JP2007253588A - Barrier film substrate and organic electroluminescence device - Google Patents
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Abstract
【課題】水蒸気バリア性が高く、応力によって剥離しないバリア性フィルム基板、並びに、前記バリア性フィルム基板を用いた有機電界発光素子を提供する。
【解決手段】プラスチックフィルムと、前記プラスチックフィルム上に少なくとも1層の有機層および少なくとも2層の無機層からなる交互積層体と、を有するバリア性フィルム基板であって、前記有機層がイソシアネート基を有するポリマーを含むことを特徴とするバリア性フィルム基板、およびこれを用いた有機電界発光素子。
【選択図】なしThe present invention provides a barrier film substrate that has high water vapor barrier properties and does not peel off due to stress, and an organic electroluminescent device using the barrier film substrate.
A barrier film substrate having a plastic film and an alternating laminate composed of at least one organic layer and at least two inorganic layers on the plastic film, wherein the organic layer has an isocyanate group. A barrier film substrate characterized by comprising a polymer having the same, and an organic electroluminescence device using the same.
[Selection figure] None
Description
本発明は、バリア性フィルム基板に関するものであり、特に各種デバイスの基板に好適な積層型のバリア性フィルム基板に関し、さらに前記バリア性フィルム基板を用い耐久性およびフレキシブル性に優れた有機電界発光素子(有機EL素子)に関するものである。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a barrier film substrate, and more particularly to a laminated barrier film substrate suitable for various device substrates, and further to an organic electroluminescent element excellent in durability and flexibility using the barrier film substrate. (Organic EL device).
従来から、プラスチックフィルムの表面に、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化珪素等の金属酸化物薄膜を形成したバリア性フィルムは、水蒸気や酸素など各種ガスの遮断を必要とする物品の包装や、食品、工業用品および医薬品等の変質を防止するための包装用途に広く用いられている Conventionally, a barrier film in which a metal oxide thin film such as aluminum oxide, magnesium oxide, silicon oxide or the like is formed on the surface of a plastic film is used for wrapping articles, food, Widely used in packaging applications to prevent alteration of industrial products and pharmaceuticals
近年、液晶表示素子や有機電界発光素子(有機EL素子)等の分野においては、重くて割れやすいガラス基板に代わって、プラスチックフィルム基板が採用され始めている。プラスチックフィルム基板はロールトゥロール(Roll to Roll)方式に適用可能であることから、コストの点でも有利である。しかし、プラスチックフィルム基板はガラス基板と比較して水蒸気バリア性に劣るという問題がある。このため、プラスチックフィルム基板を液晶表示素子に用いると、水蒸気が液晶セル内に侵入し、表示欠陥が発生する。 In recent years, in the fields of liquid crystal display elements and organic electroluminescent elements (organic EL elements), plastic film substrates have begun to be used instead of heavy and fragile glass substrates. Since the plastic film substrate can be applied to a roll-to-roll method, it is advantageous in terms of cost. However, there is a problem that the plastic film substrate is inferior in water vapor barrier property as compared with the glass substrate. For this reason, when a plastic film substrate is used for a liquid crystal display element, water vapor enters the liquid crystal cell and a display defect occurs.
この問題を解決するために、プラスチックフィルム上に金属酸化物薄膜を形成したバリア性フィルム基板を用いることが知られている。バリア性フィルム基板としては、プラスチックフィルム上に酸化珪素を蒸着したもの(例えば、特許文献1参照)や、酸化アルミニウムを蒸着したもの(例えば、特許文献2参照)が知られており、これらはいずれも水蒸気透過能が1g/m2・day程度となるバリア性を有する。 In order to solve this problem, it is known to use a barrier film substrate in which a metal oxide thin film is formed on a plastic film. Known barrier film substrates include those obtained by vapor-depositing silicon oxide on a plastic film (for example, see Patent Document 1) and those obtained by vapor-depositing aluminum oxide (for example, see Patent Document 2). Also has a barrier property such that water vapor permeability is about 1 g / m 2 · day.
しかし、有機EL素子に用いるための基板には水蒸気透過率が0.01g/m2・day未満となるようなバリア性が要求される。かかる要求に応えるための手段として、有機層/無機層の交互積層構造を有するバリア膜を真空蒸着法により作製する技術が提案されている(例えば、非特許文献1参照)。 However, a substrate for use in an organic EL element is required to have a barrier property such that the water vapor transmission rate is less than 0.01 g / m 2 · day. As a means for meeting such demands, a technique has been proposed in which a barrier film having an alternately laminated structure of organic layers / inorganic layers is produced by a vacuum deposition method (see, for example, Non-Patent Document 1).
しかしながら有機層/無機層の交互積層構造を有するバリア膜は層間の密着性に問題があり、曲げ等の変形によってバリア膜が剥離するという問題点があった。また、剥離しやすいバリア性フィルム基板を用いて作製した有機EL素子を湿熱条件で保存すると、剥離によって本来のバリア性が発揮されないためにダークスポットと呼ばれる非発光故障が発生する。このため、水蒸気バリア性が高く、応力によって剥離しないバリア性フィルム基板の開発が望まれていた。 However, the barrier film having the alternately laminated structure of the organic layer / inorganic layer has a problem in adhesion between layers, and there is a problem that the barrier film is peeled off due to deformation such as bending. In addition, when an organic EL device manufactured using a barrier film substrate that is easily peeled is stored under wet heat conditions, the original barrier property is not exhibited by peeling, and a non-light emitting failure called a dark spot occurs. For this reason, development of a barrier film substrate that has high water vapor barrier properties and does not peel off due to stress has been desired.
本発明の第1の目的は、水蒸気バリア性が高く、応力によって剥離しないバリア性フィルム基板を提供することである。本発明の第2の目的は、前記バリア性フィルム基板を用いた有機電界発光素子を提供することである。 The first object of the present invention is to provide a barrier film substrate that has a high water vapor barrier property and does not peel off due to stress. The second object of the present invention is to provide an organic electroluminescent device using the barrier film substrate.
[1] プラスチックフィルムと、前記プラスチックフィルム上に少なくとも1層の有機層および少なくとも2層の無機層からなる交互積層体と、を有するバリア性フィルム基板であって、前記有機層がイソシアネート基を有するポリマーを含むことを特徴とするバリア性フィルム基板。 [1] A barrier film substrate having a plastic film and an alternate laminate comprising at least one organic layer and at least two inorganic layers on the plastic film, wherein the organic layer has an isocyanate group A barrier film substrate comprising a polymer.
[2] 前記イソシアネート基を有するポリマーが下記一般式(1)で表されるビニルモノマーから誘導される構造を有することを特徴とする[1]に記載のバリア性フィルム基板。 [2] The barrier film substrate according to [1], wherein the polymer having an isocyanate group has a structure derived from a vinyl monomer represented by the following general formula (1).
[3] 前記一般式(1)におけるR11が水素原子であることを特徴とする[2]に記載のバリア性フィルム基板。 [3] The barrier film substrate according to [2], wherein R 11 in the general formula (1) is a hydrogen atom.
[4] 前記有機層が、分子内に少なくとも一つの水酸基と少なくとも一つのアクリレートまたはメタアクリレート基とを有するビニルモノマーから誘導される構造を有するポリマーを含むことを特徴とする[1]〜[3]のいずれかに記載のバリアフィルム基板。 [4] The organic layer includes a polymer having a structure derived from a vinyl monomer having at least one hydroxyl group and at least one acrylate or methacrylate group in the molecule. ] The barrier film board | substrate in any one of.
[5] 前記分子内に少なくとも一つの水酸基と少なくとも一つのアクリレートまたはメタアクリレート基とを有するビニルモノマー単位が、下記一般式(2)で表されるビニルモノマー単位であることを特徴とする[4]に記載のバリア性フィルム基板。 [5] The vinyl monomer unit having at least one hydroxyl group and at least one acrylate or methacrylate group in the molecule is a vinyl monomer unit represented by the following general formula (2) [4] ] The barrier property film substrate as described in.
[6] 少なくとも1層の前記無機層が、SiおよびAlから選ばれる元素の酸化物、窒化物もしくは酸化窒化物を含むことを特徴とする[1]〜[5]のいずれかに記載のバリア性フィルム基板。 [6] The barrier according to any one of [1] to [5], wherein the at least one inorganic layer contains an oxide, nitride, or oxynitride of an element selected from Si and Al. Film substrate.
[7] 40℃・相対湿度90%における水蒸気透過率が0.01g/m2・day以下である[1]〜[5]のいずれかに記載のバリア性フィルム基板。 [7] The barrier film substrate according to any one of [1] to [5], which has a water vapor transmission rate of 0.01 g / m 2 · day or less at 40 ° C. and a relative humidity of 90%.
[8] 前記プラスチックフィルムのガラス転移温度が200℃以上であることを特徴とする[1]〜[6]のいずれかに記載のバリア性フィルム基板。 [8] The barrier film substrate according to any one of [1] to [6], wherein the plastic film has a glass transition temperature of 200 ° C. or higher.
[9] [1]〜[7]のいずれかに記載のバリア性フィルム基板を用いた有機電界発光素子。 [9] An organic electroluminescence device using the barrier film substrate according to any one of [1] to [7].
本発明によれば、水蒸気バリア性が高く、応力によって剥離しないバリア性フィルム基板、並びに、前記バリア性フィルム基板を用いた有機電界発光素子を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a barrier film substrate that has a high water vapor barrier property and does not peel off due to stress, and an organic electroluminescent device using the barrier film substrate.
まず、以下に本発明のバリア性フィルム基板について詳細に説明する。以下に記載する構成要件の説明は、本発明の代表的な実施態様に基づいてなされることがあるが、本発明はそのような実施態様に限定されるものではない。なお、本明細書において「〜」を用いて表される数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。 First, the barrier film substrate of the present invention will be described in detail below. The description of the constituent elements described below may be made based on typical embodiments of the present invention, but the present invention is not limited to such embodiments. In the present specification, a numerical range represented by using “to” means a range including numerical values described before and after “to” as a lower limit value and an upper limit value.
<バリア性フィルム基板>
本発明のバリア性フィルム基板は、プラスチックフィルムと、前記プラスチックフィルム上に、少なくとも1層の有機層および少なくとも2層の無機層からなる交互積層体と、を有するフィルム基板である。交互積層体の層構成としては、例えば、プラスチックフィルム側から第1の無機層、有機層、第2の無機層の順に堆積している。本発明においては、プラスチックフィルムと第1の無機層との間に別の層が挿入されていてもよい。また、第2の無機層の上に他の層が存在してもよい。
<Barrier film substrate>
The barrier film substrate of the present invention is a film substrate having a plastic film and an alternate laminate comprising at least one organic layer and at least two inorganic layers on the plastic film. As a layer structure of the alternately laminated body, for example, the first inorganic layer, the organic layer, and the second inorganic layer are deposited in this order from the plastic film side. In the present invention, another layer may be inserted between the plastic film and the first inorganic layer. Further, another layer may be present on the second inorganic layer.
