ１ｑ３膜を成膜し、ＵＶ（中心波長３６５ｎｍ、強度１００ｍＷ）を１０秒間照射し、Ａ２−αＮＰＤ膜、Ａ３−Ａ１ｑ３膜毎に、光反応性基としてのアクリレート基を架橋させ、ポリマー化された有機層３を形成した。
【００３９】
陽極（ＩＴＯ）２と陰極（Ａｌ）４との間に、電圧を印加して電流を流した（６．３Ｖ，６．５ｍＡ／ｃｍ²）ところ、４００ｃｄ／ｍ²の輝度で緑色発光が観測された。８５℃にてこの素子の耐久性を検討したところ、輝度の半減期は１８００時間であり、高温での耐久性に優れた素子が得られた。
【００４０】
（実施例３）
ＣｕＰｃの代わりにＡ２−ＣｕＰｃを用いる他は、実施例１と同様の有機材料を用いて、同様の膜厚にて有機ＥＬ素子１００を作製した。なお、Ａ２−ＣｕＰｃ、Ａ２−αＮＰＤ，Ａ３−Ａ１ｑ３を全て成膜した後に、ＵＶ（中心波長３６５ｎｍ、強度１００ｍＷ）を１０秒間照射し、光反応性基としてのアクリレート基を架橋させ、ポリマー化された有機層３を形成した。
【００４１】
陽極（ＩＴＯ）２と陰極（Ａｌ）４との間に、電圧を印加して電流を流した（５．５Ｖ、６．５ｍＡ／ｃｍ²）ところ、４００ｃｄ／ｍ²の輝度で緑色発光が観測された。８５℃にてこの素子の耐久性を検討したところ、輝度の半減期は２４００時間であり、高温での耐久性に優れた素子が得られた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る有機ＥＬ素子の構成を示す概略断面図である。
【図２】ＣｕＰｃ、Ａｌｑ３、αＮＰＤの各化学構造を示す図である。
【図３】本発明の有機ＥＬ材料としてのＡ２−αＮＰＤの化学構造を示す図である。
【図４】本発明の有機ＥＬ材料としてのＡ３−Ａ１ｑ３及びＡ２−ＣｕＰｃの化学構造を示す図である。
【符号の説明】
１…電極基板、２…電極基板に備えられた陽極、３…有機層、４…陰極。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an organic EL element using an organic EL (electroluminescence) material and a method for manufacturing the organic EL element.
[0002]
[Prior art]
The organic EL element has a structure in which a thin film containing a fluorescent organic compound is sandwiched between a cathode and an anode, and excitons (excitrons) are generated by injecting electrons and holes into the thin film and recombining them. It is an element that emits light by utilizing light emission (fluorescence) when this excitron is deactivated.
[0003]
The characteristics of the organic EL element are that it can emit surface light with a high luminance of about 100 to 1000 cd / cm ² at a low voltage of about 10 V, and can emit light from blue to red by selecting the type of fluorescent material. That is. On the other hand, the problems of the organic EL element are that the light emission life is short, the storage durability and the reliability are low, and this is caused by a change (crystallization, decomposition, etc.) of the organic compound due to heat.
[0004]
Organic polymers are expected as organic EL materials that are stable against heat and highly amorphous. However, unlike a low-molecular organic material, an organic polymer cannot be purified by sublimation, which causes a problem that impurities remain. Further, since vapor deposition cannot be performed, it is necessary to dissolve in an organic solvent and form a film by coating, and there is a problem that the organic solvent tends to remain.
[0005]
Therefore, although an element using an organic polymer is expected to have a long lifetime at a high temperature as compared with a low-molecular organic EL material, the lifetime is almost the same or less. Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-500909 describes a method of forming a film while polymerizing an organic EL material. However, since this method requires that the organic EL material be exposed to a high temperature of 900 ° C., there is no report that decomposition is likely to occur and durability is improved.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
In view of the above problems, and an object thereof is to provide an excellent organic EL device and a manufacturing method thereof temperature durability.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the inventions according to claims 1 to 4 relate to an organic EL element, and are constituted by using an organic EL material having a photoreactive group capable of crosslinking by reacting with light. A plurality of organic layers are provided, and a cross-linked structure is formed inside the organic layers of all the layers by the reaction of the photoreactive group in the organic EL material, and the plurality of organic layers are formed by the reaction of the photoreactive group. It is characterized in that a part of each is crosslinked and bonded to each other. When this organic EL material is used as a raw material for an organic layer of an organic EL element, a chemical cross-linked structure can be formed in the organic layer by reacting a photoreactive group by light irradiation.
