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JP2011146144A - Light emitting element - Google Patents

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JP2011146144A
JP2011146144A JP2010003779A JP2010003779A JP2011146144A JP 2011146144 A JP2011146144 A JP 2011146144A JP 2010003779 A JP2010003779 A JP 2010003779A JP 2010003779 A JP2010003779 A JP 2010003779A JP 2011146144 A JP2011146144 A JP 2011146144A
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a light emitting element having a base material and a protection member excellent in translucency, heat resistance, a passivation property (gas barrier property, oligomer delivery preventiveness, outgas reduction), water (moisture) absorption-proofness, chemical deterioration stability, dimensional state stability, surface anti-reflectiveness, an electric insulating property, ultraviolet deterioration resistance, and weatherability, and excellent in productivity to allow film formation under normal pressure or the like. <P>SOLUTION: This light emitting element includes a light transmissive lower electrode formed on the resin base material, a light emitting layer, and an upper electrode, and the light emitting element includes a layer comprising at least silicon oxynitride film between the light emitting layer and the resin base material. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、優れたガスバリア性能を有する発光素子に関し、より詳しくは、耐久性およびフレキシブル性に優れた発光素子に関する。   The present invention relates to a light emitting device having excellent gas barrier performance, and more particularly, to a light emitting device excellent in durability and flexibility.

有機発光素子は、錫ドープ酸化インジウム(ITO)などのホール注入電極上に、トリフェニルジアミンなどのホール輸送材料を成膜し、さらにアルミキノリノール錯体(Alq3)などの蛍光物質を発光層として積層し、さらにMgなどの仕事関数の小さな金属電極(電子注入電極)を形成した基本構成を有する素子で、10V前後の電圧で数100から数10,000cd/mと極めて高い輝度が得られる。 The organic light emitting device is formed by depositing a hole transport material such as triphenyldiamine on a hole injection electrode such as tin-doped indium oxide (ITO) and further laminating a fluorescent material such as an aluminum quinolinol complex (Alq3) as a light emitting layer. Furthermore, it is an element having a basic configuration in which a metal electrode (electron injection electrode) having a small work function such as Mg is formed, and extremely high luminance of several hundreds to several 10,000 cd / m 2 can be obtained at a voltage of about 10V.

このような有機発光素子の基材として、携帯機器への応用などの面でフレキシブルの樹脂フィルム等の可撓性を有する材料が注目されている。可撓性を有する基材として、ポリイミド、アラミドフィルム等の高耐熱性フィルムを基材に用いる場合、これらのフィルムは親水性が強いためフィルムの吸水あるいは吸湿によるアウトガスが原因となって、電極材、発光膜等の薄膜の膜質低下が問題となる。また、基材を含む薄膜積層体のカール、ソリ、ベコが生じたり、熱収縮率、線膨張率係数等の寸法、形状変形に対する因子に対しては悪影響を及ぼす。   As a base material for such an organic light emitting element, a flexible material such as a flexible resin film is attracting attention in terms of application to a portable device. When a high heat-resistant film such as polyimide or aramid film is used as a base material having flexibility, these films are strong in hydrophilicity, so that the electrode material is caused by outgassing due to water absorption or moisture absorption of the film. The deterioration of the film quality of a thin film such as a light emitting film is a problem. In addition, curling, warping, and beveling of the thin film laminate including the base material are caused, and adverse effects are exerted on factors such as thermal shrinkage rate, linear expansion coefficient coefficient, and shape deformation.

一方、有機発光素子を用いたディスプレイとして、蛍光材料で構成された蛍光変換層および/またはカラーフィルター層を用いて青、緑、赤の3元色を得るといったカラーディスプレイへの応用が検討されて(例えば、特許文献1参照)いる。   On the other hand, as a display using an organic light emitting element, application to a color display in which a ternary color of blue, green and red is obtained using a fluorescence conversion layer and / or a color filter layer made of a fluorescent material is being studied. (For example, see Patent Document 1).

単一の発光層と、蛍光材料で構成された蛍光変換層および/またはカラーフィルター層とを組み合わせてカラーディスプレイとする方法は、単独の有機発光素子のみで構成できるため、構成が単純で安価であるばかりか、蛍光変換層および/またはカラーフィルター層をパターン形成することによりフルカラー化できる点で優れた方式といえる。   A method for forming a color display by combining a single light emitting layer with a fluorescent conversion layer and / or a color filter layer made of a fluorescent material can be composed of only a single organic light emitting element, so the structure is simple and inexpensive. In addition, it can be said that it is an excellent system in that it can be made full color by patterning the fluorescence conversion layer and / or the color filter layer.

しかし、有機発光素子の構造体上に所定のパターンで蛍光変換層および/またはカラーフィルター層を設けることは、パターニング技術や有機発光構造体へのダメージ等の点から極めて困難である。また、基板上に蛍光変換層および/またはカラーフィルター層をパターン形成し、その上に有機発光構造体を積層すると、段差ができているので、断切れ(膜の不連続部分)が生じたり、配線がつなげられなくて電流が流れないために、有機発光素子として機能しなくなってしまう等といった問題や、これらの蛍光変換層および/またはカラーフィルター層からの水分、ガスにより有機層や電極がダメージを受けたり、腐食するといった問題を生じていた。   However, it is extremely difficult to provide the fluorescence conversion layer and / or the color filter layer in a predetermined pattern on the structure of the organic light emitting device from the viewpoint of patterning technology, damage to the organic light emitting structure, and the like. In addition, when a fluorescence conversion layer and / or a color filter layer is formed on a substrate and an organic light emitting structure is laminated thereon, a step is formed, so that a break (discontinuous portion of the film) occurs. Problems such as failure to function as an organic light-emitting device because the current cannot flow because the wiring is not connected, and the organic layers and electrodes are damaged by moisture and gas from these fluorescence conversion layers and / or color filter layers. The problem that it received and corroded occurred.

このような問題を解決する手段として、蛍光変換層および/またはカラーフィルター層上にさらにオーバーコート層を形成するといった手法も取られているが、(例えば、特許文献2参照)依然として水分、ガスにより有機層や電極がダメージを受けたり、腐食するといった問題が残る。   As a means for solving such a problem, a method of further forming an overcoat layer on the fluorescence conversion layer and / or the color filter layer has been taken (for example, see Patent Document 2). The problem remains that the organic layer and the electrode are damaged or corroded.

一方、パッシベーション膜を形成するといった検討も種々なされているが、(例えば、特許文献3参照)膜の水分、ガス透過防止効果が十分でなかったり、表面平坦性に問題があったり、成膜時の条件が下地となる蛍光変換層および/またはカラーフィルター層、オーバーコート層等にダメージを与えるものであったりして実用的でないといった問題を有していた。   On the other hand, various studies such as formation of a passivation film have been made (see, for example, Patent Document 3), but the effect of preventing moisture and gas permeation of the film is insufficient, there is a problem in surface flatness, and during film formation. The above-mentioned conditions may cause damage to the fluorescent conversion layer and / or the color filter layer, the overcoat layer, and the like, which are the foundation, and are not practical.

また、特に真空プロセスでパッシベーション膜を成膜する場合、上記問題点を克服するためにパッシベーション膜の膜厚を厚くする方法も考えられる。しかし、膜厚の厚いパッシベーション膜は、製造に時間がかかり、生産性が悪く、しかもドライプロセスで製造された膜は内部応力が大きく、得られたパッシベーション膜にクラックが入るなどして、パッシベーションの効果を発揮することができなくなるといった問題を有していた。   In addition, when a passivation film is formed particularly by a vacuum process, a method of increasing the thickness of the passivation film is conceivable in order to overcome the above problems. However, a thick passivation film takes a long time to manufacture, has poor productivity, and a film manufactured by a dry process has a large internal stress, resulting in cracks in the obtained passivation film. There was a problem that the effect could not be exhibited.

特開2003−206361号公報JP 2003-206361 A 特開平8−236274号公報JP-A-8-236274 特開2005−26193号公報JP 2005-26193 A

本発明の目的は、透光性、耐熱性、パッシベーション性(ガスバリア性、オリゴマー吐出防止性、アウトガス低減)、耐吸水(湿)性、化学劣化安定性、寸法形態安定性、表面反射防止性、電気絶縁性、耐紫外光劣化性、ひいては耐候性に優れ、常圧下での成膜が可能であるなど生産性に優れた基材、保護部材を有する発光素子を提供することであり、ひいては信頼性が高く、製造が容易で、しかも低コストの発光素子を提供することである。   The objectives of the present invention are translucency, heat resistance, passivation (gas barrier properties, oligomer discharge prevention, outgas reduction), water absorption (humidity) resistance, chemical deterioration stability, dimensional shape stability, surface antireflection, It is to provide a light-emitting element having a substrate and a protective member that are excellent in productivity, such as being excellent in electrical insulation, UV light resistance, and in weather resistance, and capable of film formation under normal pressure. It is an object of the present invention to provide a light-emitting element having high performance, easy manufacturing, and low cost.

本発明の上記目的は、以下の構成により達成することができる。   The above object of the present invention can be achieved by the following configuration.

1.樹脂基材上に形成された光透過性を有する下部電極と、発光層と、上部電極とを有する発光素子であって、該発光層と該樹脂基材の間に少なくとも酸窒化珪素膜からなる層を有することを特徴とする発光素子。   1. A light-emitting element having a light-transmitting lower electrode formed on a resin substrate, a light-emitting layer, and an upper electrode, and comprising at least a silicon oxynitride film between the light-emitting layer and the resin substrate A light-emitting element having a layer.

2.前記酸窒化珪素膜が、前記発光層と前記樹脂基材の間に少なくともポリシラザンを塗布し酸化処理して得られた酸窒化珪素膜からなる層であることを特徴とする前記1に記載の発光素子。   2. 2. The light emitting device according to 1 above, wherein the silicon oxynitride film is a layer formed of a silicon oxynitride film obtained by applying at least polysilazane between the light emitting layer and the resin base material and oxidizing the same. element.

3.前記酸窒化珪素膜が2層以上である場合、前記樹脂基材に最も近い酸窒化珪素膜の元素濃度比O/(O+N)が、その上層の酸窒化珪素膜の元素濃度比O/(O+N)より小さいことを特徴とする前記1又は2に記載の発光素子。   3. When the silicon oxynitride film has two or more layers, the element concentration ratio O / (O + N) of the silicon oxynitride film closest to the resin base material is the element concentration ratio O / (O + N) of the upper silicon oxynitride film. 3. The light emitting device according to 1 or 2 above, wherein the light emitting device is smaller.

4.前記酸窒化珪素膜は酸化処理を120〜300nmの紫外光で行うことを特徴とする前記1〜3のいずれか1項に記載の発光素子。   4). 4. The light-emitting element according to any one of 1 to 3, wherein the silicon oxynitride film is oxidized with ultraviolet light of 120 to 300 nm.

本発明によれば、透光性、耐熱性、パッシベーション性(ガスバリア性、オリゴマー吐出防止性、アウトガス低減)、耐吸水(湿)性、化学劣化安定性、寸法形態安定性、表面反射防止性、電気絶縁性、耐紫外光劣化性、ひいては耐候性に優れ、常圧下での成膜が可能であるなど生産性に優れた基材、保護部材を有する発光素子を提供し、信頼性が高く、製造が容易で、しかも低コストの発光素子を提供することができる。   According to the present invention, translucency, heat resistance, passivation properties (gas barrier properties, oligomer discharge prevention properties, outgas reduction), water absorption (humidity) resistance, chemical deterioration stability, dimensional shape stability, surface antireflection properties, Providing a light-emitting element having a substrate and a protective member with excellent productivity, such as electrical insulation, ultraviolet light degradation resistance, and thus excellent weather resistance, and capable of film formation under normal pressure, and has high reliability, A light-emitting element that is easy to manufacture and low in cost can be provided.

本発明の発光素子である有機発光素子の基本構成を示した断面概略構成図である。It is the cross-sectional schematic block diagram which showed the basic composition of the organic light emitting element which is a light emitting element of this invention.

以下本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。   The best mode for carrying out the present invention will be described in detail below, but the present invention is not limited thereto.

酸化珪素膜に比べ酸化窒化珪素膜は窒素を含有することにより、高いガスバリア性を発現することができるが、窒素含有量が増え窒素リッチになってくると着色および膜自体が脆くなる。そのバランスをとった、酸化窒化珪素膜を作製することが望ましい。   Compared to a silicon oxide film, a silicon oxynitride film can exhibit high gas barrier properties by containing nitrogen. However, when the nitrogen content increases and becomes nitrogen rich, coloring and the film itself become brittle. It is desirable to produce a silicon oxynitride film that balances this.