本発明のバリア性フィルム基板は、好ましくはプラスチックフィルム上に無機層と有機層の交互積層体を有するフィルム基板である。層の構成としてはプラスチックフィルム側から第1の無機層、第1の有機層、第2の無機層の順に堆積しており、さらにこの上に、第2の有機層、第3の無機層、第3の有機層、第4の無機層、・・・、第nの無機層のように繰り返し積層されていてもよい。
あるいはプラスチックフィルム側から第1の有機層、第1の無機層、第2の有機層、第2の無機層の順に堆積しており、さらにこの上に第3の有機層、第3の無機層、第4の有機層、第4の無機層・・・、第nの無機層のように繰り返し積層されていてもよい。交互積層体の最上層は無機層でも有機層でもよい。
この他、必要に応じてプラスチックフィルムと前記交互積層体との間、交互積層体の上、あるいはプラスチックフィルムの裏面に別の機能性層が挿入されていてもよい。挿入される別の機能性層は単一層でも複数層でもよい。
The barrier film substrate of the present invention is preferably a film substrate having an alternating laminate of an inorganic layer and an organic layer on a plastic film. As the layer structure, the first inorganic layer, the first organic layer, and the second inorganic layer are deposited in this order from the plastic film side. Further, the second organic layer, the third inorganic layer, The third organic layer, the fourth inorganic layer,..., And the nth inorganic layer may be repeatedly laminated.
Alternatively, the first organic layer, the first inorganic layer, the second organic layer, and the second inorganic layer are deposited in this order from the plastic film side, and the third organic layer and the third inorganic layer are further deposited thereon. , The fourth organic layer, the fourth inorganic layer,..., And the nth inorganic layer may be repeatedly laminated. The uppermost layer of the alternating laminate may be an inorganic layer or an organic layer.
In addition, if necessary, another functional layer may be inserted between the plastic film and the alternate laminate, on the alternate laminate, or on the back surface of the plastic film. Another functional layer to be inserted may be a single layer or multiple layers.
以下に本発明の構成要素について詳しく説明する。
(無機層)
本発明における無機層とは、無機材料で構成される層を意味する。無機層は、ガス分子の透過を抑制しうる緻密な構造の薄膜である。無機層の例としては、金属化合物からなる薄膜(金属化合物薄膜)が挙げられる。無機層の形成方法は、目的の薄膜を形成できる方法であればいかなる方法でも用いることができる。例えば、スパッタリング法、真空蒸着法、イオンプレーティング法、プラズマCVD法などが適しており、具体的には特許第3400324号、特開2002−322561号、特開2002−361774号各公報記載の形成方法を採用することができる。
前記無機層に含まれる成分は、上記性能を満たすものであれば特に限定されないが、例えば、Si、Al、In、Sn、Zn、Ti、Cu、Ce、およびTa等から選ばれる1種以上の元素を含む酸化物、窒化物もしくは酸化窒化物などを用いることができる。これらの中でも、Si、Al、In、Sn、ZnおよびTiから選ばれる元素の酸化物、窒化物もしくは酸化窒化物が好ましく、特にSiおよびAlから選ばれる元素の金属酸化物、窒化物もしくは酸化窒化物が好ましい。これらは、副次的な成分として他の元素を含有してもよい。
The components of the present invention will be described in detail below.
(Inorganic layer)
The inorganic layer in this invention means the layer comprised with an inorganic material. The inorganic layer is a thin film having a dense structure capable of suppressing the permeation of gas molecules. Examples of the inorganic layer include a thin film (metal compound thin film) made of a metal compound. As a method for forming the inorganic layer, any method can be used as long as it can form a target thin film. For example, a sputtering method, a vacuum deposition method, an ion plating method, a plasma CVD method, etc. are suitable. The method can be adopted.
The component contained in the inorganic layer is not particularly limited as long as it satisfies the above performance, but for example, one or more selected from Si, Al, In, Sn, Zn, Ti, Cu, Ce, Ta, and the like An oxide containing an element, nitride, oxynitride, or the like can be used. Among these, an oxide, nitride or oxynitride of an element selected from Si, Al, In, Sn, Zn and Ti is preferable, and a metal oxide, nitride or oxynitride of an element selected from Si and Al is particularly preferable. Things are preferred. These may contain other elements as secondary components.
前記無機層の厚みに関しては特に限定されないが、厚みが厚すぎると曲げ応力によるクラックが発生し、薄すぎると膜が層を形成せずに島状に分布するため、いずれも水蒸気バリア性が悪くなる傾向がある。このため、各無機層の厚みは、それぞれ5nm〜500nmの範囲内であることが好ましく、さらに好ましくは、10nm〜200nmである。また、2層以上の無機層は、各々が同じ組成であってもよいし、異なる組成であってもよい。 The thickness of the inorganic layer is not particularly limited, but if the thickness is too thick, cracks due to bending stress occur, and if the thickness is too thin, the film is distributed in an island shape without forming a layer. Tend to be. Therefore, the thickness of each inorganic layer is preferably in the range of 5 nm to 500 nm, and more preferably 10 nm to 200 nm. The two or more inorganic layers may each have the same composition or different compositions.
(有機層)
本発明のバリア性フィルム基板における有機層は、イソシアネート基を有するポリマー(以下、「本発明におけるポリマー」と略す)を主成分とする。本発明におけるポリマーはイソシアネート基を有するモノマー(以下、「本発明におけるモノマー」と略す)を単独または他のモノマーと混合してラジカル重合することにより合成される。本発明におけるポリマーは下記一般式(1)で表されるモノマーから誘導される構造を有するのが好ましい。
(Organic layer)
The organic layer in the barrier film substrate of the present invention contains a polymer having an isocyanate group (hereinafter abbreviated as “polymer in the present invention”) as a main component. The polymer in the present invention is synthesized by radical polymerization of a monomer having an isocyanate group (hereinafter abbreviated as “monomer in the present invention”) alone or mixed with another monomer. The polymer in the present invention preferably has a structure derived from a monomer represented by the following general formula (1).
一般式(1)においてR11は水素原子、アルキル基(たとえばメチル基、エチル基、ブチル基など)を表す。このうち、前記R11としては、水素原子またはメチル基が好ましく、水素原子がより好ましい。L1は2〜5価の連結基を表す。2価のL1の例としては単結合、酸素原子、硫黄原子、カルボニル基、アルキレン基(たとえばメチレン、エチレン、プロピレン、ブチレン、ペンチレン、ヘキシレンなど)、アリーレン基(たとえばフェニレン、ナフチレンなど)、あるいはこれらの2価基を複数個直列に結合した基(たとえばアルキレンアリーレン、アルキレンオキシ、アルキレンオキシアルキレン、アルキレンオキシカルボニル、アリーレンオキシカルボニル、カルボキシアルキレンオキシ、カルボキシアルキレンオキシカルボニルなど)等が挙げられる。3〜5価のL1の例としては前記2価のL1の例から1〜3個の任意の水素原子を引き抜いて生成する連結基が挙げられる。a11とa12との和は連結基の価数に応じて変化し、2価連結基に対しては2を、3価連結基に対しては3を、4価連結基に対しては4を、5価連結基に対しては5を、それぞれ表す。R11とL1とは互いに結合して環を形成してもよい。 In the general formula (1), R 11 represents a hydrogen atom or an alkyl group (for example, a methyl group, an ethyl group, a butyl group, etc.). Among these, R 11 is preferably a hydrogen atom or a methyl group, and more preferably a hydrogen atom. L 1 represents a divalent to pentavalent linking group. Examples of divalent L 1 include a single bond, an oxygen atom, a sulfur atom, a carbonyl group, an alkylene group (eg, methylene, ethylene, propylene, butylene, pentylene, hexylene, etc.), an arylene group (eg, phenylene, naphthylene, etc.), or And a group in which a plurality of these divalent groups are bonded in series (for example, alkylene arylene, alkyleneoxy, alkyleneoxyalkylene, alkyleneoxycarbonyl, aryleneoxycarbonyl, carboxyalkyleneoxy, carboxyalkyleneoxycarbonyl, etc.). As 3-5 monovalent examples of L 1 include a linking group to generate pull out 1-3 arbitrary hydrogen atom from the example of the divalent L 1. The sum of a11 and a12 varies depending on the valence of the linking group, 2 for divalent linking groups, 3 for trivalent linking groups, 4 for tetravalent linking groups. 5 represents a pentavalent linking group, respectively. R 11 and L 1 may be bonded to each other to form a ring.
本発明におけるポリマーが共重合ポリマーである場合、混合される他のモノマーもビニルモノマーである。好ましいビニルモノマーとしてはアクリレート、メタクリレート、スチレン類、ビニルアシレート、アクリルアミド類等が挙げられる。これらのうち、アクリレート、メタクリレートが特に好ましい。
以下に一般式(1)で表されるビニルモノマー単位の具体例(IC−1〜IC14)を示すが、本発明で用いることができる一般式(1)のビニルモノマー単位はこれらに限定されない。
When the polymer in the present invention is a copolymer, the other monomer to be mixed is also a vinyl monomer. Preferred vinyl monomers include acrylates, methacrylates, styrenes, vinyl acylates, acrylamides and the like. Of these, acrylate and methacrylate are particularly preferable.
Specific examples (IC-1 to IC14) of the vinyl monomer unit represented by the general formula (1) are shown below, but the vinyl monomer unit of the general formula (1) that can be used in the present invention is not limited thereto.
本発明においては有機層中に含まれる一般式(1)で表されるモノマーから誘導される構造の含有率は有機層の0.01質量%〜50質量%であることが好ましく、0.01質量%〜20質量%であることがさらに好ましく、0.01質量%〜10質量%であることが特に好ましい。 In the present invention, the content of the structure derived from the monomer represented by the general formula (1) contained in the organic layer is preferably 0.01% by mass to 50% by mass of the organic layer, The content is more preferably from 20% by mass to 20% by mass, and particularly preferably from 0.01% by mass to 10% by mass.
前記有機層の形成方法としては、通常のバー塗布法、あるいは真空成膜法等を挙げることができる。真空成膜法としては、特に制限はないが、蒸着、プラズマCVD等の成膜方法が好ましく、成膜速度を制御しやすい抵抗加熱蒸着法がより好ましい。本発明においては成膜中もしくは成膜後に有機物を重合することにより、有機ポリマー層を形成する。有機物を重合する方法としては特に限定は無く、加熱重合、光(紫外線、可視光線)重合、電子ビーム重合、プラズマ重合、あるいはこれらの組み合わせが好ましく用いられる。加熱重合を行う場合、基材となるプラスチックフィルムは相応の耐熱性を有する必要がある。この場合、少なくとも、加熱温度よりもプラスチックフィルムのTg(ガラス転移温度)が高いことが必要である。光重合を行う場合は、光重合開始剤を併用する。光重合開始剤はモノマーと同時に蒸着される。 Examples of the method for forming the organic layer include a normal bar coating method or a vacuum film forming method. Although there is no restriction | limiting in particular as a vacuum film-forming method, Film-forming methods, such as vapor deposition and plasma CVD, are preferable, and the resistance heating vapor deposition method which is easy to control a film-forming rate is more preferable. In the present invention, an organic polymer layer is formed by polymerizing an organic substance during or after film formation. The method for polymerizing the organic substance is not particularly limited, and heat polymerization, light (ultraviolet ray, visible light) polymerization, electron beam polymerization, plasma polymerization, or a combination thereof is preferably used. When performing heat polymerization, the plastic film used as a base material needs to have appropriate heat resistance. In this case, at least the Tg (glass transition temperature) of the plastic film needs to be higher than the heating temperature. When carrying out photopolymerization, a photopolymerization initiator is used in combination. The photopolymerization initiator is deposited simultaneously with the monomer.