[0008]
Therefore, a polymerized organic layer that is stable against heat can be formed without applying a high temperature at which the organic EL material is decomposed and without performing film formation by coating . And since all the organic layers of the plurality of layers in the present invention can be made into a thermally stable polymer by a chemical cross-linking structure, an organic EL device excellent in high temperature durability can be provided.
[0009]
Here, the photoreactive group is one that reacts with ultraviolet rays (invention of claim 2), and specifically includes at least one of an acrylate group and a methacrylate group (invention of claim 3). it can. Examples of the skeleton component bonded to the photoreactive group include tris (8-quinolinolato) aluminum complex, copper phthalocyanine, 4,4′-bis (α-naphthylphenylamino) biphenyl, and N, N′-bis. It is possible to include at least one of (4-diphenylamino-4-biphenyl) -N, N′-diphenylbenzidine (Invention of Claim 4).
[0011]
In particular, as in the present invention, the organic layer is present a plurality of layers, a portion of the plurality of organic layers by the reaction of the photoreactive groups can and be those being crosslinked to each other bond. When a plurality of organic layers (hole and electron injection layer, transport layer, light emitting layer, etc.) are stacked, the cross-linking interaction is formed at the interface of each layer, so that the interface peeling of each organic layer can be suppressed. .
[0012]
Further, the invention of claim 5 relates to a method for producing an organic EL element, and an organic material having a photoreactive group that can be crosslinked by reacting with light is prepared as a raw material for the organic layer. After the organic material is deposited on the electrode substrate, light irradiation is performed to react the photoreactive group, thereby forming an organic layer. According to this, the manufacturing method which manufactures the organic EL element excellent in high temperature durability can be provided.
[0013]
Here, when the organic layer is composed of a plurality of stacked layers, in forming the stacked plurality of organic layers, light irradiation is performed after all the plurality of organic EL materials are evaporated on the electrode substrate. yet good (the invention of claim 5). And this makes it possible to manufacture an organic EL device excellent in high temperature durability as described above. In particular, if as this, it is possible to form a chemical crosslinked structure each organic layer.
[0014]
Moreover, in order to accelerate | stimulate reaction of the photoreactive group by light irradiation, in the process of vapor-depositing organic EL material on an electrode substrate like the manufacturing method of Claim 6 , organic EL material and a photoinitiator are co-evaporated. You may make it let it.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments shown in the drawings will be described below. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a configuration of an organic EL element 100 according to an embodiment of the present invention, where (a) shows a state before film formation of a cathode, and (b) shows a completed state of the organic EL element 100. . 2 to 4 are diagrams showing chemical structural formulas of various organic EL materials in the present embodiment and the related art.
[0016]
Reference numeral 1 denotes an electrode substrate made of transparent glass, quartz glass or the like, and the electrode substrate 1 is made of a transparent conductive film made of ITO (indium tin oxide), indium oxide, gold, silver or the like on one surface thereof. Is provided with an anode 2 that functions as: The anode 2 is formed on the electrode substrate 1 by sputtering or vapor deposition.
[0017]
An organic layer 3 including a light emitting portion is formed on the anode 2. The organic layer 3 is formed using an organic EL material having a photoreactive group that can be cross-linked by reacting with light. An organic material having a photoreactive group can be obtained by using a general organic EL material as a skeleton and bonding the photoreactive group to the skeleton by a known chemical reaction.
[0018]
Examples of the skeleton include tris (8-quinolinolato) aluminum complex (hereinafter referred to as Alq3), copper phthalocyanine (hereinafter referred to as CuPc), 4,4′-bis (α-naphthylphenylamino) biphenyl ( Hereinafter, it is referred to as αNPD), N, N′-bis (4-diphenylamino-4-biphenyl) -N, N′-diphenylbenzidine and the like. Among these, the chemical structural formulas of the skeletons of CuPc, Alq3, and αNPD are shown in FIG.
[0019]
Examples of the photoreactive group include an acrylate group, a methacrylate group, a propyl acrylate group, a butyl acrylate group, and a styryl group. These photoreactive groups are functional groups (polymerizable groups) that generate radicals in the double bond portion when irradiated with ultraviolet rays. The radicals polymerize monomer molecules with these radicals, resulting in a resin in which a crosslinked structure is formed. .