本発明の発光素子は、基材の少なくとも一方の面に、窒化酸化珪素層を有するものであり、形成方法については真空蒸着、イオンプレーティング、CVD、スパッタリングなどの手段で実現される。特に、組成のコントロール性がよく、緻密な膜を形成できるスパッタリング、真空工程が不要で成膜コストの安価な大気圧の近傍下で放電プラズマ処理を利用することにより無機膜を成膜する常圧CVDが好ましい。スパッタリングには原材料としてSiターゲットを用いるRFスパッタリング方式や、Siターゲットを用いてAr、O、Nガスを導入するDCスパッタリング方式がある。Siターゲットを用いる場合はRFスパッタリング方式も選択できる。更に好ましくは、ペルヒドロポリシラザン等のポリシラザンを、例えばキシレン等に溶解した塗布液を塗布し、酸化、つまり水蒸気酸化するか、それとは別に、あるいはそれと同時またはその後に空気中熱処理あるいは紫外光照射して得られた酸窒化珪素膜を有するものである。上記の基材は、可撓性を有し、透光性および耐熱性を有する樹脂等の材料により形成され、各種電子ディバイスのようなコーティング体の保護部材(例えば保護膜)として存在していてもよく、例えば基板のように、その構成部材として存在していてもよい。 The light-emitting element of the present invention has a silicon nitride oxide layer on at least one surface of a substrate, and the formation method is realized by means such as vacuum deposition, ion plating, CVD, sputtering. In particular, sputtering that can form a dense film with good controllability of the composition, normal pressure for depositing an inorganic film by using discharge plasma treatment near atmospheric pressure, which does not require a vacuum process and is inexpensive to form. CVD is preferred. Sputtering includes an RF sputtering method using a Si 3 N 4 target as a raw material and a DC sputtering method in which Ar, O 2 , and N 2 gases are introduced using a Si target. When a Si target is used, an RF sputtering method can also be selected. More preferably, a coating solution in which polysilazane such as perhydropolysilazane is dissolved in, for example, xylene is applied, and then oxidized, that is, steam-oxidized, or separately or simultaneously with or after that, heat treatment in air or ultraviolet light irradiation is performed. Thus obtained silicon oxynitride film is obtained. The substrate is made of a material such as a resin having flexibility, translucency and heat resistance, and exists as a protective member (for example, a protective film) of a coating body such as various electronic devices. For example, like a board | substrate, you may exist as the structural member.

例えば樹脂基材上に、上述のような酸窒化珪素膜を設けた場合、上記樹脂のもつ可撓性を維持したままで、耐熱性の向上、表面平坦性の向上、透光性の維持ないし改善や、基材のパッシベーション性向上、耐吸水(湿)性、化学劣化性、寸法形態安定性、耐紫外線光劣化性、さらには表面反射低減性等、多くの特性の向上を図ることができる。なおかつ、これらの複合作用として長寿命化、耐候性を付与することができる。すなわち、水蒸気や酸素透過率が極めて低くなるので、発光素子においては、それらによる性能劣化を防止できるとともに、長寿命化を図ることができる。また、緻密な膜が得られるため、強度が向上し、耐食性に優れる。さらに、平坦な膜が得られるため、透光性とともに、発光素子のような電子ディバイスにおいては、光学機能を低下させる要因をとはならない。   For example, when a silicon oxynitride film as described above is provided on a resin base material, the heat resistance is improved, the surface flatness is improved, and the translucency is maintained while maintaining the flexibility of the resin. Many properties can be improved, such as improvements, substrate passivation, water absorption (humidity) resistance, chemical deterioration, dimensional stability, UV light resistance, and surface reflection reduction. . In addition, as a combined action of these, it is possible to impart long life and weather resistance. That is, since the water vapor and oxygen permeability is extremely low, in the light emitting element, performance deterioration due to them can be prevented and the life can be extended. Further, since a dense film can be obtained, the strength is improved and the corrosion resistance is excellent. Further, since a flat film can be obtained, the optical function of the electronic device such as a light emitting element is not reduced as well as the light transmitting property.

また、基材や基材上に形成された機能膜、例えばフィルター等の光学機能膜と、その上に形成される電極層、発光層等の機能性薄膜とのパッシベーションを行うことができ、基材や基材上に形成された機能膜から放出される水分、ガスなどからこれらの素子構成層を保護することができる。   In addition, the functional film formed on the base material or the base material, for example, an optical functional film such as a filter, and a functional thin film such as an electrode layer or a light emitting layer formed thereon can be passivated. These element constituent layers can be protected from moisture, gas, etc. released from the functional film formed on the material or the base material.

また、このような酸窒化珪素膜は、ペルヒドロポリシラザン等のポリシラザン含有塗布液を塗布し、水蒸気酸化,紫外光照射による酸化、および/または加熱処理(乾燥処理を含む)を行うことによって得られる。この製造方法は、一般的に耐熱性が低い樹脂基材に対して、常圧下で、湿式コーティングといった生産性のよいプロセス技術で酸窒化珪素膜の成膜が可能となる好適な方法である。   Such a silicon oxynitride film is obtained by applying a polysilazane-containing coating solution such as perhydropolysilazane, and performing steam oxidation, oxidation by ultraviolet light irradiation, and / or heat treatment (including drying treatment). . This manufacturing method is a suitable method that enables a silicon oxynitride film to be formed on a resin base material having generally low heat resistance under normal pressure by a process technology with good productivity such as wet coating.

本発明は、樹脂基材上に酸窒化珪素層(上層)、窒化酸化珪素層(下層)の順に積層することで、窒化酸化珪素層上層、窒化酸化珪素層下層の個々の層だけでは無くしきれない層構造の欠陥部分を埋め、個々の層だけで形成するよりも水蒸気バリア性を高めた、かつ高い透明性をあわせもつフィルムである。さらに下層の窒化酸化珪素層下層を上層の窒化酸化珪素層よりも緻密性の高い窒素リッチの膜にすることで、膜形成時の樹脂基材や有機物層からのアウトガスを押さえることができ、良好な透明性と水蒸気バリア性を兼ね備えた良質な膜が得られる。各窒化酸化珪素層の組成については特に制限はないが、窒化酸化珪素層上層は元素濃度比0<O/(O+N)≦0.4、窒化酸化珪素層下層は元素濃度比0.3≦O/(O+N)<1が好ましい。また、各層の厚みに関しても特に限定はしないが、窒化酸化珪素層上層は層厚さ1〜50nm、窒化酸化珪素層下層は層厚さ10〜500nmが好ましい。これらの範囲であれば、良好な光線透過率と水蒸気バリア性が得られる。窒化酸化珪素層の形成方法については真空蒸着、イオンプレーティング、CVD、スパッタリングなどの手段で実現される。特に、組成のコントロール性がよく、緻密な膜を形成できるスパッタリング、真空工程が不要で成膜コストの安価な大気圧の近傍下で放電プラズマ処理を利用することにより無機膜を成膜する常圧CVDが好ましい。スパッタリングには原材料としてSiターゲットを用いるRFスパッタリング方式や、Siターゲットを用いてAr、O、Nガスを導入するDCスパッタリング方式がある。Siターゲットを用いる場合はRFスパッタリング方式も選択できる。 In the present invention, by laminating a silicon oxynitride layer (upper layer) and a silicon nitride oxide layer (lower layer) in this order on a resin substrate, not only the individual layers of the silicon nitride oxide layer upper layer and the silicon nitride oxide layer lower layer can be eliminated. It is a film that has a high water vapor barrier property and has high transparency as compared with the case where a defective portion of a non-layered structure is filled to form only individual layers. Furthermore, by making the lower layer of silicon nitride oxide layer a denser nitrogen-rich film than the upper silicon nitride oxide layer, it is possible to suppress outgas from the resin base material and organic layer during film formation, which is good A high-quality film having excellent transparency and water vapor barrier properties can be obtained. The composition of each silicon nitride oxide layer is not particularly limited. However, the upper layer of the silicon nitride oxide layer has an element concentration ratio of 0 <O / (O + N) ≦ 0.4, and the lower layer of the silicon nitride oxide layer has an element concentration ratio of 0.3 ≦ O. / (O + N) <1 is preferred. The thickness of each layer is not particularly limited, but the upper layer of the silicon nitride oxide layer preferably has a thickness of 1 to 50 nm, and the lower layer of the silicon nitride oxide layer preferably has a thickness of 10 to 500 nm. Within these ranges, good light transmittance and water vapor barrier properties can be obtained. About the formation method of a silicon oxynitride layer, it implement | achieves by means, such as vacuum evaporation, ion plating, CVD, sputtering. In particular, sputtering that can form a dense film with good controllability of the composition, normal pressure for depositing an inorganic film by using discharge plasma treatment near atmospheric pressure, which does not require a vacuum process and is inexpensive to form. CVD is preferred. Sputtering includes an RF sputtering method using a Si 3 N 4 target as a raw material and a DC sputtering method in which Ar, O 2 , and N 2 gases are introduced using a Si target. When a Si target is used, an RF sputtering method can also be selected.

本発明の酸窒化珪素膜は、基板、蛍光性物質を含む蛍光変換層、カラーフィルター層、被覆層等との接着性を改善するために下地層を有していてもよい。   The silicon oxynitride film of the present invention may have a base layer in order to improve adhesion to a substrate, a fluorescent conversion layer containing a fluorescent substance, a color filter layer, a coating layer, and the like.

<ポリシラザン>
本発明に用いることの出来るポリシラザンは、下記に示すように珪素−窒素結合を持つポリマーであり、Si−N、Si−H、N−H等からなるSiO、Si、および両者の中間固溶体SiO等のセラミック前駆体無機ポリマーである。通常、側鎖が全て水素であるペルヒドロポリシラザンが用いられる。ペルヒドロポリシラザンは直鎖構造と6および8員環を中心とする環構造が存在した構造と推定されている。その分子量は、数平均分子量(Mn)で約600〜2000程度(ポリスチレン換算)であり、液体または固体の物質であり、分子量により異なる。
<Polysilazane>
The polysilazane that can be used in the present invention is a polymer having a silicon-nitrogen bond, as shown below, and is composed of Si 2 , Si 3 N 4 , and both of Si—N, Si—H, N—H, and the like. Ceramic precursor inorganic polymer such as intermediate solid solution SiO x N y . Usually, perhydropolysilazane whose side chains are all hydrogen is used. Perhydropolysilazane is presumed to have a linear structure and a ring structure centered on 6- and 8-membered rings. The molecular weight is about 600 to 2000 (polystyrene conversion) in terms of number average molecular weight (Mn), is a liquid or solid substance, and varies depending on the molecular weight.

これらは、有機溶媒に溶解した溶液状態で市販されており、市販品をそのままポリシラザン含有塗布液として使用することができる。   These are marketed in a solution state dissolved in an organic solvent, and the commercially available product can be used as it is as a polysilazane-containing coating solution.

有機溶媒としては、ポリシラザンと容易に反応してしまうようなアルコール系を用いることは好ましくない。具体的には、脂肪族炭化水素、脂環式炭化水素、芳香族炭化水素等の炭化水素溶媒、ハロゲン化炭化水素溶媒、脂肪族エーテル、脂環式エーテル等のエーテル類が使用できる。具体的には、ペンタン、ヘキサン、イソヘキサン、メチルペンタン、ヘプタン、イソヘプタン、オクタン、イソオクタン、シクロペンタン、メチルシクロペンタン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン等の炭化水素、塩化メチレン、クロロホルム、四塩化炭素、ブロモホルム、塩化エチレン、塩化エチリデン、トリクロロエタン、テトラクロロエタン等のハロゲン化炭化水素、エチルエーテル、イソプロピルエーテル、エチルブチルエーテル、ブチルエーテル、ジオキサン、ジメチルジオキサン、テトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン等のエーテル類などがある。   As the organic solvent, it is not preferable to use an alcohol that easily reacts with polysilazane. Specifically, hydrocarbon solvents such as aliphatic hydrocarbons, alicyclic hydrocarbons and aromatic hydrocarbons, ethers such as halogenated hydrocarbon solvents, aliphatic ethers and alicyclic ethers can be used. Specifically, hydrocarbons such as pentane, hexane, isohexane, methylpentane, heptane, isoheptane, octane, isooctane, cyclopentane, methylcyclopentane, cyclohexane, methylcyclohexane, benzene, toluene, xylene, ethylbenzene, methylene chloride, chloroform Halogenated hydrocarbons such as carbon tetrachloride, bromoform, ethylene chloride, ethylidene chloride, trichloroethane, tetrachloroethane, ethers such as ethyl ether, isopropyl ether, ethyl butyl ether, butyl ether, dioxane, dimethyl dioxane, tetrahydrofuran, tetrahydropyran, etc. is there.

これらの溶剤を使用する場合、ポリシラザンの溶解度や溶剤の蒸発速度、溶液の濃度上昇を調節するために選択し、目的に合わせ複数の種類の溶剤を混合してもよい。   When these solvents are used, they may be selected to adjust the solubility of polysilazane, the evaporation rate of the solvent, and the increase in the concentration of the solution, and a plurality of types of solvents may be mixed according to the purpose.

ポリシラザン含有塗布液中のポリシラザンの含有量は、目的とするシリカ膜の厚み、塗液のポットライフによっても異なるが、0.2〜35質量%程度である。   The content of polysilazane in the polysilazane-containing coating solution is about 0.2 to 35% by mass, although it varies depending on the thickness of the target silica film and the pot life of the coating solution.

有機ポリシラザンは、そのSiと結合する水素部分が一部アルキル基等で置換された誘導体であってもよい。アルキル基、特にもっとも分子量の少ないメチル基を有することにより、下地材料との接着性が改善され、かつ硬くて脆いシリカ膜に靭性を持たせることができ、より膜厚を厚くした場合でもクラックの発生が抑えられる。前記アルキル基としては、好ましくは炭素数1〜4のアルキル基、特にシリカ転化後の非晶質シリカ純度向上とパッシベーション性、熱によるアウトガス発生、熱膨張等のシリカ本来の長所を減ずることが少ない点で炭素数1のものが好ましい。しかしながら、塗布の条件により非水系溶液の粘度を上昇させたり、シリカ膜の厚膜化を図るためには、炭素数4のターシャリーブチル基等も使用できる。   The organic polysilazane may be a derivative in which the hydrogen part bonded to Si is partially substituted with an alkyl group or the like. By having an alkyl group, especially a methyl group having the smallest molecular weight, the adhesion to the base material is improved, and the hard and brittle silica film can be toughened. Occurrence is suppressed. The alkyl group is preferably an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and in particular, there is little reduction in the original advantages of silica, such as improvement in amorphous silica purity and passivation after silica conversion, generation of heat outgas, and thermal expansion. In view of this, those having 1 carbon atom are preferred. However, a tertiary butyl group having 4 carbon atoms can be used to increase the viscosity of the non-aqueous solution or increase the thickness of the silica film depending on the coating conditions.