未反応モノマーをポリマーに転換するためにポスト重合を行ってもよい。ポスト重合は加熱、光(紫外線、可視光線)照射、電子線照射、プラズマ照射、およびこれらの組み合わせを用いて行われる。ポスト重合は有機層を設置した直後に行ってもよいし、すべての層を設置した後に行ってもよい。また、有機層を複数層設置する場合は、各有機層設置ごとにポスト重合を行ってもよい。 Post polymerization may be performed to convert unreacted monomer to polymer. Post polymerization is performed using heating, light (ultraviolet ray, visible light) irradiation, electron beam irradiation, plasma irradiation, and a combination thereof. Post polymerization may be performed immediately after the organic layer is installed, or may be performed after all the layers are installed. When a plurality of organic layers are installed, post polymerization may be performed for each organic layer installation.
有機層の膜厚については特に限定はないが、薄すぎると膜厚の均一性を得ることが困難となり、厚すぎると外力によりクラックを発生し、バリア性が低下する。かかる観点から、上記隣接有機層の厚みは、10nm〜2000nmが好ましく、20nm〜1000nmさらに好ましく、50nm〜500nmが最も好ましい。 The film thickness of the organic layer is not particularly limited. However, if it is too thin, it is difficult to obtain film thickness uniformity, and if it is too thick, cracks are generated due to external force and the barrier property is lowered. From this viewpoint, the thickness of the adjacent organic layer is preferably 10 nm to 2000 nm, more preferably 20 nm to 1000 nm, and most preferably 50 nm to 500 nm.
なお、本発明におけるモノマーの前駆体(プレカーサ)を用い重合反応を行い前記重合反応の前後において何らかのエネルギー印加によって本発明におけるモノマー単位を発生させる方法は、本発明の好ましい実施態様の一つである。本発明におけるモノマー前駆体から本発明におけるモノマー単位を生成させるためのエネルギー印加の方法としては、加熱、紫外線照射、X線照射、電子線照射等が挙げられる。 In addition, the method of generating a monomer unit in the present invention by applying some energy before and after the polymerization reaction by performing a polymerization reaction using a monomer precursor (precursor) in the present invention is one of the preferred embodiments of the present invention. . Examples of the energy application method for generating the monomer unit in the present invention from the monomer precursor in the present invention include heating, ultraviolet irradiation, X-ray irradiation, and electron beam irradiation.
上記プレカーサーにおいては、イソシアネート基が保護基によって保護されている化合物が好ましい。以下にプレカーサーの具体例(ICP−1〜ICP−9)を示すが、本発明で用いることができるプレカーサーはこれらに限定されるものではない。 In the said precursor, the compound by which the isocyanate group is protected by the protective group is preferable. Specific examples of the precursor (ICP-1 to ICP-9) are shown below, but the precursor that can be used in the present invention is not limited thereto.
本発明におけるポリマーにおいては、求核性の官能基、好ましくは少なくとも一つの水酸基と少なくとも一つのアクリレート基またはメタアクリレート基とを有するビニルモノマーから誘導される構造を有するポリマーを併用してもよい。その場合、以下の一般式(2)で表されるようなビニルポリマーであることが望ましい。 In the polymer of the present invention, a polymer having a structure derived from a vinyl monomer having a nucleophilic functional group, preferably at least one hydroxyl group and at least one acrylate group or methacrylate group may be used in combination. In that case, a vinyl polymer represented by the following general formula (2) is desirable.
一般式(2)において、R21は水素原子、アルキル基(たとえばメチル基、エチル基、ブチル基など)、である。このうち水素原子またはメチル基が好ましく、水素原子がより好ましい。L2は、一般式(1)におけるL1と同義である。また、一般式(2)におけるa21およびa22は、一般式(1)におけるa11およびa12と同義である。以下に一般式(2)で表されるビニルモノマー単位の具体例(HA−1〜HA−7)を示すが、本発明で用いることができる一般式(2)のビニルモノマーはこれらに限定されるものではない。なお、下記具体例中、式中、nは2以上の整数を表す。 In the general formula (2), R 21 is a hydrogen atom or an alkyl group (for example, a methyl group, an ethyl group, a butyl group, etc.). Among these, a hydrogen atom or a methyl group is preferable, and a hydrogen atom is more preferable. L 2 has the same meaning as L 1 in the general formula (1). Moreover, a21 and a22 in General formula (2) are synonymous with a11 and a12 in General formula (1). Specific examples (HA-1 to HA-7) of vinyl monomer units represented by the general formula (2) are shown below, but the vinyl monomers of the general formula (2) that can be used in the present invention are limited to these. It is not something. In the following specific examples, n represents an integer of 2 or more.
本発明においては有機層中に含まれる一般式(2)で表されるモノマーから誘導される構造の含有率は有機層の0.01質量%〜50質量%であることが好ましく、0.01質量%〜20質量%であることがより好ましく、0.01質量%〜10質量%であることが特に好ましい。 In the present invention, the content of the structure derived from the monomer represented by the general formula (2) contained in the organic layer is preferably 0.01% by mass to 50% by mass of the organic layer, More preferably, the content is from 20% by mass to 20% by mass, and particularly preferably from 0.01% by mass to 10% by mass.
(プラスチックフィルム)
本発明のバリア性フィルム基板に用いられるプラスチックフィルムは、上記各層を保持できるフィルムであれば特に制限はなく、使用目的等に応じて適宜選択することができる。前記プラスチックフィルムとしては、具体的に、ポリエステル、メタクリル樹脂、メタクリル酸−マレイン酸共重合体、ポリスチレン、透明フッ素樹脂、ポリイミド、フッ素化ポリイミド、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、セルロースアシレート、ポリウレタン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリカーボネート、脂環式ポリオレフィン、ポリアリレート、ポリエーテルスルホン、ポリスルホン、フルオレン環変性ポリカーボネート、脂環変性ポリカーボネート、フルオレン環変性ポリエステル、アクリロイル化合物などの熱可塑性樹脂が挙げられる。
(Plastic film)
The plastic film used for the barrier film substrate of the present invention is not particularly limited as long as it is a film that can hold each of the above layers, and can be appropriately selected according to the purpose of use. Specific examples of the plastic film include polyester, methacrylic resin, methacrylic acid-maleic acid copolymer, polystyrene, transparent fluororesin, polyimide, fluorinated polyimide, polyamide, polyamideimide, polyetherimide, cellulose acylate, and polyurethane. And thermoplastic resins such as polyetheretherketone, polycarbonate, alicyclic polyolefin, polyarylate, polyethersulfone, polysulfone, fluorene ring-modified polycarbonate, alicycle-modified polycarbonate, fluorene ring-modified polyester, and acryloyl compound.
これらの樹脂のうち、ガラス転移温度(Tg)が120℃以上の樹脂が好ましく、200℃以上であることがより好ましく、250℃以上であることがさらに好ましい。具体的な例としては(括弧内は略称:数字はTgを示す)、ポリエステルであり、特にポリエチルナフタレート(PEN:121℃)、ポリアリレート(PAr:210℃)、ポリエーテルスルホン(PES:220℃)、フルオレン環変性ポリカーボネート(BCF−PC:特開2000−227603号公報の実施例4の化合物:225℃)、脂環変性ポリカーボネート(IP−PC:特開2000−227603号公報の実施例5の化合物:205℃)、フルオレン環変性ポリエステル(特開2002−145998号公報の実施例1に記載のフィルム1〜5に用いられた化合物:334〜365℃)、アクリロイル化合物(特開2002−80616号公報の実施例−1の化合物:300℃以上)等の化合物からなるフィルムが挙げられる。 Among these resins, a resin having a glass transition temperature (Tg) of 120 ° C. or higher is preferable, 200 ° C. or higher is more preferable, and 250 ° C. or higher is further preferable. Specific examples (abbreviations in parentheses: numbers indicate Tg) are polyesters, particularly polyethyl naphthalate (PEN: 121 ° C.), polyarylate (PAr: 210 ° C.), polyether sulfone (PES: 220). ), Fluorene ring-modified polycarbonate (BCF-PC: compound of Example 4 of JP 2000-227603 A: 225 ° C.), alicyclic modified polycarbonate (IP-PC: Example 5 of JP 2000-227603 A). Compound: 205 ° C.), fluorene ring-modified polyester (compound used in films 1 to 5 described in Example 1 of JP 2002-145998 A: 334 to 365 ° C.), acryloyl compound (JP 2002-80616). No. 1 in the publication No .: a film made of a compound such as 300 ° C or higher) It is.
(吸湿性層)
本発明のバリア性フィルム基板は吸湿性層を有してもよい。好ましい吸湿性層の例としては、アルカリ土類金属一酸化物から構成される層を挙げることができる。前記アルカリ土類金属一酸化物に含まれるアルカリ土類金属としては、Be、Mg、Ca、Sr、Baが挙げられる。本発明においては何れのアルカリ土類金属をも使用することができるが、コスト、吸湿性を考慮すると、Ca、Sr、Baが好ましい。
(Hygroscopic layer)
The barrier film substrate of the present invention may have a hygroscopic layer. As a preferable example of the hygroscopic layer, a layer composed of an alkaline earth metal monoxide can be given. Examples of the alkaline earth metal contained in the alkaline earth metal monoxide include Be, Mg, Ca, Sr, and Ba. In the present invention, any alkaline earth metal can be used, but Ca, Sr, and Ba are preferable in consideration of cost and hygroscopicity.
(プライマー層)
本発明のバリア性フィルム基板は、プラスチックフィルム上に公知のプライマー層を設置することができる。前記プライマー層としては、例えばアクリル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂等の樹脂層、親水性樹脂共存下でゾルーゲル反応により形成する有機無機ハイブリッド層、無機蒸着層またはゾル−ゲル法による緻密な無機層を挙げることができる。
(Primer layer)
In the barrier film substrate of the present invention, a known primer layer can be placed on a plastic film. Examples of the primer layer include a resin layer such as an acrylic resin, an epoxy resin, a urethane resin, and a silicone resin, an organic-inorganic hybrid layer formed by a sol-gel reaction in the presence of a hydrophilic resin, an inorganic vapor deposition layer, or a dense sol-gel method. An inorganic layer can be mentioned.
(保護層)
本発明のバリア性フィルム基板は保護層を有していてもよい。特に基板の裏面には保護層を設置するのが好ましい。保護層に使用するポリマーとしては、水溶性ポリマー、セルロースアシレート、ラテックスポリマー、水溶性ポリエステルなどが例示される。水溶性ポリマーとしては、ゼラチン、ゼラチン誘導体、カゼイン、寒天、アルギン酸ナトリウム、でんぷん、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸共重合体、無水マレイン酸共重合体などが挙げられる。前記セルロースアシレートとしてはカルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロースなどが挙げられる。また、前記ラテックスポリマーとしては塩化ビニル含有共重合体、塩化ビニリデン含有共重合体、アクリル酸エステル含有共重合体、酢酸ビニル含有共重合体、ブタジエン含有共重合体などが挙げられる。
(Protective layer)
The barrier film substrate of the present invention may have a protective layer. In particular, it is preferable to provide a protective layer on the back surface of the substrate. Examples of the polymer used for the protective layer include water-soluble polymers, cellulose acylates, latex polymers, water-soluble polyesters, and the like. Examples of the water-soluble polymer include gelatin, gelatin derivatives, casein, agar, sodium alginate, starch, polyvinyl alcohol, polyacrylic acid copolymer, maleic anhydride copolymer and the like. Examples of the cellulose acylate include carboxymethyl cellulose and hydroxyethyl cellulose. Examples of the latex polymer include a vinyl chloride-containing copolymer, a vinylidene chloride-containing copolymer, an acrylate ester-containing copolymer, a vinyl acetate-containing copolymer, and a butadiene-containing copolymer.