[0020]
Moreover, it is preferable that two or more photoreactive groups are contained in one molecule. This is because, by having two or more photoreactive groups in one molecule, a network polymer is generated, and an organic layer 3 made of a stable polymer having a larger molecular weight is obtained.
[0021]
Examples of the organic EL material of this embodiment in which each skeleton and a photoreactive group are bonded include those in which a hydroxyl group is introduced into a predetermined portion of the benzene ring in the above-described CuPc, Alq3, αNPD, and acrylate. It can be made by reacting with chloride.
[0022]
Specifically, as the organic EL material of the present embodiment, a compound in which two acrylate groups are introduced into the αNPD (hereinafter referred to as A2-αNPD, see FIG. 3), a compound in which three acrylate groups are introduced into the Alq3. (Hereinafter referred to as A3-A1q3, see FIG. 4), compounds obtained by introducing two acrylate groups into the CuPc (hereinafter referred to as A2-CuPc, see FIG. 4), and the like.
[0023]
Then, the organic layer 3 is deposited on one surface of the electrode substrate 1 using the organic EL material of this embodiment as a deposition source, using a vacuum deposition apparatus, and then subjected to ultraviolet irradiation (UV irradiation) to form a photoreactive group. It is formed by reacting (see FIG. 1A). By reacting the photoreactive group, a chemically cross-linked structure is formed inside, and the heat-stable polymerized organic layer 3 is formed.
[0024]
In the organic EL device, in order to improve the performance of the device, the organic layer is generally configured by laminating a plurality of layers such as a hole and electron injection layer, a transport layer, and a light emitting layer. Therefore, when the organic layer 3 is composed of a plurality of stacked layers, in forming the stacked plurality of organic layers 3, UV irradiation is performed after the plurality of organic EL materials are deposited on the electrode substrate 1. Alternatively, a method may be used, or light irradiation may be performed after deposition on the electrode substrate 1 for each organic EL material, and this may be repeated for each organic EL material.
[0025]
In particular, as in the former method, it is preferable to irradiate light after all the layers are laminated. By doing so, a part of the plurality of organic layers 3 can be cross-linked and bonded to each other by the reaction of the photoreactive group by UV irradiation. Therefore, the interaction by bridge | crosslinking is formed between each layer, interface peeling of each organic layer 3 can be suppressed, and durability of an element can be improved.
[0026]
Thus, after forming one or a plurality of organic layers 3 on the anode 2, a cathode 4 made of a metal (aluminum or the like) or the like is formed on the organic layer 3 by vacuum vapor deposition using a mask. The cathode 4 functions as an electron injection electrode. Thus, an organic EL element 100 as shown in FIG. 1B is completed. The organic EL element 100 self-emits the organic layer 3 sandwiched between the two electrodes 2 and 4 by applying a predetermined DC voltage between the two electrodes 2 and 4, and emits light from the other surface side of the transparent electrode substrate 1. Is to be taken out.
[0027]
In the above production method, a photoreaction initiator may be applied to promote the reaction of the photoreactive group by UV irradiation. That is, in the step of vapor-depositing the organic EL material on the electrode substrate 1, the organic EL material and the photoreaction initiator are co-deposited using an organic EL material added with a photoreaction initiator as a vapor deposition source. May be.
[0028]
Here, in the case of the method of performing UV irradiation after depositing all of the plurality of organic EL materials on the electrode substrate 1, UV irradiation is performed after co-depositing all of the organic EL materials to which the photoreaction initiator has been added. I do. On the other hand, in the case of the method of performing UV irradiation after vapor deposition for each of a plurality of organic EL materials, a cycle of adding a photoreaction initiator to one organic EL material, co-depositing this and then performing UV irradiation is performed for each Repeat for each organic EL material.
[0029]
As a photoinitiator, what has absorption in a 360-nm or more long wavelength UV (ultraviolet) area | region and produces | generates a radical is preferable. Examples of such photoinitiators include Irgacure 651, Irgacure 184, Irgacure 500, Irgacure 907, Darocure 1173, Darocure 4265 manufactured by Ciba Specialty Chemicals Co., Ltd., Kayacure DET-S, Kayacure Co. BDK (above, trade name) can be cited.
[0030]
These may be used alone or in combination of two or more. The use of a photoinitiator that absorbs only on the short wavelength side and does not generate radicals is not preferable because it may decompose the organic EL material during UV irradiation. The addition amount of the photoreaction initiator is not particularly limited as long as the photoreactive group can be reacted. In general, it is added so that the photoreaction initiator is contained at a ratio of 0.1 wt% to 10 wt% with respect to the organic EL material at the stage after vapor deposition and before UV irradiation.