このアルキル基による置換率は、ポリシラザンが以下の構造式であったとすると、構造単位中の水素原子の20%以下がアルキル基、特にメチル基で置換されていることが好ましく、特に10%以下、さらには0.5〜10%程度が好ましい。   When the polysilazane has the following structural formula, it is preferable that 20% or less of hydrogen atoms in the structural unit are substituted with an alkyl group, particularly a methyl group, particularly 10% or less. Furthermore, about 0.5 to 10% is preferable.

Figure 2011146144
Figure 2011146144

式中、R、RおよびRは、アルキル基を表す。但し、R、RおよびRの少なくともいずれかは水素原子である。 In the formula, R 1 , R 2 and R 3 represent an alkyl group. However, at least one of R 1 , R 2 and R 3 is a hydrogen atom.

また、必要に応じて光重合開始剤を含有していてもよい。光重合開始剤を含有することにより、特に下地の第1層のアルキル基部位をアルキレン基のような反応性2重結合とする場合、シリカ形成反応が促進され、より緻密なシリカ膜が得られ易くなり、特に第2層形成の下地膜としての性能が高まる。ペルヒドロポリシラザンは、上記有機シラザンを無機ポリマー本来の特徴を損なわない範囲で導入することにより、ミクロな無機フィラー(SiO)と有機ポリマーの複合化を助長する。また、“厚膜化”、“安定性向上”、“膜厚限界向上”、“平坦性向上”に寄与し、特にアクリル系樹脂等との高い相溶性によるアロイ化を促し、各ドメインが20nm程度の大きさで相溶していることが確認されている。 Moreover, you may contain the photoinitiator as needed. By containing a photopolymerization initiator, particularly when the alkyl group part of the first layer of the base is a reactive double bond such as an alkylene group, the silica formation reaction is promoted and a denser silica film is obtained. In particular, the performance as a base film for forming the second layer is enhanced. Perhydropolysilazane promotes the formation of a composite of a micro inorganic filler (SiO 2 ) and an organic polymer by introducing the organic silazane within a range that does not impair the original characteristics of the inorganic polymer. It contributes to "thickening", "stability improvement", "thickness limit improvement", and "flatness improvement", and promotes alloying due to high compatibility with acrylic resin, etc. It is confirmed that they are compatible with each other.

光重合開始剤としては、公知〜周知のものを使用できる。特に入手容易な市販のものが好ましい。また、複数の光重合開始剤を使用してもよい。光重合開始剤としては、アリールケトン系光重合開始剤(たとえば、アセトフェノン類、ベンゾフェノン類、アルキルアミノベンゾフェノン類、ベンジル類、ベンゾイン類、ベンゾインエーテル類、ベンジルジメチルケタール類、ベンゾイルベンゾエート類、α−アシロキシムエステル類など)、含イオウ系光重合開始剤(たとえば、スルフィド類、チオキサントン類など)、アシルホスフィンオキシド系光重合開始剤、その他の光重合開始剤がある。特に、アシルホスフィンオキシド系光重合開始剤の使用が好ましい。また、光重合開始剤はアミン類などの光増感剤と組み合わせて使用することもできる。具体的な光重合開始剤としては、たとえば以下のような化合物がある。   As the photopolymerization initiator, known to well-known ones can be used. A commercially available product that is readily available is particularly preferred. A plurality of photopolymerization initiators may be used. Examples of the photopolymerization initiator include aryl ketone photopolymerization initiators (for example, acetophenones, benzophenones, alkylaminobenzophenones, benzyls, benzoins, benzoin ethers, benzyldimethylketals, benzoylbenzoates, α-acylose). Oxime esters), sulfur-containing photopolymerization initiators (for example, sulfides, thioxanthones, etc.), acylphosphine oxide photopolymerization initiators, and other photopolymerization initiators. In particular, the use of an acylphosphine oxide photopolymerization initiator is preferred. Moreover, a photoinitiator can also be used in combination with photosensitizers, such as amines. Specific examples of the photopolymerization initiator include the following compounds.

4−フェノキシジクロロアセトフェノン、4−t−ブチル−ジクロロアセトフェノン、4−t−ブチル−トリクロロアセトフェノン、ジエトキシアセトフェノン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、1−(4−イソプロピルフェニル)−2−ヒドロキシ−2−メチルプロパン−1−オン、1−(4−ドデシルフェニル)−2−メチルプロパン−1−オン、4−(2−ヒドロキシエトキシ)−フェニル(2−ヒドロキシ−2−プロピル)ケトン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2−メチル−1−{4−(メチルチオ)フェニル}−2−モルホリノプロパン−1−オン。   4-phenoxydichloroacetophenone, 4-t-butyl-dichloroacetophenone, 4-t-butyl-trichloroacetophenone, diethoxyacetophenone, 2-hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-one, 1- (4- Isopropylphenyl) -2-hydroxy-2-methylpropan-1-one, 1- (4-dodecylphenyl) -2-methylpropan-1-one, 4- (2-hydroxyethoxy) -phenyl (2-hydroxy- 2-propyl) ketone, 1-hydroxycyclohexylphenylketone, 2-methyl-1- {4- (methylthio) phenyl} -2-morpholinopropan-1-one.

ベンジル、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、ベンジルジメチルケタール、ベンゾフェノン、ベンゾイル安息香酸、ベンゾイル安息香酸メチル、4−フェニルベンゾフェノン、ヒドロキシベンゾフェノン、アクリル化ベンゾフェノン、3,3′ジメチル−4−メトキシベンゾフェノン、3,3′,4,4′−テトラキス(t−ブチルペルオキシカルボニル)ベンゾフェノン、9,10−フェナントレンキノン、カンファーキノン、ジベンゾスベロン、2−エチルアントラキノン、4′,4″ジエチルイソフタロフェノン、α−アシロキシムエステル、メチルフェニルグリオキシレート。   Benzyl, benzoin, benzoin methyl ether, benzoin ethyl ether, benzoin isopropyl ether, benzoin isobutyl ether, benzyl dimethyl ketal, benzophenone, benzoylbenzoic acid, methyl benzoylbenzoate, 4-phenylbenzophenone, hydroxybenzophenone, acrylated benzophenone, 3, 3 'Dimethyl-4-methoxybenzophenone, 3,3', 4,4'-tetrakis (t-butylperoxycarbonyl) benzophenone, 9,10-phenanthrenequinone, camphorquinone, dibenzosuberone, 2-ethylanthraquinone, 4 ', 4 ″ diethyl isophthalophenone, α-acyloxime ester, methylphenylglyoxylate.

4−ベンゾイル−4′−メチルジフェニルスルフィド、チオキサントン、2−クロルチオキサントン、2−メチルチオキサントン、2,4−ジメチルチオキサントン、イソプロピルチオキサントン、2,4−ジクロロチオキサントン、2,4−ジエチルチオキサントン、2,4−ジイソプロピルチオキサントン。2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド、ベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド、2,6−ジメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド、ビス(2,6−ジメトキシベンゾイル)−2,4,4−トリメチルペンチルホスフィンオキシド。   4-benzoyl-4'-methyldiphenyl sulfide, thioxanthone, 2-chlorothioxanthone, 2-methylthioxanthone, 2,4-dimethylthioxanthone, isopropylthioxanthone, 2,4-dichlorothioxanthone, 2,4-diethylthioxanthone, 2,4 -Diisopropylthioxanthone. 2,4,6-trimethylbenzoyldiphenylphosphine oxide, benzoyldiphenylphosphine oxide, 2,6-dimethylbenzoyldiphenylphosphine oxide, bis (2,6-dimethoxybenzoyl) -2,4,4-trimethylpentylphosphine oxide.

光重合開始剤は、無機のポリシラザンのシリカ転化への寄与は少なく、多すぎると転化シリカ膜の緻密性を損なう。従って、塗布液中、0.01〜5質量%程度、有機ポリシラザンではUV硬化樹脂成分100質量部に対して20質量%以下含有していることが好ましい。   The photopolymerization initiator contributes little to the silica conversion of the inorganic polysilazane, and if it is too much, the denseness of the converted silica film is impaired. Therefore, it is preferable to contain about 0.01-5 mass% in an application liquid, and 20 mass% or less with respect to 100 mass parts of UV curable resin components in organic polysilazane.

また、必要により反応を促進させるため触媒を用いてもよい。触媒としては、より低温でポリシラザンを硬化させうる触媒が好ましく、たとえば、金、銀、パラジウム、白金、ニッケルなどの金属の微粒子からなる金属触媒(特開平7−196986号公報)、およびそれらのカルボン酸錯体(特開平5−93275号公報)が挙げられる。また、触媒をポリシラザン溶液に添加しておくのではなく、特開平9−31333号公報に提案されているように、触媒溶液、具体的にはアミン水溶液等に直接被覆成型物を接触させる、またはその蒸気に一定時間曝す、などの方法を採用することも好ましい。   Moreover, you may use a catalyst in order to accelerate | stimulate reaction as needed. As the catalyst, a catalyst capable of curing polysilazane at a lower temperature is preferable. For example, metal catalysts composed of fine particles of metal such as gold, silver, palladium, platinum, nickel (Japanese Patent Laid-Open No. 7-196986), and their carboxyls. An acid complex (JP-A-5-93275) can be mentioned. Further, instead of adding the catalyst to the polysilazane solution, as proposed in Japanese Patent Laid-Open No. 9-31333, the catalyst is directly brought into contact with the catalyst solution, specifically an aqueous amine solution, or the like, or It is also preferable to employ a method such as exposing to the vapor for a certain period of time.

ポリシラザンは、前述のとおり、セラミック前駆体ポリマーであり、これを用いてシリカ膜を形成するには、大気焼成で450℃以上を要するが、ポリシラザンのウェット状態の塗膜を、触媒存在下に水蒸気酸化、および/または空気雰囲気下加熱酸化を組み合わせることで100℃以下でも緻密なシリカ膜が得られ、プラスチックフィルム等の耐熱性の低い基板にも成膜できる。特に、クラックが入る限界膜厚を厚くとれるメチル基置換ポリシラザンは、加湿によるシリカ転化効率が特に有効である。従って、シリカ膜の形成には加熱、水蒸気酸化、または加熱、水蒸気酸化および空気雰囲気下加熱の組み合わせの何れの方法を用いてもよい。特に触媒としてトリメチルアミンの5質量%水溶液の蒸気(無相)にポリシラザン塗布液(ポリシラザンのMn100〜50000)を25℃で2分気相接触後、95℃80%RH雰囲気下に5分保持することによりシリカ質セラミックが形成される。この方法は前記プラスチック長尺フィルム等へ連続塗布硬化によるセラミックシリカ層形成が可能になる。   As described above, polysilazane is a ceramic precursor polymer, and in order to form a silica film using this, it requires 450 ° C. or higher by atmospheric firing. By combining oxidation and / or heat oxidation in an air atmosphere, a dense silica film can be obtained even at 100 ° C. or lower, and can be formed on a substrate having low heat resistance such as a plastic film. In particular, a methyl group-substituted polysilazane capable of increasing the limit film thickness where cracks occur is particularly effective in the silica conversion efficiency by humidification. Therefore, any method of heating, steam oxidation, or a combination of heating, steam oxidation and heating in an air atmosphere may be used for forming the silica film. In particular, a polysilazane coating solution (Mn100 to 50000 of polysilazane) is vapor-phase contacted at 25 ° C. for 2 minutes in a vapor (non-phase) of a 5% by weight aqueous solution of trimethylamine as a catalyst, and then kept at 95 ° C. and 80% RH atmosphere for 5 minutes. A siliceous ceramic is formed. This method makes it possible to form a ceramic silica layer by continuous coating and curing on the plastic long film or the like.

また、例えばMn100〜50000のポリシラザンとアセチルアセトナト錯体(Ni、Pt、Pd、Al、Rh等)を加熱反応して得られるグリシドール/ポリシラザン原子比が1.0×10−6〜2の範囲内かつMnが約200〜50万の上記錯体付加ポリシラザン流体を50〜350℃で低温焼成する方法や、0.5μm以下の金属(Ag、Au、Pd、Ni等)をMn100〜50000のポリシラザンに加え、150〜370℃で低温焼成することにより、シリカセラミック膜が得られる。この場合、NまたはNH含有雰囲気下で250℃以上で焼成すると、一部窒化ケイ素化された化学量論組成からは多少ずれるがSiON層や、SiN層に近い膜(SiO:O/(O+N)が約50〜80%)に転化し、膜厚の薄い層でもパッシベーション性が向上する。 Further, for example, the glycidol / polysilazane atomic ratio obtained by heating reaction of polysilazane of Mn 100 to 50000 and acetylacetonato complex (Ni, Pt, Pd, Al, Rh, etc.) is in the range of 1.0 × 10 −6 to 2 In addition, the above-mentioned complex-added polysilazane fluid having a Mn of about 200 to 500,000 is calcined at a low temperature at 50 to 350 ° C., and a metal (Ag, Au, Pd, Ni, etc.) of 0.5 μm or less is added to the polysilazane having a Mn of 100 to 50,000. A silica ceramic film is obtained by low-temperature firing at 150 to 370 ° C. In this case, when baking is performed at 250 ° C. or higher in an atmosphere containing N 2 or NH 3, the SiO x N layer or a film close to the SiN y layer (SiO x) is slightly shifted from the partially silicon nitride stoichiometric composition. Ny : O / (O + N) is converted to about 50 to 80%), and the passivation property is improved even in a thin layer.