前記保護層には、バリア性フィルム基板の透明性を実質的に損なわない程度に無機または、有機の微粒子をマット剤として含有させることができる。無機の微粒子のマット剤としてはシリカ(SiO2)、二酸化チタン(TiO2)、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウムなどを使用することができる。有機の微粒子マット剤としては、ポリメチルメタクリレ−ト、セルロースアセテートプロピオネート、ポリスチレン、米国特許第4、142、894号明細書に記載されている処理液可溶性のもの、米国特許第4、396、706号明細書に記載されているポリマーなどを用いることができる。これらの微粒子マット剤の平均粒子サイズは0.01〜10μmのものが好ましい。より好ましくは、0.05〜5μmである。また、その含有量は0.5〜600mg/m2が好ましく、さらに好ましくは、1〜400mg/m2である。 The protective layer can contain inorganic or organic fine particles as a matting agent to such an extent that the transparency of the barrier film substrate is not substantially impaired. Silica (SiO 2 ), titanium dioxide (TiO 2 ), calcium carbonate, magnesium carbonate and the like can be used as the inorganic fine particle matting agent. Examples of the organic fine particle matting agent include polymethyl methacrylate, cellulose acetate propionate, polystyrene, a treatment solution-soluble one described in US Pat. No. 4,142,894, US Pat. The polymers described in 396, 706 can be used. These fine particle matting agents preferably have an average particle size of 0.01 to 10 μm. More preferably, it is 0.05-5 micrometers. Moreover, the content is preferably 0.5 to 600 mg / m 2 , more preferably 1 to 400 mg / m 2 .
前記保護層は、一般によく知られた塗布方法、例えばディップコート法、エアーナイフコート法、カーテンコート法、ローラーコート法、ワイヤーバーコート法、グラビアコート法、スライドコート法、あるいは、米国特許第2、681、294号明細書に記載のホッパーを使用するエクストルージョンコート法により塗布することができる。 The protective layer is formed by a generally well-known coating method such as dip coating, air knife coating, curtain coating, roller coating, wire bar coating, gravure coating, slide coating, or US Pat. , 681,294 specification, and can be applied by an extrusion coating method using a hopper.
(帯電防止層)
本発明のバリア性フィルム基板は、帯電防止層(導電性層)を有してもよい。帯電防止層は、バリア性フィルム基板の裏面(バリア層が形成されていない面)に形成することが好ましい。帯電防止層は、ガスバリアフィルムの取扱の際に帯電するのを防ぐ機能を付与するものであり、具体的には、イオン導電性物質や導電性微粒子を含有する層を設けることによって行う。
ここでイオン導電性物質とは電気伝導性を示し、電気を運ぶ担体であるイオンを含有する物質のことであり、例としてはイオン性高分子化合物を挙げることができる。イオン性高分子化合物としては、特公昭49−23828号公報、特公昭49−23827号公報、特公昭47−28937号公報に見られるようなアニオン性高分子化合物;特公昭55−734号公報、特開昭50−54672号公報、特公昭59−14735号公報、特公昭57−18175号公報、特公昭57−18176号公報、特公昭57−56059号公報などに見られるような、主鎖中に解離基を持つアイオネン型ポリマー;特公昭53−13223号公報、特公昭57−15376号公報、特公昭53−45231号公報、特公昭55−145783号公報、特公昭55−65950号公報、特公昭55−67746号公報、特公昭57−11342号公報、特公昭57−19735号公報、特公昭58−56858号公報、特開昭61−27853号公報、特公昭62−9346号公報に見られるような、側鎖中にカチオン性解離基を持つカチオン性ペンダント型ポリマー等を挙げることができる。
(Antistatic layer)
The barrier film substrate of the present invention may have an antistatic layer (conductive layer). The antistatic layer is preferably formed on the back surface (the surface on which the barrier layer is not formed) of the barrier film substrate. The antistatic layer imparts a function of preventing charging during handling of the gas barrier film. Specifically, the antistatic layer is formed by providing a layer containing an ion conductive substance or conductive fine particles.
Here, the ion conductive substance is a substance that shows electric conductivity and contains ions that are carriers for carrying electricity, and examples include ionic polymer compounds. Examples of the ionic polymer compound include anionic polymer compounds such as those described in JP-B-49-23828, JP-B-49-23827, and JP-B-47-28937; In the main chain as seen in JP-A-50-54772, JP-B-59-14735, JP-B-57-18175, JP-B-57-18176, JP-B-57-56059, etc. Ionene type polymer having a dissociation group at: JP-B 53-13223, JP-B 57-15376, JP-B 53-45231, JP-B 55-145783, JP-B 55-65950, JP Japanese Patent Publication No. 55-67746, Japanese Patent Publication No. 57-11342, Japanese Patent Publication No. 57-19735, Japanese Patent Publication No. 58-56858 JP 61-27853 and JP-as seen in JP-B-62-9346, can be mentioned cationic pendant polymers having a cationic dissociative group in the side chain.
導電性微粒子である金属酸化物の例としては、ZnO、TiO2、SnO2、Al2O3、In2O3、SiO2、MgO、BaO、MoO2、V2O5等、あるいはこれらの複合酸化物が好ましく、特にZnO、TiO2およびSnO2が好ましい。異種原子を含む例としては、例えばZnOに対してはAl、In等の添加、TiO2に対してはNb、Ta等の添加、またSnO2に対しては、Sb、Nb、ハロゲン元素等の添加が効果的である。これら異種原子の添加量は0.01〜25mol%の範囲が好ましいが、0.1〜15mol%の範囲が特に好ましい。 Examples of metal oxides that are conductive fine particles include ZnO, TiO 2 , SnO 2 , Al 2 O 3 , In 2 O 3 , SiO 2 , MgO, BaO, MoO 2 , V 2 O 5, etc. Complex oxides are preferred, with ZnO, TiO 2 and SnO 2 being particularly preferred. Examples of containing different atoms include, for example, addition of Al and In to ZnO, addition of Nb and Ta to TiO 2 , and addition of Sb, Nb and halogen elements to SnO 2 . Addition is effective. The amount of these different atoms added is preferably in the range of 0.01 to 25 mol%, particularly preferably in the range of 0.1 to 15 mol%.
(その他の機能性層)
本発明のバリア性フィルム基板は必要に応じて平滑化層、密着改良層、遮光層、反射防止層、ハードコート層等を設置してもよい。
(Other functional layers)
The barrier film substrate of the present invention may be provided with a smoothing layer, an adhesion improving layer, a light shielding layer, an antireflection layer, a hard coat layer and the like as required.
また、本発明のバリア性フィルム基板の40℃、相対湿度90%で測定した水蒸気透過度が0.01g/m2・day以下であることが好ましく、0.001g/m2・day以下であることが更に好ましい。ガスバリア性能が前記範囲内であれば、例えば有機EL表示装置や液晶表示装置に用いた場合、水蒸気および酸素によるEL素子の劣化を実質的になくすことができるため好ましい。 Further, the water vapor permeability of the barrier film substrate of the present invention measured at 40 ° C. and 90% relative humidity is preferably 0.01 g / m 2 · day or less, and is 0.001 g / m 2 · day or less. More preferably. If the gas barrier performance is within the above range, for example, when used in an organic EL display device or a liquid crystal display device, it is preferable that deterioration of the EL element due to water vapor and oxygen can be substantially eliminated.
次に、本発明のバリア性フィルム基板を用いた有機EL素子(以下、「本発明の有機EL素子」と呼ぶ)について説明する。 Next, an organic EL element using the barrier film substrate of the present invention (hereinafter referred to as “organic EL element of the present invention”) will be described.
<有機EL素子>
本発明の有機EL素子は基板上に陰極と陽極を有し、両電極の間に有機発光層(以下、単に「発光層」と称する場合がある。)を含む有機化合物層を有する。発光素子の性質上、陽極および陰極のうち少なくとも一方の電極は、透明であることが好ましい。
本発明における有機化合物層の積層の態様としては、陽極側から、正孔輸送層、発光層、電子輸送層の順に積層されている態様が好ましい。さらに、正孔輸送層と発光層との間、または、発光層と電子輸送層との間には、電荷ブロック層等を有していてもよい。陽極と正孔輸送層との間に、正孔注入層を有してもよく、陰極と電子輸送層との間には、電子注入層を有してもよい。尚、各層は複数の二次層に分かれていてもよい。
<Organic EL device>
The organic EL device of the present invention has a cathode and an anode on a substrate, and has an organic compound layer including an organic light emitting layer (hereinafter sometimes simply referred to as “light emitting layer”) between both electrodes. In view of the properties of the light emitting element, at least one of the anode and the cathode is preferably transparent.
As an aspect of lamination of the organic compound layer in the present invention, an aspect in which a hole transport layer, a light emitting layer, and an electron transport layer are laminated in this order from the anode side is preferable. Furthermore, a charge blocking layer or the like may be provided between the hole transport layer and the light-emitting layer, or between the light-emitting layer and the electron transport layer. A hole injection layer may be provided between the anode and the hole transport layer, and an electron injection layer may be provided between the cathode and the electron transport layer. Each layer may be divided into a plurality of secondary layers.
(陽極)
陽極は、通常、有機化合物層に正孔を供給する電極としての機能を有していればよく、その形状、構造、大きさ等については特に制限はなく、発光素子の用途、目的に応じて、公知の電極材料の中から適宜選択することができる。前述のごとく、陽極は、通常透明陽極として設けられる。
(anode)
The anode usually has a function as an electrode for supplying holes to the organic compound layer, and there is no particular limitation on the shape, structure, size, etc., depending on the use and purpose of the light-emitting element. , Can be appropriately selected from known electrode materials. As described above, the anode is usually provided as a transparent anode.
陽極の材料としては、例えば、金属、合金、金属酸化物、導電性化合物、またはこれらの混合物が好適に挙げられる。陽極材料の具体例としては、アンチモンやフッ素等をドープした酸化錫(ATO、FTO)、酸化錫、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化インジウム錫(ITO)、酸化亜鉛インジウム(IZO)等の導電性金属酸化物、金、銀、クロム、ニッケル等の金属、さらにこれらの金属と導電性金属酸化物との混合物または積層物、ヨウ化銅、硫化銅などの無機導電性物質、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリピロールなどの有機導電性材料、およびこれらとITOとの積層物などが挙げられる。この中で好ましいのは、導電性金属酸化物であり、特に、生産性、高導電性、透明性等の点からはITOが好ましい。 Suitable examples of the material for the anode include metals, alloys, metal oxides, conductive compounds, and mixtures thereof. Specific examples of the anode material include conductive metals such as tin oxide doped with antimony and fluorine (ATO, FTO), tin oxide, zinc oxide, indium oxide, indium tin oxide (ITO), and indium zinc oxide (IZO). Metals such as oxides, gold, silver, chromium and nickel, and mixtures or laminates of these metals and conductive metal oxides, inorganic conductive materials such as copper iodide and copper sulfide, polyaniline, polythiophene and polypyrrole Organic conductive materials, and laminates of these with ITO. Among these, conductive metal oxides are preferable, and ITO is particularly preferable from the viewpoints of productivity, high conductivity, transparency, and the like.