[0031]
As described above, when the organic EL material of the present embodiment is used as a raw material for the organic layer 3, a chemical cross-linked structure is formed in the organic layer 3 by reacting a photoreactive group by irradiation with ultraviolet light. Can do. Therefore, the polymerized organic layer 3 that is stable against heat can be formed without applying a high temperature at which the organic EL material is decomposed and without performing film formation by coating, as in the prior art. .
[0032]
Therefore, according to this embodiment, an organic EL material suitable for use in an organic EL element having excellent high-temperature durability can be provided. Moreover, the organic EL element 100 excellent in high temperature durability can be provided by providing the organic layer 3 comprised using such an organic EL material. Moreover, according to the said manufacturing method, the manufacturing method which manufactures the organic EL element 100 excellent in high temperature durability can be provided.
[0033]
If possible, the photoreactive group of the organic EL material may be reacted with light (such as radiation) other than ultraviolet rays. In FIG. 1, the anode 2 is the lower electrode (substrate side electrode) and the cathode 4 is the upper electrode with the organic layer 3 interposed therebetween, but the lower electrode may be the cathode and the upper electrode may be the anode. In this case, the light extraction direction may be the upper electrode side.
[0034]
The present invention will be described in more detail with reference to examples below, but the present invention is not limited to these examples.
[0035]
【Example】
Example 1
A thin film was deposited in the following order on an electrode substrate 1 made of a glass substrate on which an anode 2 made of ITO was formed. CuPc (hole injection layer) was 200 mm, A2-NPD (hole transport layer) was 200 mm, A3-A1q3 (light emitting layer having electron injection and transport functions) was 200 mm, aluminum was used as the cathode 4 and 150 mm was formed by vacuum deposition. . At this time, after all films of CuPc, A2-αNPD, and A3-Alq3 were formed, UV (center wavelength: 365 nm, intensity: 100 mW) was irradiated for 10 seconds to crosslink the acrylate group as a photoreactive group, and polymerized. Organic layer 3 was formed.
[0036]
When a voltage was applied between the anode (ITO) 2 and the cathode (Al) 4 to pass a current (6 V, 6.5 mA / cm ² ), green light emission was observed with a luminance of 400 cd / m ² . . When the durability of this element was examined at 85 ° C., the half-life of the luminance was 2000 hours, and an element excellent in durability at high temperatures was obtained.
[0037]
(Comparative Example 1)
A device was fabricated in the same manner as in Example 1 except that αNPD and Alq3 having no acrylate group were used instead of A2-αNPD and A3-A1q3, and UV irradiation was not performed. When a voltage was applied to the device to pass a current (7.0 V, 6.2 mA / cm ² ), green light emission was observed at a luminance of 400 cd / m ² . When the durability of this element was examined at 85 ° C., the half-life of the luminance was 700 hours, which was inferior in durability at high temperatures.
[0038]
(Example 2)
Using the same organic EL material as in Example 1, an organic EL element 100 was produced with the same film thickness. However, after forming A2-αNPD, UV (center wavelength 365 nm, intensity 100 mW) is irradiated for 10 seconds, and then an A3-A1q3 film is formed, and UV (center wavelength 365 nm, intensity 100 mW) is irradiated for 10 seconds. Then, for each of the A2-αNPD film and the A3-A1q3 film, an acrylate group as a photoreactive group was crosslinked to form a polymerized organic layer 3.
[0039]
When a voltage was applied between the anode (ITO) 2 and the cathode (Al) 4 to pass a current (6.3 V, 6.5 mA / cm ² ), green light emission was observed at a luminance of 400 cd / m ^2. It was done. When the durability of this element was examined at 85 ° C., the luminance half-life was 1800 hours, and an element excellent in durability at high temperatures was obtained.
[0040]
(Example 3)
An organic EL element 100 was produced with the same film thickness using the same organic material as in Example 1 except that A2-CuPc was used instead of CuPc. In addition, after all films of A2-CuPc, A2-αNPD, and A3-A1q3 are formed, UV (center wavelength: 365 nm, intensity: 100 mW) is irradiated for 10 seconds to crosslink the acrylate group as a photoreactive group and polymerize. Organic layer 3 was formed.