ポリシラザン含有液を塗工する手段としては特に制限されず、公知〜周知の方法を採用できる。たとえば、ディッピング法、フローコート法、スプレー法、バーコート法、グラビアコート法、ロールコート法、ブレードコート法、エアーナイフコート法、スピンコート法、スリットコート法、マイクログラビアコート法等の方法を採用できる。塗工後被覆組成物が溶剤を含んでいる場合は乾燥して溶剤を除き、有機ポリシラザン含有系については、次いで、必要により紫外線等を照射して硬化させ、加熱してまたは室温に放置して硬化させる。アミン類や酸類の水溶液や蒸気に接触させて硬化を促進することもできる。   The means for applying the polysilazane-containing liquid is not particularly limited, and known to known methods can be employed. For example, dipping method, flow coating method, spray method, bar coating method, gravure coating method, roll coating method, blade coating method, air knife coating method, spin coating method, slit coating method, micro gravure coating method, etc. are adopted. it can. After coating, if the coating composition contains a solvent, it is dried to remove the solvent. For the organic polysilazane-containing system, it is then cured by irradiating with ultraviolet rays or the like, if necessary, heated or left at room temperature. Harden. Curing can be accelerated by contacting with an aqueous solution or steam of amines or acids.

特に、エチレン不飽和二重結合を有するアクリル系樹脂を含有する有機ポリシラザンにおいては、シリカ膜を形成する際に、紫外線、電子線などの活性エネルギー線を照射してもよい。特に、塗膜中に光重合開始剤を含有している場合には、この光重合開始剤を励起させるのに必要な波長の光、例えばUV光を照射することが必要である。また、光重合開始剤を含有していない場合でも電子線を照射することにより反応が促進し、有機ポリマーとハイブリッド化された緻密なシリカ膜が得られ易くなる。   In particular, in an organic polysilazane containing an acrylic resin having an ethylenically unsaturated double bond, active energy rays such as ultraviolet rays and electron beams may be irradiated when forming a silica film. In particular, when the photopolymerization initiator is contained in the coating film, it is necessary to irradiate light having a wavelength necessary for exciting the photopolymerization initiator, for example, UV light. Moreover, even when it does not contain a photopolymerization initiator, the reaction is accelerated by irradiating an electron beam, and a dense silica film hybridized with an organic polymer is easily obtained.

(積層化)
更に好ましい形態として樹脂基材上に酸窒化珪素層(上層)、窒化酸化珪素層(下層)の順に積層することで、窒化酸化珪素層上層、窒化酸化珪素層下層の個々の層だけでは無くしきれない層構造の欠陥部分を埋め、個々の層だけで形成するよりも水蒸気バリア性を高めた、かつ高い透明性をあわせもつフィルムである。さらに下層の窒化酸化珪素層下層を上層の窒化酸化珪素層よりも緻密性の高い窒素リッチの膜にすることで、膜形成時の樹脂基材や有機物層からのアウトガスを押さえることができ、良好な透明性と水蒸気バリア性を兼ね備えた良質な膜が得られる。各窒化酸化珪素層の組成については特に制限はないが、窒化酸化珪素層上層は元素濃度比0<O/(O+N)≦0.4、窒化酸化珪素層下層は元素濃度比0.3≦O/(O+N)<1が好ましい。また、各層の厚みに関しても特に限定はしないが、窒化酸化珪素層上層は層厚さ1〜50nm、窒化酸化珪素層下層は層厚さ10〜500nmが好ましい。これらの範囲であれば、良好な光線透過率と水蒸気バリア性が得られる。窒化酸化珪素層の形成方法については真空蒸着、イオンプレーティング、CVD、スパッタリングなどの手段で実現される。特に、組成のコントロール性がよく、緻密な膜を形成できるスパッタリング、真空工程が不要で成膜コストの安価な大気圧の近傍下で放電プラズマ処理を利用することにより無機膜を成膜する常圧CVDが好ましい。スパッタリングには原材料としてSiターゲットを用いるRFスパッタリング方式や、Siターゲットを用いてAr、O、Nガスを導入するDCスパッタリング方式がある。Siターゲットを用いる場合はRFスパッタリング方式も選択できる。
(Laminated)
As a more preferable form, the silicon oxynitride layer (upper layer) and the silicon nitride oxide layer (lower layer) are laminated in this order on the resin base material, so that it is not only the individual layers of the silicon nitride oxide layer upper layer and the silicon nitride oxide layer lower layer. It is a film that has a high water vapor barrier property and has high transparency as compared with the case where a defective portion of a non-layered structure is filled to form only individual layers. Furthermore, by making the lower layer of silicon nitride oxide layer a denser nitrogen-rich film than the upper silicon nitride oxide layer, it is possible to suppress outgas from the resin base material and organic layer during film formation, which is good A high-quality film having excellent transparency and water vapor barrier properties can be obtained. The composition of each silicon nitride oxide layer is not particularly limited. However, the upper layer of the silicon nitride oxide layer has an element concentration ratio of 0 <O / (O + N) ≦ 0.4, and the lower layer of the silicon nitride oxide layer has an element concentration ratio of 0.3 ≦ O. / (O + N) <1 is preferred. The thickness of each layer is not particularly limited, but the upper layer of the silicon nitride oxide layer preferably has a thickness of 1 to 50 nm, and the lower layer of the silicon nitride oxide layer preferably has a thickness of 10 to 500 nm. Within these ranges, good light transmittance and water vapor barrier properties can be obtained. About the formation method of a silicon oxynitride layer, it implement | achieves by means, such as vacuum evaporation, ion plating, CVD, sputtering. In particular, sputtering that can form a dense film with good controllability of the composition, normal pressure for depositing an inorganic film by using discharge plasma treatment near atmospheric pressure, which does not require a vacuum process and is inexpensive to form. CVD is preferred. Sputtering includes an RF sputtering method using a Si 3 N 4 target as a raw material and a DC sputtering method in which Ar, O 2 , and N 2 gases are introduced using a Si target. When a Si target is used, an RF sputtering method can also be selected.

本発明の酸窒化珪素膜は、基板、蛍光性物質を含む蛍光変換層、カラーフィルター層、被覆層等との接着性を改善するために下地層を有していてもよい。   The silicon oxynitride film of the present invention may have a base layer in order to improve adhesion to a substrate, a fluorescent conversion layer containing a fluorescent substance, a color filter layer, a coating layer, and the like.

ポリシラザンを硬化させる活性エネルギー線としては紫外線が好ましい。更に好ましくは300nm以下の波長のUV光である。しかし、紫外線に限定されず、電子線やその他の活性エネルギー線を使用できる。紫外線源としてはキセノンランプ、パルスキセノンランプ、低圧水銀灯、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、メタルハライドランプ、カーボンアーク灯、タングステンランプ等を使用できる。   The active energy ray for curing polysilazane is preferably ultraviolet rays. More preferred is UV light having a wavelength of 300 nm or less. However, it is not limited to ultraviolet rays, and an electron beam or other active energy rays can be used. As an ultraviolet ray source, a xenon lamp, a pulse xenon lamp, a low pressure mercury lamp, a high pressure mercury lamp, an ultrahigh pressure mercury lamp, a metal halide lamp, a carbon arc lamp, a tungsten lamp, or the like can be used.

<基材>
本発明に用いる基材としては可撓性を有する基材が好ましく、特に、樹脂材料が好ましい。また、特にガラス転移点Tg65℃以上および/または耐熱温度70℃以上で透光性、耐熱性を有する樹脂製の基材が好ましい。
<Base material>
As the substrate used in the present invention, a flexible substrate is preferable, and a resin material is particularly preferable. In particular, a resin base material having translucency and heat resistance at a glass transition point Tg of 65 ° C. or higher and / or a heat resistant temperature of 70 ° C. or higher is preferable.

透光性、耐熱性を有する樹脂製の基材としては、ポリエチレンテレフタレートフィルム(Tg79℃)、ポリエチレンナフタレート耐熱フィルム(Tg119℃);三フッ化塩化エチレン樹脂〔PCTFE:ネオフロンCTFE(ダイキン工業社製)〕(耐熱温度150℃)、ポリビニリデンフルオライド〔PVDF:デンカDXフィルム(電気化学工業社製)〕(耐熱温度150℃:Tg50℃)、ポリビニルフルオライド(PVF:テドラーPVFフィルム(デュポン社製)〕(耐熱温度100℃)等のホモポリマーや、四フッ化エチレン−パーフルオロビニルエーテル共重合体〔PFA:ネオフロン:PFAフィルム(ダイキン工業社製)(耐熱温度260℃)、四フッ化エチレン−六フッ化プロピレン共重合体〔FEP:トヨフロンフィルムFEPタイプ(東レ社製)〕(耐熱温度200℃)、四フッ化エチレン−エチレン共重合体〔ETFE:テフゼルETFEフィルム(デュポン社製)(耐熱温度150℃)、AFLEXフィルム(旭硝子社製:Tg83℃)〕等のコーポリマ等のフッ素系フィルム;芳香族ジカルボン酸(例えば、テレフタル酸/イソフタル酸)−ビスフェノール−A等の2価のフェノールとの共重合芳香族ポリエステル〔PAR:キャスティング(鐘淵化学社製)エルメック、耐熱温度290℃:Tg215℃〕、〔新規PAR“MFシリーズ”(ユニチカ社製)、MF−2000、Tg288℃〕等のポリアリレートフィルム;ポリスルホン〔PSF:スミライトFS−1200(住友ベークライト社製)〕(Tg190℃)、ポリエーテルスルホン(PES:スミライトFS−5300(住友ベークライト)〕(Tg223℃)等の含イオウポリマーフィルム;ポリカーボネートフィルム〔PC:パンライト(帝人化成社製)〕(Tg150℃)、〔ITO膜、バッファー膜、積層複合化耐熱性PCフィルム(帝人社製)HT−60、Tg205℃〕;非晶質ポリオレフィン系樹脂[APO(三井化学製)、シクロオレフィン樹脂;ゼオノア:日本ゼオン(株)(Tg:105〜163℃)]、ファンクショナルノルボルネン系樹脂〔ARTON(日本合成ゴム)〕(耐熱温度164℃:Tg171℃)、ポリシクロヘキセン(PCHE:旭化成社製)Tg218℃;ポリメタクリレート樹脂(PMMA)(三菱レーヨン製や住友化学製:Tg80〜114℃);オレフィン−マレイミド共重合体〔TI−160(東ソー社製)〕(Tg150℃以上)、パラアラミド(アラミカR:旭化成)(耐熱温度200℃)、フッ化ポリイミド(耐熱温度200℃以上)、ポリスチレン(Tg90℃)、ポリ塩化ビニル(Tg70〜80℃)、セルローストリアセテート(Tg107℃)等が挙げられる。   As a resin-made base material having translucency and heat resistance, polyethylene terephthalate film (Tg 79 ° C.), polyethylene naphthalate heat-resistant film (Tg 119 ° C.); ethylene trifluoride chloride resin [PCTFE: NEOFLON CTFE (manufactured by Daikin Industries, Ltd.) )] (Heat resistant temperature 150 ° C.), polyvinylidene fluoride [PVDF: Denka DX film (manufactured by Denki Kagaku Kogyo)]] (heat resistant temperature 150 ° C .: Tg 50 ° C.), polyvinyl fluoride (PVF: Tedlar PVF film (manufactured by DuPont) )] (Heat resistant temperature 100 ° C.) and other homopolymers, and tetrafluoroethylene-perfluorovinyl ether copolymer [PFA: neoflon: PFA film (manufactured by Daikin Industries) (heat resistant temperature 260 ° C.), tetrafluoroethylene- Hexafluoropropylene copolymer [FEP: Toyoflon Film FEP type (Toray Industries, Inc.)] (heat-resistant temperature 200 ° C.), tetrafluoroethylene-ethylene copolymer [ETFE: Tefzel ETFE film (DuPont) (heat-resistant temperature 150 ° C.), AFLEX film (Asahi Glass Co., Ltd .: Fluorine film such as copolymer such as Tg83 ° C.]; copolymerized aromatic polyester with divalent phenol such as aromatic dicarboxylic acid (for example, terephthalic acid / isophthalic acid) -bisphenol-A [PAR: casting Chemical Co., Ltd.) Elmec, heat-resistant temperature 290 ° C .: Tg 215 ° C.], [new PAR “MF series” (manufactured by Unitika), MF-2000, Tg 288 ° C.], etc .; polysulfone [PSF: Sumilite FS-1200 ( Manufactured by Sumitomo Bakelite Co., Ltd.)] (Tg 190 ° C), polyethersulfur (PES: Sumilite FS-5300 (Sumitomo Bakelite)) (Tg 223 ° C.) and other sulfur-containing polymer films; polycarbonate film [PC: Panlite (manufactured by Teijin Chemicals Ltd.)] (Tg 150 ° C.), [ITO film, buffer film, Laminated composite heat resistant PC film (manufactured by Teijin Ltd.) HT-60, Tg 205 ° C.]; amorphous polyolefin resin [APO (manufactured by Mitsui Chemicals), cycloolefin resin; ZEONOR: Nippon Zeon Co., Ltd. (Tg: 105- 163 ° C.)], functional norbornene resin [ARTON (Nippon Synthetic Rubber)] (heat-resistant temperature 164 ° C .: Tg 171 ° C.), polycyclohexene (PCHE: manufactured by Asahi Kasei) Tg 218 ° C .; polymethacrylate resin (PMMA) (manufactured by Mitsubishi Rayon) Yagumi Sumitomo Chemical Co., Ltd .: Tg 80-114 ° C); Olefin-maleimi Copolymer [TI-160 (manufactured by Tosoh Corporation)] (Tg 150 ° C. or higher), para-aramid (Aramika R: Asahi Kasei) (heat resistant temperature 200 ° C.), fluorinated polyimide (heat resistant temperature 200 ° C. or higher), polystyrene (Tg 90 ° C.) , Polyvinyl chloride (Tg 70 to 80 ° C.), cellulose triacetate (Tg 107 ° C.) and the like.