陽極は、例えば、印刷方式、コーティング方式等の湿式方式、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等の物理的方式、CVD、プラズマCVD法等の化学的方式などの中から、陽極を構成する材料との適性を考慮して適宜選択した方法に従って、前記基板上に形成することができる。例えば、陽極の材料として、ITOを選択する場合には、陽極の形成は、直流または高周波スパッタ法、真空蒸着法、イオンプレーティング法等に従って行うことができる。 The anode is composed of, for example, a wet method such as a printing method and a coating method, a physical method such as a vacuum deposition method, a sputtering method, and an ion plating method, and a chemical method such as a CVD and a plasma CVD method. It can be formed on the substrate according to a method appropriately selected in consideration of suitability with the material to be processed. For example, when ITO is selected as the anode material, the anode can be formed according to a direct current or high frequency sputtering method, a vacuum deposition method, an ion plating method, or the like.
本発明の有機電界発光素子において、陽極の形成位置としては特に制限はなく、発光素子の用途、目的に応じて適宜選択することができる。が、前記基板上に形成されるのが好ましい。この場合、陽極は、基板における一方の表面の全部に形成されていてもよく、その一部に形成されていてもよい。なお、陽極を形成する際のパターニングとしては、フォトリソグラフィーなどによる化学的エッチングによって行ってもよいし、レーザーなどによる物理的エッチングによって行ってもよく、また、マスクを重ねて真空蒸着やスパッタ等をして行ってもよいし、リフトオフ法や印刷法によって行ってもよい。陽極の厚みとしては、陽極を構成する材料により適宜選択することができ、一概に規定することはできないが、通常、10nm〜50μm程度であり、50nm〜20μmが好ましい。 In the organic electroluminescent element of the present invention, the formation position of the anode is not particularly limited and can be appropriately selected according to the use and purpose of the light emitting element. Is preferably formed on the substrate. In this case, the anode may be formed on the entire one surface of the substrate, or may be formed on a part thereof. The patterning for forming the anode may be performed by chemical etching such as photolithography, or may be performed by physical etching such as laser, or vacuum deposition or sputtering with a mask overlapped. It may be performed by a lift-off method or a printing method. The thickness of the anode can be appropriately selected depending on the material constituting the anode and cannot be generally defined, but is usually about 10 nm to 50 μm, and preferably 50 nm to 20 μm.
陽極の抵抗値としては、103Ω/□以下が好ましく、102Ω/□以下がより好ましい。陽極が透明である場合は、無色透明であっても、有色透明であってもよい。透明陽極側から発光を取り出すためには、その透過率としては、60%以上が好ましく、70%以上がより好ましい。なお、透明陽極については、沢田豊監修「透明電極膜の新展開」シーエムシー刊(1999)に詳述があり、ここに記載される事項を本発明に適用することができる。耐熱性の低いプラスティック基材を用いる場合は、ITOまたはIZOを使用し、150℃以下の低温で成膜した透明陽極が好ましい。 The resistance value of the anode is preferably 10 3 Ω / □ or less, and more preferably 10 2 Ω / □ or less. When the anode is transparent, it may be colorless and transparent or colored and transparent. In order to take out light emission from the transparent anode side, the transmittance is preferably 60% or more, and more preferably 70% or more. The transparent anode is described in detail in the book “New Development of Transparent Electrode Films” published by CMC (1999), supervised by Yutaka Sawada, and the matters described here can be applied to the present invention. In the case of using a plastic substrate having low heat resistance, a transparent anode formed using ITO or IZO at a low temperature of 150 ° C. or lower is preferable.
(陰極)
陰極は、通常、有機化合物層に電子を注入する電極としての機能を有していればよく、その形状、構造、大きさ等については特に制限はなく、発光素子の用途、目的に応じて、公知の電極材料の中から適宜選択することができる。陰極を構成する材料としては、例えば、金属、合金、金属酸化物、電気伝導性化合物、これらの混合物などが挙げられる。具体例としてはアルカリ金属(たとえば、Li、Na、K、Cs等)、アルカリ土類金属(たとえばMg、Ca等)、金、銀、鉛、アルミニウム、ナトリウム−カリウム合金、リチウム−アルミニウム合金、マグネシウム−銀合金、インジウム、イッテルビウム等の希土類金属、などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいが、安定性と電子注入性とを両立させる観点からは、2種以上を好適に併用することができる。
(cathode)
The cathode usually has a function as an electrode for injecting electrons into the organic compound layer, and there is no particular limitation on the shape, structure, size, etc., depending on the use and purpose of the light-emitting element, It can select suitably from well-known electrode materials. Examples of the material constituting the cathode include metals, alloys, metal oxides, electrically conductive compounds, and mixtures thereof. Specific examples include alkali metals (eg, Li, Na, K, Cs, etc.), alkaline earth metals (eg, Mg, Ca, etc.), gold, silver, lead, aluminum, sodium-potassium alloys, lithium-aluminum alloys, magnesium. -Rare earth metals such as silver alloys, indium, ytterbium, and the like. These may be used alone, but two or more can be suitably used in combination from the viewpoint of achieving both stability and electron injection.
これらの中でも、陰極を構成する材料としては、電子注入性の点で、アルカリ金属やアルカリ土類金属が好ましく、保存安定性に優れる点で、アルミニウムを主体とする材料が好ましい。
アルミニウムを主体とする材料とは、アルミニウム単独、アルミニウムと0.01〜10質量%のアルカリ金属またはアルカリ土類金属との合金若しくはこれらの混合物(例えば、リチウム−アルミニウム合金、マグネシウム−アルミニウム合金など)をいう。なお、陰極の材料については、特開平2−15595号公報、特開平5−121172号公報に詳述されており、これらの広報に記載の材料は、本発明においても適用することができる。
Among these, as a material constituting the cathode, an alkali metal or an alkaline earth metal is preferable from the viewpoint of electron injecting property, and a material mainly composed of aluminum is preferable from the viewpoint of excellent storage stability.
The material mainly composed of aluminum is aluminum alone, an alloy of aluminum and 0.01 to 10% by mass of alkali metal or alkaline earth metal, or a mixture thereof (for example, lithium-aluminum alloy, magnesium-aluminum alloy). Say. The materials for the cathode are described in detail in JP-A-2-15595 and JP-A-5-121172, and the materials described in these public relations can also be applied in the present invention.
陰極の形成方法については、特に制限はなく、公知の方法に従って行うことができる。例えば、印刷方式、コーティング方式等の湿式方式、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等の物理的方式、CVD、プラズマCVD法等の化学的方式などの中から、前記した陰極を構成する材料との適性を考慮して適宜選択した方法に従って形成することができる。例えば、陰極の材料として、金属等を選択する場合には、その1種または2種以上を同時または順次にスパッタ法等に従って行うことができる。陰極を形成するに際してのパターニングは、フォトリソグラフィーなどによる化学的エッチングによって行ってもよいし、レーザーなどによる物理的エッチングによって行ってもよく、マスクを重ねて真空蒸着やスパッタ等をして行ってもよいし、リフトオフ法や印刷法によって行ってもよい。 There is no restriction | limiting in particular about the formation method of a cathode, According to a well-known method, it can carry out. For example, the cathode described above is configured from a wet method such as a printing method or a coating method, a physical method such as a vacuum deposition method, a sputtering method, or an ion plating method, or a chemical method such as CVD or plasma CVD method. It can be formed according to a method appropriately selected in consideration of suitability with the material. For example, when a metal or the like is selected as the cathode material, one or more of them can be simultaneously or sequentially performed according to a sputtering method or the like. Patterning when forming the cathode may be performed by chemical etching such as photolithography, physical etching by laser, or the like, or by vacuum deposition or sputtering with the mask overlaid. It may be performed by a lift-off method or a printing method.
本発明において、陰極形成位置は特に制限はなく、有機化合物層上の全部に形成されていてもよく、その一部に形成されていてもよい。また、陰極と前記有機化合物層との間に、アルカリ金属またはアルカリ土類金属のフッ化物、酸化物等による誘電体層を0.1〜5nmの厚みで挿入してもよい。この誘電体層は、一種の電子注入層と見ることもできる。誘電体層は、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等により形成することができる。陰極の厚みは、陰極を構成する材料により適宜選択することができ、一概に規定することはできないが、通常10nm〜5μm程度であり、50nm〜1μmが好ましい。
また、陰極は、透明であってもよいし、不透明であってもよい。なお、透明な陰極は、陰極の材料を1〜10nmの厚さに薄く成膜して、さらにITOやIZO等の透明な導電性材料を積層することにより形成することができる。
In the present invention, the cathode formation position is not particularly limited, and may be formed on the entire organic compound layer or a part thereof. A dielectric layer made of an alkali metal or alkaline earth metal fluoride or oxide may be inserted between the cathode and the organic compound layer with a thickness of 0.1 to 5 nm. This dielectric layer can also be regarded as a kind of electron injection layer. The dielectric layer can be formed by, for example, a vacuum deposition method, a sputtering method, an ion plating method, or the like. The thickness of the cathode can be appropriately selected depending on the material constituting the cathode and cannot be generally defined, but is usually about 10 nm to 5 μm, and preferably 50 nm to 1 μm.
Further, the cathode may be transparent or opaque. The transparent cathode can be formed by depositing a thin cathode material to a thickness of 1 to 10 nm and further laminating a transparent conductive material such as ITO or IZO.
(有機化合物層)
本発明における有機化合物層について説明する。
本発明の有機電界発光素子は、発光層を含む少なくとも一層の有機化合物層を有しており、有機発光層以外の他の有機化合物層としては、前述したごとく、正孔輸送層、電子輸送層、電荷ブロック層、正孔注入層、電子注入層等の各層が挙げられる。
(Organic compound layer)
The organic compound layer in the present invention will be described.
The organic electroluminescent element of the present invention has at least one organic compound layer including a light emitting layer, and the organic compound layer other than the organic light emitting layer includes a hole transport layer, an electron transport layer as described above. , Charge blocking layer, hole injection layer, electron injection layer and the like.
−有機化合物層の形成−
本発明の有機電界発光素子において、有機化合物層を構成する各層は、蒸着法やスパッタ法等の乾式製膜法、転写法、印刷法等いずれによっても好適に形成することができる。
-Formation of organic compound layer-
In the organic electroluminescent element of the present invention, each layer constituting the organic compound layer can be suitably formed by any of a dry film forming method such as a vapor deposition method and a sputtering method, a transfer method, and a printing method.
