JP5417279B2 - 有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法及び有機エレクトロルミネッセンス素子用溶液 - Google Patents
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なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
なお、本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
図2は、実施形態に係る有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法を例示する工程順模式図である。
図3は、実施形態に係る有機エレクトロルミネッセンス素子で製造される有機エレクトロルミネッセンス素子の構成を例示する模式的断面図である。
まず、図3を参照しつつ、実施形態に係る照明装置で製造される有機エレクトロルミネッセンス素子の例について説明する。
電子輸送層140に用いられる有機材料(後述する第2有機材料)の分子量は、ガスクロマトグラフィによって測定される。
図1及び図2(a)に表したように、陽極層110の上に、第1有機材料と第1溶媒とを含む第1溶液を塗布して発光層を形成する(ステップS110)。
SP値は、例えば、Hildebrandが定義したδ=(Eco/V)1/2で表される。ここで、Ecoは、モル蒸発エネルギー(cal/mol)である。Vは、モル容積(cm3/mol)である。
このため、発明者は、電気的特性の優れた低分子材料の電子輸送層140を発光層130の上に塗布法で形成する種々の方法を実験により検討した。この実験の結果により得られた新たな知見に基づいて、本実施形態に係る構成が得られた。
この結果に基づき、実施形態の構成が得られた。
そして、第2溶媒として、第1溶媒のSP値よりも小さいSP値を有する材料を用いることで、発光層130が第2溶媒に溶解されず、さらに、水などによる素子の特性の劣化を抑制できる。そして、第2溶媒がアセチレンアルコール系界面活性剤を含むことで、SP値が小さい第2溶媒を用いても低分子の第2有機材料(例えば電子輸送性材料)の結晶の析出を抑制できる。
第2溶媒には、SP値が小さい材料が用いられる。第2溶媒には、第1溶媒のSP値よりSP値が小さい材料が選択されることが望ましい。
陽極側基板105として、25mm(ミリメートル)×25mm×0.7mmのガラスの支持基板104上に、陽極層110としてITOが100nm(ナノメートル)の厚さで成膜されたものを用いた。
第1溶液は、第1有機材料と、第1溶媒と、を含む。第1有機材料は、ホスト化合物であるPVK(分子量400,000)と、電子輸送性化合物であるOXD−7と、ゲスト化合物であるFIrPic及びIr(hflpy)2(acac)と、含む。第1溶媒には、クロロベンゼンが用いられた。67mgのPVKと、30mgのOXD−7と、3mgのFIrPicと、0.2mgのIr(hflpy)2(acac)と、をクロロベンゼンに溶解して、第1溶液の全体を8.35gとした。第1溶液における固形分濃度は、1.2wt%(重量パーセント)である。
第2溶液は、第2有機材料と、第2溶媒と、を含む。第2有機材料として、電子輸送性化合物である3TPYMBが用いられた。この3TPYMBは低分子である。第2溶媒は、アセチレンアルコール系界面活性剤のサーフィノール61(日信化学工業株式会社)と、オクタンと、を含む。第2溶媒におけるアセチレンアルコール系界面活性剤:オクタンの体積比率は、1:99である。100mgの3TPYMBを第2溶媒に溶解して、第2溶液の全体を10gとした。第2溶液における固形分濃度は、1.0wt%である。
すなわち、図4は、実施例に係る有機エレクトロルミネッセンス素子10と同様の方法で作製された発光層130と電子輸送層140とを有する試料10a(実施形態に係る試料)と、参考例の有機エレクトロルミネッセンス素子19と同様の方法で作成された発光層130と電子輸送層140とを有する試料19a(参考例の試料)と、の走査透過電子顕微鏡写真(STEM:Scanning Transmission Electron Microscope)像を示している。
図6は、実施形態に係る有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法に用いられる第2有機材料の特性を例示する模式図である。
図5は、第2有機材料142として用いられる3TPYMBの構造を例示している。図6は、3TPYMBと、アセチレンアルコール系界面活性剤143と、の相互作用をモデル的に示している。
図7(a)、図7(b)及び図7(c)は、BmPyPhB、BP4mPy、及び、TmPyPBの構造をそれぞれ示している。
また、各具体例のいずれか2つ以上の要素を技術的に可能な範囲で組み合わせたものも、本発明の要旨を包含する限り本発明の範囲に含まれる。
Claims (8)
- 陽極層と、陰極層と、前記陽極層と前記陰極層との間に設けられ有機材料を含む発光層と、前記発光層と前記陰極層との間に設けられた中間層と、を含む有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法であって、