また、ポリカーボネートフィルムをガスバリア性耐溶剤性層で上下両面コートし、さらにその片面にITO導電膜を設けたLCD用複合フィルム(帝人(株)製:エレクリア、HT−60)等はそのまま基材フィルムとして使用可能である。   Also, a composite film for LCD (Teijin Limited: Eleclear, HT-60), etc., with a polycarbonate film coated on both upper and lower sides with a gas barrier solvent-resistant layer and further provided with an ITO conductive film on one side, is a base film. Can be used as

樹脂基材のガラス転移点Tgは65℃以上、好ましくは70℃以上、より好ましくは180℃以上、特に230℃以上で、その上限は特に規制するものではないが、通常350℃、特に300℃、さらには250℃程度である。また、耐熱温度ないし連続使用温度は80℃以上、好ましくは160℃以上、特に200℃以上が好ましく、その上限は高いほど好ましく、特に規制するものではないが、通常250℃程度である。しかし、素子のパッケージ保護部材(例えばラミネートフィルム用樹脂基材)としては80℃以上あれば使用可能である。樹脂基材の厚さは、目的・用途や、要求される強度、曲げ剛性等により適宜決められるが、保護部材として用いるときは、通常5〜150μm、好ましくは35〜135μmの範囲である。樹脂基材は一般には薄くなると、表面保護の効果が得難くなり、反対に500〜1000μm程度に厚くなると、一般にフレキシブル性、光の透過率が低下する傾向を示す。なお、例えばPES(住友ベークライト製の光学グレード、平滑処理FS−1300系)は50μm厚で可視光透過率が、ほぼ90%であり、カラーフィルターを視認直近の基板に設ける発光素子は、このレベルの光透過率で十分使用可能である。   The glass transition point Tg of the resin substrate is 65 ° C. or higher, preferably 70 ° C. or higher, more preferably 180 ° C. or higher, particularly 230 ° C. or higher, and the upper limit is not particularly restricted, but is usually 350 ° C., particularly 300 ° C. Furthermore, it is about 250 degreeC. Further, the heat-resistant temperature or the continuous use temperature is 80 ° C. or higher, preferably 160 ° C. or higher, particularly 200 ° C. or higher. The upper limit is preferably as high as possible and is not particularly restricted, but is usually about 250 ° C. However, the device can be used as a package protective member (for example, a resin base material for a laminate film) at 80 ° C. or higher. The thickness of the resin substrate is appropriately determined depending on the purpose / use, required strength, bending rigidity, etc., but when used as a protective member, it is usually in the range of 5 to 150 μm, preferably 35 to 135 μm. In general, when the resin substrate is thinned, it is difficult to obtain the effect of surface protection. On the contrary, when the resin substrate is thickened to about 500 to 1000 μm, the flexibility and light transmittance generally tend to be lowered. For example, PES (Sumitomo Bakelite optical grade, smoothed FS-1300 series) has a thickness of 50 μm and a visible light transmittance of approximately 90%. The light transmittance can be sufficiently used.

なお、透光性を有するとは、可視光領域(特に素子の発光波長領域)の光の60%、このましくは70%、より好ましくは80%以上を透過することをいう。   Note that having a light-transmitting property means that 60%, preferably 70%, more preferably 80% or more of light in the visible light region (particularly the light emission wavelength region of the element) is transmitted.

共有結合で連結されている有機−無機ハイブリッド樹脂層としては、例えば以下のものがある。   Examples of organic-inorganic hybrid resin layers connected by covalent bonds include the following.

(1)ウレタンアクリレート(1分子当たり平均15個のアクリロイル基含有)10gと、ペルヒドロポリシラザンのキシレン溶液(固形分20質量%、数平均分子量Mn≒1000)15gを加え、常温で1時間程度撹拌した組成物(ここで、ウレタンアクリレートは光重合開始剤として2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド:150mg、UV吸収剤として、2−ヒドロキシ−5−(2−アクリロイルオキシエチル)フェニルベンゾトリアゾール:1000mg、光安定剤として、ビス(1−オクチルオキシ−2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)セバネート:200mgを酢酸ブチル:30gに溶解した溶液よりなる)をドクターブレード等で数μm塗布し、溶剤乾燥後、高圧水銀灯を用い、3000mJ/cm、波長:300〜390nmで空気雰囲気中でUV照射して得られた透明硬化物。 (1) Add 10 g of urethane acrylate (containing 15 acryloyl groups on average per molecule) and 15 g of xylene solution of perhydropolysilazane (solid content 20 mass%, number average molecular weight Mn≈1000), and stir at room temperature for about 1 hour (Wherein urethane acrylate is 2,4,6-trimethylbenzoyldiphenylphosphine oxide: 150 mg as photopolymerization initiator, and 2-hydroxy-5- (2-acryloyloxyethyl) phenylbenzotriazole as UV absorber) : 1000 mg, as a light stabilizer, bis (1-octyloxy-2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl) sebanate: a solution obtained by dissolving 200 mg in butyl acetate: 30 g) with a doctor blade or the like Apply several μm, dry the solvent, use a high-pressure mercury lamp, 000mJ / cm 2, wavelength: transparent cured product obtained by UV irradiation in an air atmosphere at 300~390Nm.

(2)JSR(株)製、光学部品用UV/EB硬化型樹脂(Zシリーズ)系では、特に可視光波長と対比し、より小さい粒子径0.01μm(10nm)のSiO粒子に、感光性のアクリロイル基を導入したDesoliteZ7500シリーズ(Z7501、Z7503、KZ71714)等の有機/無機ハイブリッド材の有機溶媒含有タイプをスピンコートし、その塗膜を乾燥した後、1.0J/cmでUV硬化した樹脂層。 (2) In the UV / EB curable resin (Z series) system for optical parts manufactured by JSR Corporation, in particular, it is sensitive to SiO 2 particles having a smaller particle diameter of 0.01 μm (10 nm) as compared with the visible light wavelength. Spin-coating organic solvent-containing types of organic / inorganic hybrid materials such as Desolite Z7500 series (Z7501, Z7503, KZ71714) into which a functional acryloyl group was introduced, drying the coating film, and then UV curing at 1.0 J / cm 2 Resin layer.

(3)触媒化成工業(株)製、ジルコニアが修飾されたポリシルセスキオキサン(商品名:ZRS、一部Zr置換、SiO骨格の環構造側鎖に、R−、RO−基を有するラダー構造類似ポリマー)の熱硬化型有機−無機ハイブリッド樹脂。   (3) Polysilsesquioxane modified with zirconia (trade name: ZRS, partially Zr substituted, ladder having R- and RO- groups on the side chain of the ring structure of the SiO skeleton, manufactured by Catalyst Chemical Industry Co., Ltd. Thermosetting organic-inorganic hybrid resin of structurally similar polymer).

さらに、上記下地層(1)、(2)および(3)のいずれかを形成した後、酸素プラズマ処理を施すことにより、下地層がよりシリカ質に近いものとなり、上層のポリシラザン転化層を形成する際、両者界面の親和性改善によるカバレージも良好となり、下地層のパッシベーション性向上効果が上乗せされる。   Furthermore, after forming any one of the underlayers (1), (2) and (3), the underlayer is made more siliceous by performing oxygen plasma treatment, and an upper polysilazane conversion layer is formed. In this case, the coverage due to the improved affinity between the two interfaces is also improved, and the effect of improving the passivation of the underlayer is added.

極微粒子が高充填されている樹脂層としては、樹脂材料にアクリル性二重結合を有するUV/EB硬化、有機過酸化物熱硬化樹脂、エポキシ環の開環重合熱硬化樹脂、アルミニウムキレート化合物を縮合反応触媒としてアルコキシシリル基含有アクリル樹脂との共縮合樹脂、無黄変イソシアネート基含有ウレタンポリマーと、ヒドロキシアクリレート樹脂や、ポリエステル、ポリエーテル(系水酸基含有ポリオール)プレポリマーとの縮合透明ポリウレタン樹脂等の1種または2種以上を用いたものが好ましい。この樹脂中に高充填される極微粒子としては、SiO、Al、ZrO、Ce、SiO、SiO、Si等を挙げることができ、特にSiO微粒子、SiO微粒子等が好ましい。この極微粒子の平均1次粒径は、0.005〜1.0μm程度が好ましい。 As the resin layer highly filled with ultrafine particles, UV / EB curing having an acrylic double bond in the resin material, organic peroxide thermosetting resin, epoxy ring-opening polymerization thermosetting resin, aluminum chelate compound Condensation transparent polyurethane resin of co-condensation resin with alkoxysilyl group-containing acrylic resin as condensation reaction catalyst, non-yellowing isocyanate group-containing urethane polymer, hydroxy acrylate resin, polyester, polyether (system hydroxyl group-containing polyol) prepolymer, etc. Those using one or more of these are preferred. The electrode particles are highly filled to the resin, there may be mentioned SiO 2, Al 2 O 3, ZrO 2, Ce 2 O 3, SiO, SiO x N y, the Si 3 N 4, or the like, in particular SiO 2 Fine particles, SiO x N y fine particles, and the like are preferable. The average primary particle size of the ultrafine particles is preferably about 0.005 to 1.0 μm.

これらの下地層の膜厚は、0.05〜10μm程度が好ましい。   The film thickness of these underlayers is preferably about 0.05 to 10 μm.

本発明のシリカ膜は、オーバーコート層を用いることなく、直接カラーフィルター層、蛍光変換層等の上に形成することで、良好な平坦性を得ることができる。この場合、得られる表面粗さとしては、Rmaxが30nm以内である。   By forming the silica film of the present invention directly on a color filter layer, a fluorescence conversion layer or the like without using an overcoat layer, good flatness can be obtained. In this case, as the surface roughness obtained, Rmax is within 30 nm.

また、シリカ膜の発光光の透過率は、好ましくは60%以上、より好ましくは70%以上、特に80%以上であることが好ましい。透過率が低くなると、発光層からの発光自体が減衰され、発光素子として必要な輝度が得られなくなる傾向がある。   Further, the transmittance of the emitted light of the silica film is preferably 60% or more, more preferably 70% or more, and particularly preferably 80% or more. When the transmittance is low, the light emission itself from the light emitting layer is attenuated, and the luminance necessary for the light emitting element tends not to be obtained.

このほか、無機系の紫外線吸収性の微粒子(好ましくは酸化亜鉛(ZnO)微粒子)をシリカ膜中に含有させる場合は、これらが塗布液中に添加される。微粒子の大きさは、平均粒径で0.01〜0.5μmであることが好ましく、ポリシラザンの約25〜35vol%を含むことが好ましい。   In addition, when inorganic ultraviolet-absorbing fine particles (preferably zinc oxide (ZnO) fine particles) are contained in the silica film, these are added to the coating solution. The size of the fine particles is preferably 0.01 to 0.5 μm as an average particle size, and preferably contains about 25 to 35 vol% of polysilazane.

ZnOはCdS等の無機半導体粒子と異なり、無公害で、かつ有機物系と比較して、各環境下での耐久性が安定である。このほか、有機物系の紫外線吸収剤として好ましいものもあり、このようなものとしては、反応型紫外線吸収剤とポリマーとを組合せたポリマー型のものが好ましい。   Unlike inorganic semiconductor particles such as CdS, ZnO is non-polluting and stable in each environment as compared with organic materials. In addition, some are preferable as an organic ultraviolet absorber, and as such a polymer, a combination of a reactive ultraviolet absorber and a polymer is preferable.

[有機発光素子]
発光素子構造体として好ましい有機発光構造体は、通常、第1の電極であるITO等のホール注入電極(陽電極)と、ホール注入輸送層、発光層、電子注入輸送層等の有機層、および電子注入電極(陰電極)が順次積層された構造となっている。また、その下地として、カラーフィルター層、蛍光変換層、オーバーコート層を有していてもよい。
[Organic light emitting device]
A preferred organic light emitting structure as the light emitting element structure is usually a hole injection electrode (positive electrode) such as ITO as the first electrode, an organic layer such as a hole injection transport layer, a light emitting layer, an electron injection transport layer, and the like. An electron injection electrode (cathode) is sequentially stacked. Moreover, you may have a color filter layer, a fluorescence conversion layer, and an overcoat layer as the foundation | substrate.