−有機発光層−
有機発光層は、電界印加時に、陽極、正孔注入層、または正孔輸送層から正孔を受け取り、陰極、電子注入層、または電子輸送層から電子を受け取り、正孔と電子との再結合の場を提供して発光させる機能を有する層である。本発明における発光層は、発光材料のみで構成されていてもよく、ホスト材料と発光材料との混合層とした構成でもよい。発光材料は蛍光発光材料でも燐光発光材料であってもよく、ドーパントは1種であっても2種以上であってもよい。ホスト材料は電荷輸送材料であることが好ましい。ホスト材料は1種であっても2種以上であってもよく、例えば、電子輸送性のホスト材料とホール輸送性のホスト材料とを混合した構成が挙げられる。さらに、発光層中に電荷輸送性を有さず、発光しない材料を含んでいてもよい。また、発光層は1層であっても2層以上であってもよく、それぞれの層が異なる発光色で発光してもよい。
-Organic light emitting layer-
The organic light-emitting layer receives holes from the anode, the hole injection layer, or the hole transport layer when an electric field is applied, and receives electrons from the cathode, the electron injection layer, or the electron transport layer, and recombines the holes and electrons. It is a layer having a function of providing light and emitting light. The light emitting layer in the present invention may be composed only of a light emitting material, or may be a mixed layer of a host material and a light emitting material. The light emitting material may be a fluorescent light emitting material or a phosphorescent light emitting material, and the dopant may be one type or two or more types. The host material is preferably a charge transport material. The host material may be one kind or two or more kinds, and examples thereof include a configuration in which an electron transporting host material and a hole transporting host material are mixed. Furthermore, the light emitting layer may include a material that does not have charge transporting properties and does not emit light. Further, the light emitting layer may be a single layer or two or more layers, and each layer may emit light in different emission colors.
本発明に使用できる蛍光発光材料の例としては、例えば、ベンゾオキサゾール誘導体、ベンゾイミダゾール誘導体、ベンゾチアゾール誘導体、スチリルベンゼン誘導体、ポリフェニル誘導体、ジフェニルブタジエン誘導体、テトラフェニルブタジエン誘導体、ナフタルイミド誘導体、クマリン誘導体、縮合芳香族化合物、ペリノン誘導体、オキサジアゾール誘導体、オキサジン誘導体、アルダジン誘導体、ピラリジン誘導体、シクロペンタジエン誘導体、ビススチリルアントラセン誘導体、キナクリドン誘導体、ピロロピリジン誘導体、チアジアゾロピリジン誘導体、シクロペンタジエン誘導体、スチリルアミン誘導体、ジケトピロロピロール誘導体、芳香族ジメチリディン化合物、8−キノリノール誘導体の金属錯体やピロメテン誘導体の金属錯体に代表される各種金属錯体等、ポリチオフェン、ポリフェニレン、ポリフェニレンビニレン等のポリマー化合物、有機シラン誘導体などの化合物等が挙げられる。 Examples of fluorescent materials that can be used in the present invention include, for example, benzoxazole derivatives, benzimidazole derivatives, benzothiazole derivatives, styrylbenzene derivatives, polyphenyl derivatives, diphenylbutadiene derivatives, tetraphenylbutadiene derivatives, naphthalimide derivatives, coumarin derivatives. , Condensed aromatic compounds, perinone derivatives, oxadiazole derivatives, oxazine derivatives, aldazine derivatives, pyralidine derivatives, cyclopentadiene derivatives, bisstyrylanthracene derivatives, quinacridone derivatives, pyrrolopyridine derivatives, thiadiazolopyridine derivatives, cyclopentadiene derivatives, styryl Of amine derivatives, diketopyrrolopyrrole derivatives, aromatic dimethylidin compounds, metal complexes of 8-quinolinol derivatives and pyromethene derivatives And various metal complexes typified by metal complex, polythiophene, polyphenylene, polyphenylene vinylene polymer compounds include compounds such as organic silane derivatives.
また、本発明に使用できる燐光発光材料は、例えば、遷移金属原子またはランタノイド原子を含む錯体が挙げられる。遷移金属原子としては、特に限定されないが、好ましくは、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、タングステン、レニウム、オスミウム、イリジウム、および白金が挙げられ、より好ましくは、レニウム、イリジウム、および白金である。ランタノイド原子としては、ランタン、セリウム、プラセオジム、ネオジム、サマリウム、ユーロピウム、ガドリニウム、テルビウム、ジスプロシウム、ホルミウム、エルビウム、ツリウム、イッテルビウム、ルテシウムが挙げられる。これらのランタノイド原子の中でも、ネオジム、ユーロピウム、およびガドリニウムが好ましい。 Examples of the phosphorescent material that can be used in the present invention include a complex containing a transition metal atom or a lanthanoid atom. Although it does not specifically limit as a transition metal atom, Preferably, ruthenium, rhodium, palladium, tungsten, rhenium, osmium, iridium, and platinum are mentioned, More preferably, they are rhenium, iridium, and platinum. Examples of lanthanoid atoms include lanthanum, cerium, praseodymium, neodymium, samarium, europium, gadolinium, terbium, dysprosium, holmium, erbium, thulium, ytterbium, and lutetium. Among these lanthanoid atoms, neodymium, europium, and gadolinium are preferable.
錯体の配位子としては、例えば、G。Wilkinson等著、Comprehensive Coordination Chemistry、 Pergamon Press社1987年発行、H。Yersin著、「Photochemistry and Photophysics of Coordination Compounds」 Springer-Verlag社1987年発行、山本明夫著「有機金属化学−基礎と応用−」裳華房社1982年発行等に記載の配位子などが挙げられる。具体的な配位子としては、好ましくは、ハロゲン配位子(好ましくは塩素配位子)、含窒素ヘテロ環配位子(例えば、フェニルピリジン、ベンゾキノリン、キノリノール、ビピリジル、フェナントロリンなど)、ジケトン配位子(例えば、アセチルアセトンなど)、カルボン酸配位子(例えば、酢酸配位子など)、一酸化炭素配位子、イソニトリル配位子、シアノ配位子であり、より好ましくは、含窒素ヘテロ環配位子である。上記錯体は、化合物中に遷移金属原子を一つ有してもよいし、また、2つ以上有するいわゆる複核錯体であってもよい。異種の金属原子を同時に含有していてもよい。 As a ligand of the complex, for example, G. Wilkinson et al., Comprehensive Coordination Chemistry, published in 1987 by Pergamon Press, H. Examples include ligands described in Yersin, “Photochemistry and Photophysics of Coordination Compounds” published by Springer-Verlag, 1987, and Akio Yamamoto, “Organic Metal Chemistry: Fundamentals and Applications”, published by Soukabo, 1982. . Specific ligands are preferably halogen ligands (preferably chlorine ligands), nitrogen-containing heterocyclic ligands (eg, phenylpyridine, benzoquinoline, quinolinol, bipyridyl, phenanthroline, etc.), diketones Ligand (for example, acetylacetone), carboxylic acid ligand (for example, acetic acid ligand), carbon monoxide ligand, isonitrile ligand, cyano ligand, more preferably nitrogen-containing Heterocyclic ligand. The complex may have one transition metal atom in the compound, or may be a so-called binuclear complex having two or more. Different metal atoms may be contained at the same time.
燐光発光材料は、発光層中に、0.1〜40質量%含有されることが好ましく、0.5〜20質量%含有されることがより好ましい。また、本発明における発光層に含有されるホスト材料としては、例えば、カルバゾール骨格を有するもの、ジアリールアミン骨格を有するもの、ピリジン骨格を有するもの、ピラジン骨格を有するもの、トリアジン骨格を有するものおよびアリールシラン骨格を有するものや、後述の正孔注入層、正孔輸送層、電子注入層、電子輸送層の項で例示されている材料が挙げられる。発光層の厚さは、特に限定されるものではないが、通常、1nm〜500nmであるのが好ましく、5nm〜200nmであるのがより好ましく、10nm〜100nmであるのがさらに好ましい。 The phosphorescent material is preferably contained in the light emitting layer in an amount of 0.1 to 40% by mass, and more preferably 0.5 to 20% by mass. Examples of the host material contained in the light emitting layer in the present invention include those having a carbazole skeleton, those having a diarylamine skeleton, those having a pyridine skeleton, those having a pyrazine skeleton, those having a triazine skeleton, and aryl. Examples thereof include materials having a silane skeleton and materials exemplified in the sections of a hole injection layer, a hole transport layer, an electron injection layer, and an electron transport layer described later. Although the thickness of a light emitting layer is not specifically limited, Usually, it is preferable that they are 1 nm-500 nm, it is more preferable that they are 5 nm-200 nm, and it is further more preferable that they are 10 nm-100 nm.
−正孔注入層、正孔輸送層−
正孔注入層、正孔輸送層は、陽極または陽極側から正孔を受け取り陰極側に輸送する機能を有する層である。正孔注入層、正孔輸送層は、具体的には、カルバゾール誘導体、トリアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、ピラゾリン誘導体、ピラゾロン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、アリールアミン誘導体、アミノ置換カルコン誘導体、スチリルアントラセン誘導体、フルオレノン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、シラザン誘導体、芳香族第三級アミン化合物、スチリルアミン化合物、芳香族ジメチリディン系化合物、ポルフィリン系化合物、有機シラン誘導体、カーボン、等を含有する層であることが好ましい。正孔注入層、正孔輸送層の厚さは、駆動電圧を下げるという観点から、各々500nm以下であることが好ましい。
-Hole injection layer, hole transport layer-
The hole injection layer and the hole transport layer are layers having a function of receiving holes from the anode or the anode side and transporting them to the cathode side. Specifically, the hole injection layer and the hole transport layer are carbazole derivatives, triazole derivatives, oxazole derivatives, oxadiazole derivatives, imidazole derivatives, polyarylalkane derivatives, pyrazoline derivatives, pyrazolone derivatives, phenylenediamine derivatives, arylamines. Derivatives, amino-substituted chalcone derivatives, styrylanthracene derivatives, fluorenone derivatives, hydrazone derivatives, stilbene derivatives, silazane derivatives, aromatic tertiary amine compounds, styrylamine compounds, aromatic dimethylidin compounds, porphyrin compounds, organosilane derivatives, carbon , Etc. are preferable. The thicknesses of the hole injection layer and the hole transport layer are each preferably 500 nm or less from the viewpoint of lowering the driving voltage.
正孔輸送層の厚さとしては、1nm〜500nmであるのが好ましく、5nm〜200nmであるのがより好ましく、10nm〜100nmであるのがさらに好ましい。また、正孔注入層の厚さとしては、0.1nm〜200nmであるのが好ましく、0.5nm〜100nmであるのがより好ましく、1nm〜100nmであるのがさらに好ましい。正孔注入層、正孔輸送層は、上述した材料の1種または2種以上からなる単層構造であってもよいし、同一組成または異種組成の複数層からなる多層構造であってもよい。 The thickness of the hole transport layer is preferably 1 nm to 500 nm, more preferably 5 nm to 200 nm, and even more preferably 10 nm to 100 nm. In addition, the thickness of the hole injection layer is preferably 0.1 nm to 200 nm, more preferably 0.5 nm to 100 nm, and further preferably 1 nm to 100 nm. The hole injection layer and the hole transport layer may have a single-layer structure composed of one or more of the above-described materials, or may have a multilayer structure composed of a plurality of layers having the same composition or different compositions. .