前記陽極層の上に、第1有機材料と第1溶媒とを含む第1溶液を塗布して前記発光層を形成する工程と、
前記発光層の上に、分子量が5000以下の第2有機材料と、アセチレンアルコール系界面活性剤を含み前記第1溶媒の溶解度パラメータよりも小さい溶解度パラメータを有する第2溶媒と、を含む第2溶液を塗布して前記中間層を形成する工程と、
を備えたことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。 - 前記発光層は、前記第2溶媒に不溶であることを特徴とする請求項1記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
- 前記第2有機材料は、2−(4−ビフェニリル)−5−(4−tert−ブチルフェニル)−1,3,4オキサジアゾール、2,5−ビス(1−ナフチル)−1,3,4−オキサジアゾール、2,9−ジメチル−4,7−ジフェニル−1,10−フェナンスロリン、トリス(2,4,6−トリメチル−3−(ピリジン−3イル)フェニル)ボラン、1,3−ビス[3,5−ジ(ピリジン−3−イル)フェニル]ベンゼン、3,3’,5,5’−テトラ[(m−ピリジル)−フェン−3−イル]ビフェニル、及び、1,3,5−トリ[(3−ピリジル)−フェン−3−イル]ベンゼンよりなる群から選択された少なくともいずれかを含むことを特徴とする請求項1または2に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
- 前記アセチレンアルコール系界面活性剤は、3−メチル−1−ブチン−3−オール、3−メチル−1−ペンチン−3−オール、3,5−ジメチル−1−ヘキシン−3−オール、2,5−ジメチル−3−ヘキシン−2,5−ジオール、及び、3,6−ジメチル−4−オクチン−3,6−ジオールよりなる群から選択された少なくともいずれかを含むことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1つに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
- 前記第2溶媒は、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ノナン、デカン、シクロヘキサン、キシレン、トルエン、及び、テトラリンよりなる群から選択された少なくともいずれかを含むことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1つに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
- 前記第1溶媒は、前記第2溶媒の前記溶解度パラメータよりも大きい前記溶解度パラメータを有し、かつ、キシレン、トルエン、テトラリン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、シクロヘキサノン、クロロホルム、ジクロロエタン、及び、テトラヒドロフランよりなる群からされた少なくともいずれかを含むことを特徴とする請求項1〜5のいずれか1つに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
- 前記第1有機材料は、分子量が20,000以上の高分子材料を含むことを特徴とする請求項1〜6のいずれか1つに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
- 有機エレクトロルミネッセンス素子の発光層の上に電子輸送層を塗布法で形成するための有機エレクトロルミネッセンス素子用溶液であって、
分子量が5000以下の有機材料と、
アセチレンアルコール系界面活性剤を含む溶媒と、
を備え、
前記有機材料は、2−(4−ビフェニリル)−5−(4−tert−ブチルフェニル)−1,3,4オキサジアゾール、2,5−ビス(1−ナフチル)−1,3,4−オキサジアゾール、2,9−ジメチル−4,7−ジフェニル−1,10−フェナンスロリン、トリス(2,4,6−トリメチル−3−(ピリジン−3イル)フェニル)ボラン、1,3−ビス[3,5−ジ(ピリジン−3−イル)フェニル]ベンゼン、3,3’,5,5’−テトラ[(m−ピリジル)−フェン−3−イル]ビフェニル、及び、1,3,5−トリ[(3−ピリジル)−フェン−3−イル]ベンゼンよりなる群から選択された少なくともいずれかを含み、
前記アセチレンアルコール系界面活性剤は、3−メチル−1−ブチン−3−オール、3−メチル−1−ペンチン−3−オール、3,5−ジメチル−1−ヘキシン−3−オール、2,5−ジメチル−3−ヘキシン−2,5−ジオール、及び、3,6−ジメチル−4−オクチン−3,6−ジオールよりなる群から選択された少なくともいずれかを含み、
前記溶媒は、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ノナン、デカン、シクロヘキサン、キシレン、トルエン、及び、テトラリンよりなる群から選択された少なくともいずれかを含むことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子用溶液。
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