カラーフィルター層には、液晶ディスプレイ等で用いられているカラーフィルターを用いればよいが、有機発光素子の発光する光に合わせてカラーフィルターの特性を調整し、取り出し効率・色純度を最適化すればよい。このときカットする光は、緑の場合560nm以上の波長の光および480nm以下の波長の光であり、青の場合490nm以上の波長の光であり、赤の場合580nm以下の波長の光である。このようなカラーフィルターを用いて、NTSC標準、あるいは現行のCRTの色度座標に調整することが好ましい。このような色度座標は、一般的な色度座標測定器、例えばトプコン社製のBM−7、SR−1等を用いて測定できる。カラーフィルター層の厚さは0.5〜20μm程度とすればよい。   The color filter layer may be a color filter used in a liquid crystal display or the like, but if the characteristics of the color filter are adjusted according to the light emitted from the organic light emitting device to optimize the extraction efficiency and color purity. Good. The light to be cut at this time is light having a wavelength of 560 nm or more and light having a wavelength of 480 nm or less in the case of green, light having a wavelength of 490 nm or more in the case of blue, and light having a wavelength of 580 nm or less in the case of red. It is preferable to adjust the chromaticity coordinates of the NTSC standard or the current CRT using such a color filter. Such chromaticity coordinates can be measured using a general chromaticity coordinate measuring instrument such as BM-7, SR-1 manufactured by Topcon Corporation. The thickness of the color filter layer may be about 0.5 to 20 μm.

また、誘電体多層膜のような光学薄膜を用いてカラーフィルターの代わりにしてもよい。   Further, an optical thin film such as a dielectric multilayer film may be used instead of the color filter.

蛍光変換層は、発光素子の光を吸収し、蛍光変換層中の蛍光体から光を放出させることで、発光色の色変換を行うものである。組成としては、バインダー、蛍光材料、光吸収材料の三つから形成される。   The fluorescence conversion layer absorbs light from the light emitting element and emits light from the phosphor in the fluorescence conversion layer, thereby performing color conversion of the emission color. The composition is formed from three of a binder, a fluorescent material, and a light absorbing material.

蛍光材料は、基本的には蛍光量子収率が高いものを用いればよく、発光波長域に吸収が強いことが好ましい。具体的には、蛍光スペクトルの発光極大波長λmaxが580〜630nmである蛍光物質が好ましい。実際には、レーザー用色素などが適しており、ローダミン系化合物、ペリレン系化合物、シアニン系化合物、フタロシアニン系化合物(サブフタロシアニン等も含む)、ナフタロイミド系化合物、縮合環炭化水素系化合物、縮合複素環系化合物、スチリル系化合物等を用いればよい。   Basically, a fluorescent material having a high fluorescence quantum yield may be used, and it is preferable that the fluorescent material has strong absorption in the emission wavelength region. Specifically, a fluorescent material having an emission maximum wavelength λmax of the fluorescence spectrum of 580 to 630 nm is preferable. In practice, laser dyes are suitable, such as rhodamine compounds, perylene compounds, cyanine compounds, phthalocyanine compounds (including subphthalocyanines), naphthalimide compounds, condensed ring hydrocarbon compounds, condensed heterocyclic rings. A compound, a styryl compound, or the like may be used.

バインダーは、基本的には蛍光を消光しないような材料を選べばよく、フォトリソグラフィー、印刷等で微細なパターニングができるようなものが好ましい。また、陽電極であるITO、IZOの成膜時にダメージを受けないような材料が好ましい。   Basically, a material that does not quench fluorescence can be selected as the binder, and a binder that can be finely patterned by photolithography, printing, or the like is preferable. Further, a material that is not damaged during the film formation of the positive electrode ITO or IZO is preferable.

光吸収材料は、蛍光材料の光吸収が足りない場合に用いるが、必要のない場合は用いなくてもよい。光吸収材料は、蛍光材料の蛍光を消光しないような材料を選べばよい。   The light absorbing material is used when the light absorption of the fluorescent material is insufficient, but may not be used when not necessary. As the light absorbing material, a material that does not quench the fluorescence of the fluorescent material may be selected.

このような蛍光変換フィルター層を用いることによって、CIE色度座標において好ましいx、y値が得られる。また、蛍光変換フィルター層の厚さは0.5〜20μm程度とすればよい。   By using such a fluorescence conversion filter layer, preferable x and y values can be obtained in the CIE chromaticity coordinates. The thickness of the fluorescence conversion filter layer may be about 0.5 to 20 μm.

オーバーコート層は、本発明では特に設ける必要はなく、直接カラーフィルター層、蛍光変換層上にシリカ膜を形成することにより、オーバーコート層の機能を兼用することができる。必要によりオーバーコート層を設ける場合、熱硬化型樹脂または紫外線硬化型樹脂が好ましく、特に熱硬化型樹脂が硬化の際の熱によって有機層表面がより平坦化されるので好ましい。中でも、ポリシルセスキオキサン樹脂(ラダーシリコン樹脂)、アクリル樹脂が特に好ましい。樹脂は一種を用いても、二種以上を併用してもかまわない。オーバーコート層は、通常、基板、蛍光変換層および/またはカラーフィルター層上に塗布し、熱硬化または紫外線硬化して成膜する。通常の熱硬化型樹脂の硬化温度は140〜180℃程度である。紫外線硬化型樹脂の場合、通常、積算光量が1000〜10000mJとなるようにUV光を照射する。   The overcoat layer is not particularly required in the present invention, and the function of the overcoat layer can be shared by directly forming a silica film on the color filter layer and the fluorescence conversion layer. When an overcoat layer is provided if necessary, a thermosetting resin or an ultraviolet curable resin is preferable, and the thermosetting resin is particularly preferable because the surface of the organic layer is further flattened by heat during curing. Among these, polysilsesquioxane resin (ladder silicon resin) and acrylic resin are particularly preferable. One kind of resin may be used, or two or more kinds of resins may be used in combination. The overcoat layer is usually applied on a substrate, a fluorescence conversion layer and / or a color filter layer, and is formed by thermal curing or ultraviolet curing. The curing temperature of a normal thermosetting resin is about 140 to 180 ° C. In the case of an ultraviolet curable resin, the UV light is usually irradiated so that the integrated light quantity is 1000 to 10,000 mJ.

また、液晶表示用カラーフィルターを転用する場合、その表面の粗さがAFMで測定してRmaxが30nm以下で、単発的であっても30nmを大きく超える様な凹凸欠陥は、僅かでも存在してはならない。そのような大きな突起を生じないように、先に述べてきた1μm以上の厚さの表面平坦化オーバーコート層を設けることも、“ブラックスポット”、“ショート”等画質劣化対策上有効である。   Also, when diverting a color filter for liquid crystal display, the roughness of the surface is measured by AFM and Rmax is 30 nm or less, and even if it is a single shot, there is even a slight irregularity defect that greatly exceeds 30 nm. Must not. Providing the above-described surface flattening overcoat layer having a thickness of 1 μm or more so as not to cause such large protrusions is also effective in taking measures against image quality degradation such as “black spot” and “short”.

次に、本発明の発光素子として好ましい有機発光構造体について説明する。有機発光構造体は、図1に示したように、通常シリカ膜上に積層される。その構成の一例を示すと、透明電極である陽電極、ホール注入輸送層、発光層、電子注入輸送層、陰電極が順次積層された構造となっている。   Next, an organic light emitting structure preferable as the light emitting device of the present invention will be described. As shown in FIG. 1, the organic light emitting structure is usually laminated on a silica film. An example of the configuration is a structure in which a positive electrode, a hole injecting and transporting layer, a light emitting layer, an electron injecting and transporting layer, and a negative electrode, which are transparent electrodes, are sequentially stacked.

本発明の有機発光構造体は、上記例に限らず、種々の構成とすることができ、例えば、電子注入・輸送層を省略し、あるいは発光層と一体としたり、ホール注入輸送層と発光層とを混合してもよい。また、発光層は2層以上あってもよい。   The organic light-emitting structure of the present invention is not limited to the above example, and can have various configurations. For example, the electron injection / transport layer is omitted or integrated with the light-emitting layer, or the hole injection / transport layer and the light-emitting layer And may be mixed. Further, there may be two or more light emitting layers.

陰電極および陽電極は蒸着法やスパッタ法等により、発光層等の有機物層は真空蒸着等により成膜することができる。これらの膜は、それぞれ、必要に応じてマスク蒸着、または、膜形成後にエッチングするなどの方法でパターニングでき、これによって、所望の発光パターンを得ることができる。   The negative electrode and the positive electrode can be formed by vapor deposition or sputtering, and the organic layer such as the light-emitting layer can be formed by vacuum vapor deposition or the like. Each of these films can be patterned by a method such as mask vapor deposition or etching after film formation, if necessary, whereby a desired light emission pattern can be obtained.

次に、本発明の有機発光素子に設けられる有機物層について述べる。   Next, the organic material layer provided in the organic light emitting device of the present invention will be described.

この有機層には発光層が含まれる。発光層は、少なくとも発光機能に関与する1種類、または2種類以上の有機化合物薄膜の積層膜からなる。   This organic layer includes a light emitting layer. A light emitting layer consists of a laminated film of at least one kind of organic compound thin film involved in the light emitting function.

発光層は、ホール(正孔)および電子の注入機能、それらの輸送機能、ホールと電子の再結合により励起子を生成させる機能を有する。発光層には、比較的電子的にニュートラルな化合物を用いることで、電子とホールを容易かつバランスよく注入・輸送することができる。   The light emitting layer has a hole (hole) and electron injection function, a transport function thereof, and a function of generating excitons by recombination of holes and electrons. By using a relatively electronically neutral compound for the light emitting layer, electrons and holes can be injected and transported easily and in a balanced manner.

発光層は、必要により、狭義の発光層の他、さらにホール注入輸送層、電子注入輸送層等を有していても良い。   If necessary, the light emitting layer may further include a hole injecting and transporting layer, an electron injecting and transporting layer, etc. in addition to the narrowly defined light emitting layer.

ホール注入輸送層は、ホール注入電極からのホールの注入を容易にする機能、ホールを安定に輸送する機能および電子を妨げる機能を有するものであり、電子注入輸送層は、電子注入電極からの電子の注入を容易にする機能、電子を安定に輸送する機能およびホールを妨げる機能を有するものである。これらの層は、発光層に注入されるホールや電子を増大・閉じこめさせ、再結合領域を最適化させ、発光効率を改善する。   The hole injecting and transporting layer has a function of facilitating the injection of holes from the hole injecting electrode, a function of stably transporting holes, and a function of blocking electrons. The electron injecting and transporting layer is composed of electrons from the electron injecting electrode. It has a function of facilitating the injection of electrons, a function of stably transporting electrons, and a function of blocking holes. These layers increase and confine holes and electrons injected into the light emitting layer, optimize the recombination region, and improve the light emission efficiency.

発光層の厚さ、ホール注入輸送層の厚さおよび電子注入輸送層の厚さは、特に制限されるものではなく、形成方法によっても異なるが、通常5〜500nm程度、特に10〜300nmとすることが好ましい。   The thickness of the light emitting layer, the thickness of the hole injecting and transporting layer, and the thickness of the electron injecting and transporting layer are not particularly limited and vary depending on the forming method, but are usually about 5 to 500 nm, particularly 10 to 300 nm. It is preferable.

ホール注入輸送層の厚さおよび電子注入輸送層の厚さは、再結合・発光領域の設計によるが、発光層の厚さと同程度または1/10〜10倍程度とすればよい。ホール/電子の注入層と輸送層とを分ける場合は、注入層は1nm以上、輸送層は1nm以上とするのが好ましい。このときの注入層、輸送層の厚さの上限は、通常、注入層で500nm程度、輸送層で500nm程度である。このような膜厚については、注入輸送層を2層設けるときも同じである。   The thickness of the hole injecting and transporting layer and the thickness of the electron injecting and transporting layer may be the same as the thickness of the light emitting layer or about 1/10 to 10 times depending on the design of the recombination / light emitting region. When the hole / electron injection layer and the transport layer are separated, the injection layer is preferably 1 nm or more, and the transport layer is preferably 1 nm or more. The upper limit of the thickness of the injection layer and the transport layer at this time is usually about 500 nm for the injection layer and about 500 nm for the transport layer. Such a film thickness is the same when two injection transport layers are provided.

有機発光素子の発光層には、発光機能を有する化合物である蛍光性物質を含有させる。このような蛍光性物質としては、例えば、特開昭63−264692号公報に開示されているような化合物、例えばキナクリドン、ルブレン、スチリル系色素等の化合物から選択される少なくとも1種が挙げられる。また、トリス(8−キノリノラト)アルミニウム等の8−キノリノールまたはその誘導体を配位子とする金属錯体色素などのキノリン誘導体、テトラフェニルブタジエン、アントラセン、ペリレン、コロネン、12−フタロペリノン誘導体等が挙げられる。さらには、特開平8−12600号公報に記載のフェニルアントラセン誘導体、特開平8−12969号公報に記載のテトラアリールエテン誘導体等を用いることができる。   The light emitting layer of the organic light emitting element contains a fluorescent material which is a compound having a light emitting function. Examples of such a fluorescent substance include at least one selected from compounds such as those disclosed in JP-A 63-264692, such as quinacridone, rubrene, and styryl dyes. In addition, quinoline derivatives such as metal complex dyes having 8-quinolinol or a derivative thereof such as tris (8-quinolinolato) aluminum as a ligand, tetraphenylbutadiene, anthracene, perylene, coronene, 12-phthaloperinone derivatives, and the like can be given. Further, phenylanthracene derivatives described in JP-A-8-12600, tetraarylethene derivatives described in JP-A-8-12969, and the like can be used.

また、それ自体で発光が可能なホスト物質と組み合わせて使用することも好ましく、ドーパントとしての使用も好ましい。このような場合の発光層における化合物の含有量は0.01〜10体積%、さらには0.1〜5体積%であることが好ましい。特にルブレン系では、0.01〜20体積%が好ましい。ホスト物質と組み合わせて使用することによって、ホスト物質の発光波長特性を変化させることができ、長波長に移行した発光が可能になるとともに、素子の発光効率や安定性が向上する。   Moreover, it is also preferable to use it in combination with a host substance that can emit light by itself, and it is also preferable to use it as a dopant. In such a case, the content of the compound in the light emitting layer is preferably 0.01 to 10% by volume, more preferably 0.1 to 5% by volume. Particularly in the case of rubrene, 0.01 to 20% by volume is preferable. When used in combination with a host material, the emission wavelength characteristic of the host material can be changed, light emission shifted to a longer wavelength can be achieved, and the light emission efficiency and stability of the device can be improved.