−電子注入層、電子輸送層−
電子注入層、電子輸送層は、陰極または陰極側から電子を受け取り陽極側に輸送する機能を有する層である。電子注入層、電子輸送層は、具体的には、トリアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、フルオレノン誘導体、アントラキノジメタン誘導体、アントロン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、チオピランジオキシド誘導体、カルボジイミド誘導体、フルオレニリデンメタン誘導体、ジスチリルピラジン誘導体、ナフタレン、ペリレン等の芳香環テトラカルボン酸無水物、フタロシアニン誘導体、8−キノリノール誘導体の金属錯体やメタルフタロシアニン、ベンゾオキサゾールやベンゾチアゾールを配位子とする金属錯体に代表される各種金属錯体、有機シラン誘導体、等を含有する層であることが好ましい。
-Electron injection layer, electron transport layer-
The electron injection layer and the electron transport layer are layers having a function of receiving electrons from the cathode or the cathode side and transporting them to the anode side. Specifically, the electron injection layer and the electron transport layer are triazole derivatives, oxazole derivatives, oxadiazole derivatives, imidazole derivatives, fluorenone derivatives, anthraquinodimethane derivatives, anthrone derivatives, diphenylquinone derivatives, thiopyran dioxide derivatives, Carbodiimide derivatives, fluorenylidenemethane derivatives, distyrylpyrazine derivatives, aromatic tetracarboxylic anhydrides such as naphthalene and perylene, phthalocyanine derivatives, metal complexes of 8-quinolinol derivatives, metal phthalocyanines, benzoxazoles and benzothiazoles as ligands It is preferably a layer containing various metal complexes typified by metal complexes, organosilane derivatives, and the like.
電子注入層、電子輸送層の厚さは、駆動電圧を下げるという観点から、各々50nm以下であることが好ましい。電子輸送層の厚さとしては、1nm〜500nmであるのが好ましく、5nm〜200nmであるのがより好ましく、10nm〜100nmであるのがさらに好ましい。また、電子注入層の厚さとしては、0.1nm〜200nmであるのが好ましく、0.2nm〜100nmであるのがより好ましく、0.5nm〜50nmであるのがさらに好ましい。電子注入層、電子輸送層は、上述した材料の1種または2種以上からなる単層構造であってもよいし、同一組成または異種組成の複数層からなる多層構造であってもよい。 The thicknesses of the electron injection layer and the electron transport layer are each preferably 50 nm or less from the viewpoint of lowering the driving voltage. The thickness of the electron transport layer is preferably 1 nm to 500 nm, more preferably 5 nm to 200 nm, and even more preferably 10 nm to 100 nm. In addition, the thickness of the electron injection layer is preferably 0.1 nm to 200 nm, more preferably 0.2 nm to 100 nm, and further preferably 0.5 nm to 50 nm. The electron injection layer and the electron transport layer may have a single layer structure composed of one or more of the above-described materials, or may have a multilayer structure composed of a plurality of layers having the same composition or different compositions.
−正孔ブロック層−
正孔ブロック層は、陽極側から発光層に輸送された正孔が、陰極側に通りぬけることを防止する機能を有する層である。本発明において、発光層と陰極側で隣接する有機化合物層として、正孔ブロック層を設けることができる。正孔ブロック層を構成する有機化合物の例としては、BAlq等のアルミニウム錯体、トリアゾール誘導体、BCP等のフェナントロリン誘導体、等が挙げられる。正孔ブロック層の厚さとしては、1nm〜500nmであるのが好ましく、5nm〜200nmであるのがより好ましく、10nm〜100nmであるのがさらに好ましい。正孔ブロック層は、上述した材料の1種または2種以上からなる単層構造であってもよいし、同一組成または異種組成の複数層からなる多層構造であってもよい。
-Hole blocking layer-
The hole blocking layer is a layer having a function of preventing holes transported from the anode side to the light emitting layer from passing through to the cathode side. In the present invention, a hole blocking layer can be provided as an organic compound layer adjacent to the light emitting layer on the cathode side. Examples of the organic compound constituting the hole blocking layer include aluminum complexes such as BAlq, triazole derivatives, phenanthroline derivatives such as BCP, and the like. The thickness of the hole blocking layer is preferably 1 nm to 500 nm, more preferably 5 nm to 200 nm, and even more preferably 10 nm to 100 nm. The hole blocking layer may have a single layer structure composed of one or more of the above-described materials, or may have a multilayer structure composed of a plurality of layers having the same composition or different compositions.
(保護層)
本発明において、有機EL素子全体は、保護層によって保護されていてもよい。
保護層に含まれる材料としては、平坦化作用を持つ材料、水分や酸素が素子内に入ることを抑止する機能を有しているものが好ましい。具体例としては、In、Sn、Pb、Au、Cu、Ag、Al、Ti、Ni等の金属、MgO、SiO、SiO2、Al2O3、GeO、NiO、CaO、BaO、Fe2O3、Y2O3、TiO2等の金属酸化物、SiNx等の金属窒化物、SiNxOy等の金属窒化酸化物、MgF2、LiF、AlF3、CaF2等の金属フッ化物、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルメタクリレート、ポリイミド、ポリウレア、ポリテトラフルオロエチレン、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリジクロロジフルオロエチレン、クロロトリフルオロエチレンとジクロロジフルオロエチレンとの共重合体、テトラフルオロエチレンと少なくとも1種のコモノマーとを含むモノマー混合物を共重合させて得られる共重合体、共重合主鎖に環状構造を有する含フッ素共重合体、吸水率1%以上の吸水性物質、吸水率0.1%以下の防湿性物質等が挙げられる。これらのうち、金属の酸化物、窒化物、窒化酸化物が好ましく、珪素の酸化物、窒化物、窒化酸化物が特に好ましい。
(Protective layer)
In the present invention, the entire organic EL element may be protected by a protective layer.
As a material contained in the protective layer, a material having a planarizing action and a material having a function of preventing moisture and oxygen from entering the element are preferable. Specific examples, In, Sn, Pb, Au , Cu, Ag, Al, Ti, a metal such as Ni, MgO, SiO, SiO 2, Al 2 O 3, GeO, NiO, CaO, BaO, Fe 2 O 3 , Y 2 O 3, TiO 2 and metal oxides, metal nitrides such as SiN x, SiN x O y or the like of metallic oxynitride, MgF 2, LiF, AlF 3 , CaF 2 , etc. of the metal fluoride, polyethylene , Polypropylene, polymethyl methacrylate, polyimide, polyurea, polytetrafluoroethylene, polychlorotrifluoroethylene, polydichlorodifluoroethylene, copolymer of chlorotrifluoroethylene and dichlorodifluoroethylene, tetrafluoroethylene and at least one comonomer A copolymer obtained by copolymerizing a monomer mixture containing a cyclic structure in the copolymer main chain Fluorine-containing copolymer having 1% by weight of the water absorbing water absorption material, water absorption of 0.1% or less of moisture-proof material, and the like. Of these, metal oxides, nitrides, and nitride oxides are preferable, and silicon oxides, nitrides, and nitride oxides are particularly preferable.
保護層の形成方法については、特に限定はなく、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、反応性スパッタリング法、MBE(分子線エピタキシ)法、クラスターイオンビーム法、イオンプレーティング法、プラズマ重合法(高周波励起イオンプレーティング法)、プラズマCVD法、レーザーCVD法、熱CVD法、ガスソースCVD法、真空紫外CVD法、コーティング法、印刷法、転写法を適用できる。本発明においては、保護層が導電性層として使用されてもよい。 The method for forming the protective layer is not particularly limited, and for example, vacuum deposition, sputtering, reactive sputtering, MBE (molecular beam epitaxy), cluster ion beam, ion plating, plasma polymerization (high frequency) Excited ion plating method), plasma CVD method, laser CVD method, thermal CVD method, gas source CVD method, vacuum ultraviolet CVD method, coating method, printing method, transfer method can be applied. In the present invention, a protective layer may be used as the conductive layer.
(封止)
さらに、本発明の有機電界発光素子は、封止容器を用いて素子全体を封止してもよい。また、封止容器と発光素子の間の空間に水分吸収剤または不活性液体を封入してもよい。水分吸収剤としては、特に限定されることはないが、例えば、酸化バリウム、酸化ナトリウム、酸化カリウム、酸化カルシウム、硫酸ナトリウム、硫酸カルシウム、硫酸マグネシウム、五酸化燐、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、塩化銅、フッ化セシウム、フッ化ニオブ、臭化カルシウム、臭化バナジウム、モレキュラーシーブ、ゼオライト、酸化マグネシウム等を挙げることができる。不活性液体としては、特に限定されることはないが、例えば、パラフィン類、流動パラフィン類、パーフルオロアルカンやパーフルオロアミン、パーフルオロエーテル等のフッ素系溶剤、塩素系溶剤、シリコーンオイル類が挙げられる。
(Sealing)
Furthermore, the organic electroluminescent element of this invention may seal the whole element using a sealing container. Further, a moisture absorbent or an inert liquid may be enclosed in a space between the sealing container and the light emitting element. Although it does not specifically limit as a moisture absorber, For example, barium oxide, sodium oxide, potassium oxide, calcium oxide, sodium sulfate, calcium sulfate, magnesium sulfate, phosphorus pentoxide, calcium chloride, magnesium chloride, copper chloride Cesium fluoride, niobium fluoride, calcium bromide, vanadium bromide, molecular sieve, zeolite, magnesium oxide and the like. The inert liquid is not particularly limited, and examples thereof include fluorinated solvents such as paraffins, liquid paraffins, perfluoroalkanes, perfluoroamines, perfluoroethers, chlorinated solvents, and silicone oils. It is done.
別の封止法として、いわゆる固体封止法を用いてもよい。固体封止法とは有機EL素子の上に保護層を形成した後、接着剤層、バリア性支持体層を重ねて硬化する方法である。接着剤は特に制限はないが、熱硬化性エポキシ樹脂、光硬化性アクリレート樹脂等が例示される。バリア性支持体はガラスでもよいし、本発明のバリア性プラスティック基板でもよい。 As another sealing method, a so-called solid sealing method may be used. The solid sealing method is a method in which a protective layer is formed on an organic EL element, and then an adhesive layer and a barrier support layer are stacked and cured. Although there is no restriction | limiting in particular in an adhesive agent, A thermosetting epoxy resin, a photocurable acrylate resin, etc. are illustrated. The barrier support may be glass or the barrier plastic substrate of the present invention.
さらに別の封止法として、いわゆる膜封止法を用いてもよい。膜封止法とは有機EL素子の上に、無機層、有機層の交互積層体を設ける方法である。交互積層体を設ける前に、有機EL素子を保護層で覆ってもよい。 As another sealing method, a so-called film sealing method may be used. The film sealing method is a method of providing an alternating laminate of an inorganic layer and an organic layer on an organic EL element. Before providing the alternate laminate, the organic EL element may be covered with a protective layer.
本発明の有機電界発光素子は、陽極と陰極との間に直流(必要に応じて交流成分を含んでもよい)電圧(通常2ボルト〜15ボルト)、または直流電流を印加することにより、発光を得ることができる。本発明の有機電界発光素子の駆動方法については、特開平2−148687号公報、同6−301355号公報、同5−29080号公報、同7−134558号公報、同8−234685号公報、同8−241047号公報、特許第2784615号明細書、米国特許5828429号明細書、同6023308号明細書等に記載の駆動方法を適用することができる。 The organic electroluminescence device of the present invention emits light by applying a direct current (which may include an alternating current component as necessary) voltage (usually 2 to 15 volts) or a direct current between the anode and the cathode. Obtainable. The driving method of the organic electroluminescence device of the present invention is described in JP-A-2-148687, JP-A-6-301355, JP-A-5-29080, JP-A-7-134558, JP-A-8-234585, The driving methods described in Japanese Patent No. 8-24047, Japanese Patent No. 2784615, US Pat. Nos. 5,828,429, 6023308, and the like can be applied.