[0041]
When a voltage was applied between the anode (ITO) 2 and the cathode (Al) 4 to pass a current (5.5 V, 6.5 mA / cm ² ), green light emission was observed at a luminance of 400 cd / m ^2. It was done. When the durability of this element was examined at 85 ° C., the luminance half-life was 2400 hours, and an element excellent in durability at high temperatures was obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a configuration of an organic EL element according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing chemical structures of CuPc, Alq3, and αNPD.
FIG. 3 is a view showing a chemical structure of A2-αNPD as the organic EL material of the present invention.
FIG. 4 is a diagram showing a chemical structure of A3-A1q3 and A2-CuPc as organic EL materials of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Electrode substrate, 2 ... Anode provided to electrode substrate, 3 ... Organic layer, 4 ... Cathode.

Claims

光により反応して架橋することの可能な光反応性基を有する有機ＥＬ材料を用いて構成された有機層を複数層備え、
前記複数層全ての有機層の内部には、前記有機ＥＬ材料中の前記光反応性基の反応によって架橋構造が形成されており、
前記光反応性基の反応によって前記複数の有機層の一部が相互に架橋し結合されていることを特徴とする有機ＥＬ素子。Provided with a plurality of organic layers composed of an organic EL material having a photoreactive group capable of crosslinking by reacting with light,
Inside the organic layers of all the plurality of layers, a crosslinked structure is formed by the reaction of the photoreactive group in the organic EL material,
An organic EL element, wherein a part of the plurality of organic layers is cross-linked and bonded to each other by the reaction of the photoreactive group.

前記光反応性基は、紫外線により反応するものであることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ素子。 The organic EL device according to claim 1, wherein the photoreactive group reacts with ultraviolet rays.

前記光反応性基は、アクリレート基及びメタクリレート基の少なくとも一種を含むものであることを特徴とする請求項１または２に記載の有機ＥＬ素子。 The organic EL device according to claim 1, wherein the photoreactive group contains at least one of an acrylate group and a methacrylate group.

前記光反応性基と結合している骨格成分が、トリス（８−キノリノラート）アルミニウム錯体、銅フタロシアニン、４，４’−ビス（α−ナフチルフェニルアミノ）ビフェニル、及びＮ，Ｎ’−ビス（４−ジフェニルアミノ−４−ビフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルベンジジンのうち少なくとも一種を含むものであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の有機ＥＬ素子。 The skeleton component bonded to the photoreactive group includes tris (8-quinolinolato) aluminum complex, copper phthalocyanine, 4,4′-bis (α-naphthylphenylamino) biphenyl, and N, N′-bis (4 The organic EL device according to claim 1, wherein the organic EL device includes at least one of —diphenylamino-4-biphenyl) -N, N′-diphenylbenzidine.

電界を印加することにより発光可能な有機層を備える有機ＥＬ素子の製造方法において、
前記有機層の原料として、光により反応して架橋することの可能な光反応性基を有する有機ＥＬ材料を用意し、
この有機ＥＬ材料を電極基板上に蒸着した後、光照射を行い、前記光反応性基を反応させることにより、前記有機層を形成する工程を備え、
前記有機層は、複数の前記有機ＥＬ材料を用いて複数の層を積層してなるものであり、
前記複数の有機ＥＬ材料を全て前記電極基板上に蒸着した後に、前記光照射を行うことにより、前記積層された複数の有機層を形成することを特徴とする有機ＥＬ素子の製造方法。In a method for producing an organic EL element comprising an organic layer capable of emitting light by applying an electric field,
As a raw material for the organic layer, an organic EL material having a photoreactive group capable of crosslinking by reacting with light is prepared.
After vapor-depositing this organic EL material on the electrode substrate, the method comprises the step of forming the organic layer by irradiating light and reacting the photoreactive group,
The organic layer is formed by laminating a plurality of layers using a plurality of the organic EL materials,
A method of manufacturing an organic EL element, wherein the plurality of organic EL materials are deposited on the electrode substrate and then the light irradiation is performed to form the plurality of stacked organic layers.

前記有機ＥＬ材料を前記電極基板上に蒸着する工程では、前記有機ＥＬ材料と光反応開始剤と共蒸着させることを特徴とする請求項５に記載の有機ＥＬ素子の製造方法。6. The method of manufacturing an organic EL element according to claim 5, wherein in the step of depositing the organic EL material on the electrode substrate, the organic EL material and a photoreaction initiator are co-deposited.