ホスト物質としては、キノリノラト錯体が好ましく、さらには8−キノリノールまたはその誘導体を配位子とするアルミニウム錯体が好ましい。このようなアルミニウム錯体としては、特開昭63−264692号、特開平3−255190号、特開平5−70773号、特開平5−258859号、特開平6−215874号等に開示されているものを挙げることができる。   As the host substance, a quinolinolato complex is preferable, and an aluminum complex having 8-quinolinol or a derivative thereof as a ligand is more preferable. Examples of such aluminum complexes are those disclosed in JP-A 63-264692, JP-A 3-255190, JP-A 5-70773, JP-A-5-258859, JP-A 6-215874, and the like. Can be mentioned.

具体的には、まず、トリス(8−キノリノラト)アルミニウム、ビス(8−キノリノラト)マグネシウム、ビス(ベンゾ{f}−8−キノリノラト)亜鉛、ビス(2−メチル−8−キノリノラト)アルミニウムオキシド、トリス(8−キノリノラト)インジウム、トリス(5−メチル−8−キノリノラト)アルミニウム、8−キノリノラトリチウム、トリス(5−クロロ−8−キノリノラト)ガリウム、ビス(5−クロロ−8−キノリノラト)カルシウム、5,7−ジクロル−8−キノリノラトアルミニウム、トリス(5,7−ジブロモ−8−ヒドロキシキノリノラト)アルミニウム、ポリ[亜鉛(II)−ビス(8−ヒドロキシ−5−キノリニル)メタン]等がある。   Specifically, first, tris (8-quinolinolato) aluminum, bis (8-quinolinolato) magnesium, bis (benzo {f} -8-quinolinolato) zinc, bis (2-methyl-8-quinolinolato) aluminum oxide, tris (8-quinolinolato) indium, tris (5-methyl-8-quinolinolato) aluminum, 8-quinolinolatolithium, tris (5-chloro-8-quinolinolato) gallium, bis (5-chloro-8-quinolinolato) calcium, 5,7-dichloro-8-quinolinolato aluminum, tris (5,7-dibromo-8-hydroxyquinolinolato) aluminum, poly [zinc (II) -bis (8-hydroxy-5-quinolinyl) methane], etc. There is.

また、8−キノリノールまたはその誘導体のほかに他の配位子を有するアルミニウム錯体であってもよく、このようなものとしては、ビス(2−メチル−8−キノリノラト)(フェノラト)アルミニウム(III)、ビス(2−メチル−8−キノリノラト)(オルト−クレゾラト)アルミニウム(III)、ビス(2−メチル−8−キノリノラト)(メタ−クレゾラト)アルミニウム(III)、ビス(2−メチル−8−キノリノラト)(パラ−クレゾラト)アルミニウム(III)、ビス(2−メチル−8−キノリノラト)(オルト−フェニルフェノラト)アルミニウム(III)、ビス(2−メチル−8−キノリノラト)(メタ−フェニルフェノラト)アルミニウム(III)、ビス(2−メチル−8−キノリノラト)(パラ−フェニルフェノラト)アルミニウム(III)、ビス(2−メチル−8−キノリノラト)(2,3−ジメチルフェノラト)アルミニウム(III)、ビス(2−メチル−8−キノリノラト)(2,6−ジメチルフェノラト)アルミニウム(III)、ビス(2−メチル−8−キノリノラト)(3,4−ジメチルフェノラト)アルミニウム(III)、ビス(2−メチル−8−キノリノラト)(3,5−ジメチルフェノラト)アルミニウム(III)、ビス(2−メチル−8−キノリノラト)(3,5−ジ−tert−ブチルフェノラト)アルミニウム(III)、ビス(2−メチル−8−キノリノラト)(2,6−ジフェニルフェノラト)アルミニウム(III)、ビス(2−メチル−8−キノリノラト)(2,4,6−トリフェニルフェノラト)アルミニウム(III)、ビス(2−メチル−8−キノリノラト)(2,3,6−トリメチルフェノラト)アルミニウム(III)、ビス(2−メチル−8−キノリノラト)(2,3,5,6−テトラメチルフェノラト)アルミニウム(III)、ビス(2−メチル−8−キノリノラト)(1−ナフトラト)アルミニウム(III)、ビス(2−メチル−8−キノリノラト)(2−ナフトラト)アルミニウム(III)、ビス(2,4−ジメチル−8−キノリノラト)(オルト−フェニルフェノラト)アルミニウム(III)、ビス(2,4−ジメチル−8−キノリノラト)(パラ−フェニルフェノラト)アルミニウム(III)、ビス(2,4−ジメチル−8−キノリノラト)(メタ−フェニルフェノラト)アルミニウム(III)、ビス(2,4−ジメチル−8−キノリノラト)(3,5−ジメチルフェノラト)アルミニウム(III)、ビス(2,4−ジメチル−8−キノリノラト)(3,5−ジ−tert−ブチルフェノラト)アルミニウム(III)、ビス(2−メチル−4−エチル−8−キノリノラト)(パラ−クレゾラト)アルミニウム(III)、ビス(2−メチル−4−メトキシ−8−キノリノラト)(パラ−フェニルフェノラト)アルミニウム(III)、ビス(2−メチル−5−シアノ−8−キノリノラト)(オルト−クレゾラト)アルミニウム(III)、ビス(2−メチル−6−トリフルオロメチル−8−キノリノラト)(2−ナフトラト)アルミニウム(III)等がある。   Further, in addition to 8-quinolinol or a derivative thereof, an aluminum complex having another ligand may be used, and examples thereof include bis (2-methyl-8-quinolinolato) (phenolato) aluminum (III). Bis (2-methyl-8-quinolinolato) (ortho-cresolato) aluminum (III), bis (2-methyl-8-quinolinolato) (meta-cresolato) aluminum (III), bis (2-methyl-8-quinolinolato) ) (Para-cresolato) aluminum (III), bis (2-methyl-8-quinolinolato) (ortho-phenylphenolato) aluminum (III), bis (2-methyl-8-quinolinolato) (meta-phenylphenolato) Aluminum (III), bis (2-methyl-8-quinolinolato) (para-phenylphenolato) aluminum III), bis (2-methyl-8-quinolinolato) (2,3-dimethylphenolato) aluminum (III), bis (2-methyl-8-quinolinolato) (2,6-dimethylphenolato) aluminum (III) Bis (2-methyl-8-quinolinolato) (3,4-dimethylphenolato) aluminum (III), bis (2-methyl-8-quinolinolato) (3,5-dimethylphenolato) aluminum (III), bis (2-Methyl-8-quinolinolato) (3,5-di-tert-butylphenolato) aluminum (III), bis (2-methyl-8-quinolinolato) (2,6-diphenylphenolato) aluminum (III) Bis (2-methyl-8-quinolinolato) (2,4,6-triphenylphenolato) aluminum (III), bis (2-methyl-8-quinolinolato) (2,3,6-trimethylphenolato) aluminum (III), bis (2-methyl-8-quinolinolato) (2,3,5,6-tetramethylphenolato) aluminum (III), bis (2-methyl) -8-quinolinolato) (1-naphtholato) aluminum (III), bis (2-methyl-8-quinolinolato) (2-naphtholato) aluminum (III), bis (2,4-dimethyl-8-quinolinolato) (ortho- Phenylphenolato) aluminum (III), bis (2,4-dimethyl-8-quinolinolato) (para-phenylphenolato) aluminum (III), bis (2,4-dimethyl-8-quinolinolato) (meta-phenylphenol) Lato) aluminum (III), bis (2,4-dimethyl-8-quinolinolato) (3,5-dimethylphenolato) aluminum (III), Bis (2,4-dimethyl-8-quinolinolato) (3,5-di-tert-butylphenolato) aluminum (III), bis (2-methyl-4-ethyl-8-quinolinolato) (para-cresolato) aluminum (III), bis (2-methyl-4-methoxy-8-quinolinolato) (para-phenylphenolato) aluminum (III), bis (2-methyl-5-cyano-8-quinolinolato) (ortho-cresolato) aluminum (III), bis (2-methyl-6-trifluoromethyl-8-quinolinolato) (2-naphtholato) aluminum (III), and the like.

このほかのホスト物質としては、特開平8−12600号公報に記載のフェニルアントラセン誘導体や特開平8−12969号公報に記載のテトラアリールエテン誘導体なども好ましい。   As other host materials, phenylanthracene derivatives described in JP-A-8-12600, tetraarylethene derivatives described in JP-A-8-12969, and the like are also preferable.

発光層は電子輸送層を兼ねたものであってもよく、このような場合はトリス(8−キノリノラト)アルミニウム等を使用することが好ましい。これらの蛍光性物質を蒸着すればよい。   The light emitting layer may also serve as an electron transport layer. In such a case, it is preferable to use tris (8-quinolinolato) aluminum or the like. What is necessary is just to vapor-deposit these fluorescent substances.

また、発光層は、必要に応じて、少なくとも1種のホール注入輸送性化合物と少なくとも1種の電子注入輸送性化合物との混合層とすることも好ましく、さらにはこの混合層中にドーパントを含有させることが好ましい。このような混合層における化合物の含有量は、0.01〜20体積%、さらには0.1〜15体積%とすることが好ましい。   The light emitting layer is preferably a mixed layer of at least one hole injecting / transporting compound and at least one electron injecting / transporting compound, if necessary, and further contains a dopant in the mixed layer. It is preferable to make it. The content of the compound in such a mixed layer is preferably 0.01 to 20% by volume, more preferably 0.1 to 15% by volume.

混合層では、キャリアのホッピング伝導パスができるため、各キャリアは極性的に有利な物質中を移動し、逆の極性のキャリア注入は起こりにくくなるため、有機化合物がダメージを受けにくくなり、素子寿命がのびるという利点がある。また、前述のドーパントをこのような混合層に含有させることにより、混合層自体のもつ発光波長特性を変化させることができ、発光波長を長波長に移行させることができるとともに、発光強度を高め、素子の安定性を向上させることもできる。   In the mixed layer, a carrier hopping conduction path can be formed, so that each carrier moves in a polar advantageous substance, and carrier injection of the opposite polarity is less likely to occur. There is an advantage of extending. Moreover, by including the above-mentioned dopant in such a mixed layer, the emission wavelength characteristic of the mixed layer itself can be changed, the emission wavelength can be shifted to a long wavelength, and the emission intensity is increased. The stability of the element can also be improved.

混合層に用いられるホール注入輸送性化合物および電子注入輸送性化合物は、各々、後述のホール注入輸送性化合物および電子注入輸送性化合物の中から選択すればよい。   The hole injecting / transporting compound and the electron injecting / transporting compound used in the mixed layer may be selected from the hole injecting / transporting compound and the electron injecting / transporting compound described below, respectively.

電子注入輸送性の化合物としては、キノリン誘導体、さらには8−キノリノールないしその誘導体を配位子とする金属錯体、特にトリス(8−キノリノラト)アルミニウム(Alq)を用いることが好ましい。また、上記のフェニルアントラセン誘導体、テトラアリールエテン誘導体を用いるのも好ましい。 As the electron injecting and transporting compound, it is preferable to use a quinoline derivative, a metal complex having 8-quinolinol or a derivative thereof as a ligand, particularly tris (8-quinolinolato) aluminum (Alq 3 ). Moreover, it is also preferable to use the above phenylanthracene derivatives and tetraarylethene derivatives.

ホール注入輸送層用の化合物としては、強い蛍光を持ったアミン誘導体、例えばトリフェニルジアミン誘導体、さらにはスチリルアミン誘導体、芳香族縮合環を持つアミン誘導体を用いるのが好ましい。   As the compound for the hole injecting and transporting layer, it is preferable to use amine derivatives having strong fluorescence, such as triphenyldiamine derivatives, styrylamine derivatives, and amine derivatives having an aromatic condensed ring.

この場合の混合比は、それぞれのキャリア移動度とキャリア濃度によるが、一般的には、ホール注入輸送性化合物/電子注入輸送性化合物の質量比が、1/99〜99/1、さらに好ましくは10/90〜90/10、特に好ましくは20/80〜80/20程度となるようにすることが好ましい。   The mixing ratio in this case depends on the carrier mobility and carrier concentration of each, but generally the mass ratio of hole injecting / transporting compound / electron injecting / transporting compound is 1/99 to 99/1, more preferably It is preferable to be about 10/90 to 90/10, particularly preferably about 20/80 to 80/20.

また、混合層の厚さは、分子層一層に相当する厚み以上で、有機化合物層の膜厚未満とすることが好ましい。具体的には1〜100nmとすることが好ましく、さらには5〜60nm、特には5〜50nmとすることが好ましい。   In addition, the thickness of the mixed layer is preferably equal to or greater than the thickness corresponding to one molecular layer and less than the thickness of the organic compound layer. Specifically, the thickness is preferably 1 to 100 nm, more preferably 5 to 60 nm, and particularly preferably 5 to 50 nm.