以下に実施例を挙げて本発明の特徴をさらに具体的に説明する。以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理内容、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更することができる。従って、本発明の範囲は以下に示す具体例により限定的に解釈されるべきものではない。 The features of the present invention will be described more specifically with reference to the following examples. The materials, amounts used, ratios, processing details, processing procedures, and the like shown in the following examples can be changed as appropriate without departing from the spirit of the present invention. Accordingly, the scope of the present invention should not be construed as being limited by the specific examples shown below.
[実施例1]
プラスチックフィルム上に第1の無機層、第1の有機層および第2の無機層を設けたバリア性フィルム基板(試料BF−1〜試料BF−5)を下記の手順に従って作製した。各試料の詳細は、表1に記載される通りである。
[Example 1]
Barrier film substrates (Sample BF-1 to Sample BF-5) in which a first inorganic layer, a first organic layer, and a second inorganic layer were provided on a plastic film were prepared according to the following procedure. Details of each sample are as described in Table 1.
(1)プラスチックフィルムの作製
樹脂Aを、濃度が15質量%になるようにジクロロメタン溶液に溶解し、該溶液をダイコーティング法によりステンレスバンド上に流延した。次いで、バンド上から第一フィルムを剥ぎ取り、残留溶媒濃度が0.08質量%になるまで乾燥させた。乾燥後、第一フィルムの両端をトリミングし、ナーリング加工した後巻き取り、厚み100μmの基材フィルムPE−1を作製した。PE−1のガラス転移温度(Tg)は355℃(DMA法)であった。
(1) Production of Plastic Film Resin A was dissolved in a dichloromethane solution so as to have a concentration of 15% by mass, and the solution was cast on a stainless steel band by a die coating method. Next, the first film was peeled off from the band and dried until the residual solvent concentration became 0.08% by mass. After drying, both ends of the first film were trimmed, knurled and then wound up to prepare a substrate film PE-1 having a thickness of 100 μm. The glass transition temperature (Tg) of PE-1 was 355 ° C. (DMA method).
(2)バリア性フィルム基板の形成
(2−1)第1の無機層の形成
スパッタリング装置を用いて、基材フィルムPE−1上に無機層(酸化アルミニウム)を形成した。ターゲットとしてアルミニウムを、放電ガスとしてアルゴンを、反応ガスとして酸素を用いた。成膜圧力は0.1Pa、到達膜厚は50nmであった。
(2) Formation of barrier film substrate (2-1) Formation of first inorganic layer An inorganic layer (aluminum oxide) was formed on the base film PE-1 using a sputtering apparatus. Aluminum was used as a target, argon was used as a discharge gas, and oxygen was used as a reaction gas. The film formation pressure was 0.1 Pa, and the ultimate film thickness was 50 nm.
(2−2)第1の有機層の形成
第1の無機層を形成したプラスチックフィルム上に、表1に示す組成のモノマー20g、紫外線重合開始剤(Cibaイルガキュアー184の商品名で市販されているもの)0.6g、2−ブタノン200gの混合溶液を液厚5μmとなるようにワイヤーバーを用いて塗布した。室温にて2時間乾燥した後、高圧水銀ランプの紫外線を照射して硬化させ(積算照射量約2J/cm2)、第1の有機層を形成した。膜厚はいずれの場合も約500nmであった。
(2-2) Formation of first organic layer On the plastic film on which the first inorganic layer is formed, a monomer 20 g having the composition shown in Table 1 and an ultraviolet polymerization initiator (commercially available under the trade name of Ciba Irgacure 184) A mixed solution of 0.6 g and 2-butanone 200 g was applied using a wire bar so as to have a liquid thickness of 5 μm. After drying at room temperature for 2 hours, it was cured by irradiating with ultraviolet light from a high-pressure mercury lamp (integrated irradiation amount: about 2 J / cm 2 ) to form a first organic layer. The film thickness was about 500 nm in all cases.
(2−3)第2の無機層の形成
第1の無機層と同様の方法で第1の有機層上に第2の無機層を形成した。
(2-3) Formation of Second Inorganic Layer A second inorganic layer was formed on the first organic layer in the same manner as the first inorganic layer.
(2−4)第2の有機層の形成
第1の有機層と同様の方法で第2の無機層上に第2の有機層を形成した。
(2-4) Formation of second organic layer A second organic layer was formed on the second inorganic layer in the same manner as the first organic layer.
(2−5)第3の無機層の形成
第1の無機層と同様の方法で第2の有機層上に第3の無機層を形成した。
(2-5) Formation of third inorganic layer A third inorganic layer was formed on the second organic layer in the same manner as the first inorganic layer.
(2−6)第3の有機層の形成
第1の有機層と同様の方法で第3の無機層上に第3の有機層を形成した。
(2-6) Formation of third organic layer A third organic layer was formed on the third inorganic layer in the same manner as the first organic layer.
(2−7)第4の無機層の形成
第1の無機層と同様の方法で第3の有機層上に第4の無機層を形成した。
以上のようにして本発明のバリア性フィルム基板(BF−1〜5)を作製した。
(2-7) Formation of 4th inorganic layer The 4th inorganic layer was formed on the 3rd organic layer by the method similar to the 1st inorganic layer.
As described above, the barrier film substrates (BF-1 to 5) of the present invention were produced.
(3)バリア性フィルム基板の物性評価
下記の方法でバリア性フィルム基板(BF−1〜5)の物性を評価した。
(3) Physical property evaluation of barrier film substrate The physical properties of the barrier film substrate (BF-1 to 5) were evaluated by the following methods.
(3−1)水蒸気透過率
MOCON社製、「PERMATRAN−W3/31」を用いて、40℃/相対湿度90%における水蒸気透過率を各サンプルについて20箇所測定を行った。いずれのサンプルも過半数の測定部位において水蒸気透過率が検出限界以下(0.01g/m2・day以下と推定される)であった。
水蒸気透過率が観測可能な有限値を与えた部位をバリア性フィルム基板の故障部位と見なした。20箇所の中で正常部位の見出される確率を歩留まりと定義し、百分率で表した。
(3-1) Water vapor transmission rate Using a “PERMATRAN-W3 / 31” manufactured by MOCON, 20 water vapor transmission rates at 40 ° C./90% relative humidity were measured for each sample. In all samples, the water vapor transmission rate was less than the detection limit (estimated to be 0.01 g / m 2 · day or less) at the majority of the measurement sites.
The part which gave the finite value which water vapor permeability was observable was considered as the failure part of the barrier film substrate. The probability of finding a normal site in 20 locations was defined as the yield and expressed as a percentage.
(3−2)膜強度
JIS K5600−5−6(ISO2409)に準拠した方法(クロスカット剥離法)で、バリア層の膜強度を調べた。評価値は膜破壊の起きなかった面積の比率(百分率)で表した。
(3-2) Film Strength The film strength of the barrier layer was examined by a method (cross-cut peeling method) based on JIS K5600-5-6 (ISO 2409). The evaluation value was expressed as a ratio (percentage) of the area where film destruction did not occur.
(3−3)評価結果
以上のようにして調べたバリア性フィルム基板(BF−1〜5)の物性値を表2に示した。本発明のバリア性フィルム基板であるBF−2〜5は比較例のBF−1に比べて歩留まり、膜強度共に高いことがわかる。また、本発明におけるモノマーの含有量が多いほど歩留まり、膜強度共に高いことがわかる。
(3-3) Evaluation Results Table 2 shows the physical property values of the barrier film substrates (BF-1 to 5) examined as described above. It can be seen that BF-2 to -5, which are the barrier film substrates of the present invention, are higher in yield and film strength than BF-1 in the comparative example. It can also be seen that the higher the monomer content in the present invention, the higher the yield and the higher the film strength.
[実施例2]
−有機EL素子の作製および評価−
(1)有機EL素子の作製
前記のバリア性フィルム基板(BF−1〜5)を真空チャンバー内に導入し、ITOターゲットを用いて、DCマグネトロンスパッタリングにより、厚み0.2μmのITO薄膜からなる透明電極を形成した。ITO膜を有するバリア性フィルム基板を洗浄容器に入れ、2−プロパノール中で超音波洗浄した後、30分間UV−オゾン処理を行った。この基板(陽極)上に真空蒸着法にて以下の有機化合物層を順次蒸着した。
[Example 2]
-Fabrication and evaluation of organic EL elements-
(1) Production of organic EL element The above-mentioned barrier film substrate (BF-1 to BF-5) is introduced into a vacuum chamber, and is made of an ITO thin film having a thickness of 0.2 μm by DC magnetron sputtering using an ITO target. An electrode was formed. A barrier film substrate having an ITO film was placed in a cleaning container, subjected to ultrasonic cleaning in 2-propanol, and then subjected to UV-ozone treatment for 30 minutes. The following organic compound layers were sequentially deposited on this substrate (anode) by vacuum deposition.
(第1正孔輸送層)
銅フタロシアニン:膜厚10nm
(第2正孔輸送層)
NPD:膜厚40nm
(発光層兼電子輸送層)
Alq:膜厚60nm
(First hole transport layer)
Copper phthalocyanine: film thickness 10nm
(Second hole transport layer)
NPD: film thickness 40nm
(Light emitting layer and electron transport layer)
Alq: 60 nm film thickness
最後にフッ化リチウムを1nm、金属アルミニウムを100nm順次蒸着し陰極とした。
このものを、大気に触れさせること無く、アルゴンガスで置換したグローブボックス内に入れ、ガラス製の封止缶および紫外線硬化型の接着剤(XNR5516HV、長瀬チバ(株)製)を用いて封止し、有機EL素子(OEL−1〜5)を得た。
Finally, 1 nm of lithium fluoride and 100 nm of metal aluminum were sequentially deposited to form a cathode.
This is placed in a glove box substituted with argon gas without being exposed to the atmosphere, and sealed with a glass sealing can and an ultraviolet curable adhesive (XNR5516HV, manufactured by Nagase Ciba Co., Ltd.). Thus, organic EL elements (OEL-1 to OEL-5) were obtained.
(2)有機EL素子の評価
有機EL素子(OEL−1〜5)に9Vの電圧を印加して発光させた。いずれの素子もAlqに由来する緑色の発光を示した。
(2) Evaluation of organic EL element A voltage of 9 V was applied to the organic EL elements (OEL-1 to OEL-5) to emit light. All the elements showed green light emission derived from Alq.
(3)湿熱保存性の評価
有機EL素子(OEL−1〜5)を60℃相対湿度90%の条件化で3日間保存した後、9Vの電圧を印加して発光させた。発光面状を顕微鏡で観察したところ、OEL−1はダークスポットが観察された。一方、OEL2〜5にはダークスポットが観察されなかった。
(3) Evaluation of wet heat storage property The organic EL device (OEL-1 to 5) was stored for 3 days under the condition of 60 ° C. and 90% relative humidity, and then light was emitted by applying a voltage of 9V. When the light emitting surface was observed with a microscope, dark spots were observed in OEL-1. On the other hand, no dark spots were observed in OEL 2 to 5.
以上の結果から本発明のバリア性フィルム基板は水蒸気に対するバリア性が高く、膜強度が高い。また、有機ELの基板として用いた時にダークスポットが発生しないという長所を有することは明らかである。 From the above results, the barrier film substrate of the present invention has a high barrier property against water vapor and a high film strength. Further, it is obvious that when used as an organic EL substrate, dark spots are not generated.
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- 2006-03-27 JP JP2006084626A patent/JP2007253588A/en active Pending
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