また、混合層の形成方法としては、異なる蒸着源より蒸発させる共蒸着が好ましいが、蒸気圧(蒸発温度)が同程度あるいは非常に近い場合には、予め同じ蒸着ボード内で混合させておき、蒸着することもできる。混合層は化合物同士が均一に混合している方が好ましいが、場合によっては、化合物が島状に存在するものであってもよい。発光層は、一般的には、有機蛍光物質を蒸着するか、あるいは、樹脂バインダー中に分散させてコーティングすることにより、発光層を所定の厚さに形成する。   In addition, as a method for forming the mixed layer, co-evaporation is preferably performed by evaporating from different evaporation sources, but when the vapor pressure (evaporation temperature) is the same or very close, the mixture is previously mixed in the same evaporation board, It can also be deposited. In the mixed layer, it is preferable that the compounds are uniformly mixed, but in some cases, the compounds may be present in an island shape. In general, the light emitting layer is formed to have a predetermined thickness by depositing an organic fluorescent material or coating the light emitting layer by dispersing it in a resin binder.

ホール注入輸送性化合物としては、例えば、特開昭63−295695号公報、特開平2−191694号公報、特開平3−792号公報、特開平5−234681号公報、特開平5−239455号公報、特開平5−299174号公報、特開平7−126225号公報、特開平7−126226号公報、特開平8−100172号公報、EP0650955A1等に記載されている各種有機化合物を用いることができる。例えば、テトラアリールベンジシン化合物(トリアリールジアミンないしトリフェニルジアミン:TPD)、芳香族三級アミン、ヒドラゾン誘導体、カルバゾール誘導体、トリアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、アミノ基を有するオキサジアゾール誘導体、ポリチオフェン等である。これらの化合物は、1種のみを用いても、2種以上を併用してもよい。2種以上を併用するときは、別層にして積層したり、混合したりすればよい。   Examples of the hole injecting and transporting compound include JP-A 63-295695, JP-A 2-191694, JP-A 3-792, JP-A-5-234681, and JP-A-5-239455. Various organic compounds described in JP-A-5-299174, JP-A-7-126225, JP-A-7-126226, JP-A-8-100192, EP0650955A1, and the like can be used. For example, tetraarylbenzidine compounds (triaryldiamine or triphenyldiamine: TPD), aromatic tertiary amines, hydrazone derivatives, carbazole derivatives, triazole derivatives, imidazole derivatives, oxadiazole derivatives having amino groups, polythiophenes, etc. . These compounds may be used alone or in combination of two or more. When two or more types are used in combination, they may be laminated as separate layers or mixed.

電子注入輸送性化合物は、トリス(8−キノリノラト)アルミニウム(Alq)等の8−キノリノールまたはその誘導体を配位子とする有機金属錯体などのキノリン誘導体、オキサジアゾール誘導体、ペリレン誘導体、ピリジン誘導体、ピリミジン誘導体、キノキサリン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、ニトロ置換フルオレン誘導体等を用いることができる。 Electron injecting and transporting compounds include quinoline derivatives, oxadiazole derivatives, perylene derivatives, pyridine derivatives, such as organometallic complexes having 8-quinolinol or a derivative thereof such as tris (8-quinolinolato) aluminum (Alq 3 ) as a ligand. Pyrimidine derivatives, quinoxaline derivatives, diphenylquinone derivatives, nitro-substituted fluorene derivatives, and the like can be used.

発光層およびホール注入輸送層、電子注入輸送層の形成には、均質な薄膜が形成できることから、真空蒸着法を用いることが好ましい。真空蒸着法を用いた場合、アモルファス状態または結晶粒径が0.2μm以下の均質な薄膜が得られる。結晶粒径が0.2μmを超えていると、不均一な発光となり、素子の駆動電圧を高くしなければならなくなり、電荷の注入効率も著しく低下する。   For the formation of the light emitting layer, the hole injecting and transporting layer, and the electron injecting and transporting layer, it is preferable to use a vacuum deposition method because a homogeneous thin film can be formed. When the vacuum deposition method is used, a homogeneous thin film having an amorphous state or a crystal grain size of 0.2 μm or less can be obtained. If the crystal grain size exceeds 0.2 μm, non-uniform light emission occurs, the drive voltage of the element must be increased, and the charge injection efficiency is also significantly reduced.

真空蒸着の条件は特に限定されないが、10−4Pa以下の真空度とし、蒸着速度は0.01〜1nm/sec程度とすることが好ましい。また、真空中で連続して各層を形成することが好ましい。真空中で連続して形成すれば、各層の界面に不純物が吸着することを防げるため、高特性が得られる。また、素子の駆動電圧を低くしたり、ダークスポットの発生・成長を抑制したりすることができる。 Although the conditions of vacuum deposition are not specifically limited, It is preferable to set it as the vacuum degree of 10 < -4 > Pa or less, and a vapor deposition rate to be about 0.01-1 nm / sec. Moreover, it is preferable to form each layer continuously in a vacuum. If formed continuously in a vacuum, impurities can be prevented from adsorbing to the interface of each layer, so that high characteristics can be obtained. Further, the driving voltage of the element can be lowered, and the generation / growth of dark spots can be suppressed.

これら各層の形成に真空蒸着法を用いる場合において、1層に複数の化合物を含有させる場合、化合物を入れた各ボートを個別に温度制御して共蒸着することが好ましい。   In the case of using a vacuum deposition method for forming each of these layers, when a plurality of compounds are contained in one layer, it is preferable to co-deposit each boat containing the compounds by individually controlling the temperature.

本発明においては、各有機層を塗布法により形成してもよい。有機層を塗布法により形成することにより、より簡単に素子を形成することができ、生産効率の向上と、素子の低価格化を図ることができる。特にマイクログラビア方式等を用い、膜厚が薄く約30〜100nmのR,G,B各発光層を100μm幅程度のストライプ状に100μmピッチで塗り分け、基材も前述のフレキシブルバリアー性フィルムを用いて、ロール トゥ ロールで印刷するために精密な塗工精度制御を用いる方法が好ましい。   In the present invention, each organic layer may be formed by a coating method. By forming the organic layer by a coating method, the element can be formed more easily, and the production efficiency can be improved and the price of the element can be reduced. In particular, using a microgravure method, etc., each light emitting layer having a thin film thickness of about 30 to 100 nm is separately coated in a stripe shape of about 100 μm width at a pitch of 100 μm, and the above-mentioned flexible barrier film is used as a substrate Thus, a method using precise coating accuracy control for printing roll-to-roll is preferable.

発光層に用いられる有機発光用の公知の高分子発光材料としては、例えば、ポリチオフェン誘導体、ポリフェニレン誘導体、ポリフェニレンビニレン誘導体、ポリフルオレン誘導体等の高分子化合物等を挙げることができ、より具体的にはポリ(2−デシルオキシ−1,4−フェニレン)(DO−PPP)、ポリ[2,5−ビス[2−(N,N,N−トリエチルアンモニウム)エトキシ]−1,4−フェニレン−アルト−1,4−フェニレン]ジブロマイド(PPP−NEt3+)、ポリ[2−(2′−エチルヘキシルオキシ)−5−メトキシ−1,4−フェニレンビニレン](MEH−PPV)、ポリ(5−メトキシ−(2−プロパノキシサルフォニド)−1,4−フェニレンビニレン)(MPS−PPV)、ポリ[2,5−ビス(ヘキシルオキシ−1,4−フェニレン)−(1−シアノビニレン)](CN−PPV)、ポリ[2−(2′−エチルヘキシルオキシ)−5−メトキシ−1,4−フェニレン−(1−シアノビニレン)](MEH−CN−PPV)及び、ポリ(ジオクチルフルオレン)(PDF)等が挙げられる。   Examples of known polymer light-emitting materials for organic light-emitting used in the light-emitting layer include polymer compounds such as polythiophene derivatives, polyphenylene derivatives, polyphenylene vinylene derivatives, polyfluorene derivatives, and the like. Poly (2-decyloxy-1,4-phenylene) (DO-PPP), poly [2,5-bis [2- (N, N, N-triethylammonium) ethoxy] -1,4-phenylene-alt-1 , 4-phenylene] dibromide (PPP-NEt3 +), poly [2- (2′-ethylhexyloxy) -5-methoxy-1,4-phenylenevinylene] (MEH-PPV), poly (5-methoxy- (2 -Propanoxysulfonide) -1,4-phenylenevinylene) (MPS-PPV), poly [2,5-bis (hexyl) Oxy-1,4-phenylene)-(1-cyanovinylene)] (CN-PPV), poly [2- (2'-ethylhexyloxy) -5-methoxy-1,4-phenylene- (1-cyanovinylene)] ( MEH-CN-PPV) and poly (dioctylfluorene) (PDF).

あるいは、有機発光用の公知の高分子発光材料の前駆体として、例えば、ポリ(p−フェニレン)前駆体(Pre−PPP)、ポリ(p−フェニレンビニレン)前駆体(Pre−PPV)、ポリ(p−ナフタレンビニレン)前駆体(Pre−PNV)等を用いることができる。   Alternatively, as a precursor of a known polymer light emitting material for organic light emission, for example, a poly (p-phenylene) precursor (Pre-PPP), a poly (p-phenylene vinylene) precursor (Pre-PPV), a poly ( A p-naphthalene vinylene) precursor (Pre-PNV) or the like can be used.

有機発光用の公知の低分子発光材料と、公知の高分子材料、例えば、ポリカーボネート(PC)、ポリメチルメタクリレート(PMMA)、ポリカルバゾール(PVCz)等とを混合して用いてもよい。   A known low-molecular light-emitting material for organic light emission and a known polymer material such as polycarbonate (PC), polymethyl methacrylate (PMMA), polycarbazole (PVCz) and the like may be mixed and used.

また、必要に応じて粘度調整用の添加剤を用いてもよい。特に、発光層、正孔注入層を100nm以下の均一な薄膜印刷により形成する場合、前記発光性ポリマーを極めて低濃度に希釈する必要があり、転写パターンの流れ防止、版から基材への転写性改善のために有機発光の発光特性に影響を与えないで粘度や溶液の弾性率を高める微量の増粘剤やゲル化剤を添加剤として用いてもよい。   Moreover, you may use the additive for viscosity adjustment as needed. In particular, when the light emitting layer and the hole injection layer are formed by uniform thin film printing with a thickness of 100 nm or less, it is necessary to dilute the light emitting polymer to an extremely low concentration to prevent transfer pattern flow and transfer from the plate to the substrate. In order to improve the properties, a minute amount of a thickener or gelling agent that increases the viscosity or the elastic modulus of the solution without affecting the light emission characteristics of organic light emission may be used as an additive.

公知の高分子電荷輸送材料として、正孔輸送性材料としては、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、芳香族第三アミン化合物、スチリルアミン化合物、芳香族ジメチリデン系化合物、ポルフィリン系化合物、ポリシラン系化合物、ポリ(N−ビニルカルバゾール)誘導体、アニリン系共重合体、チオフェンオリゴマー、ポリチオフェン等の導電性高分子オリゴマー、ポリチオフェン誘導体、ポリフェニレン誘導体、ポリフェニレンビニレン誘導体、ポリフルオレン誘導体等の高分子化合物等が挙げられる。   As well-known polymer charge transport materials, hole transport materials include carbazole derivatives, triazole derivatives, oxazole derivatives, oxadiazole derivatives, imidazole derivatives, polyarylalkane derivatives, pyrazoline derivatives, pyrazolone derivatives, phenylenediamine derivatives, aryl Amine derivatives, amino-substituted chalcone derivatives, styrylanthracene derivatives, fluorenone derivatives, hydrazone derivatives, stilbene derivatives, silazane derivatives, aromatic tertiary amine compounds, styrylamine compounds, aromatic dimethylidene compounds, porphyrin compounds, polysilane compounds, polysilanes (N-vinylcarbazole) derivatives, aniline copolymers, thiophene oligomers, conductive polymer oligomers such as polythiophene, polythiophene derivatives, polyphenols Ren derivatives, polyphenylene vinylene derivatives, polymer compounds such as polyfluorene derivatives, and the like.

電子輸送性材料としてはポリチオフェン誘導体、ポリフェニレン誘導体、ポリフェニレンビニレン誘導体、ポリフルオレン誘導体等の高分子化合物等が挙げられる。   Examples of the electron transporting material include polymer compounds such as polythiophene derivatives, polyphenylene derivatives, polyphenylene vinylene derivatives, and polyfluorene derivatives.

これら高分子材料を塗布法により形成する際に用いられる溶剤としては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、トリエチレングリコール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモエチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモエチルエーテル、グリセリン、N,N−ジメチルホルムアミド、N−メチル−2−ピロリドン、シクロヘキサノン、1−プロパノール、オクタン、ノナン、デカン、キシレン、ジエチルベンゼン、トリメチルベンゼン、ニトロベンゼン等が挙げられる。   Solvents used when forming these polymer materials by a coating method include, for example, ethylene glycol, propylene glycol, triethylene glycol, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol moethyl ether, triethylene glycol monomethyl ether, triethylene glycol. Examples include moethyl ether, glycerin, N, N-dimethylformamide, N-methyl-2-pyrrolidone, cyclohexanone, 1-propanol, octane, nonane, decane, xylene, diethylbenzene, trimethylbenzene, nitrobenzene and the like.

上記有機材料は、前記塗布溶媒にそれぞれの濃度が0.1〜5%(質量百分率)になるよう溶解されることが好ましい。塗布に関しては、スピンコート法、スプレーコート法、ディップコート法、フレキソグラビア法などあらゆる溶液を用いる塗布法を用いることができる。塗布後、前記溶媒の乾操のため、素子をホットプレート等で加熱してもよい。加熱は、有機発光材料のTg(ガラス転移温度)以下の温度が好ましく、通常50〜80℃程度の温度であり、減圧下あるいは不活性雰囲気下の乾燥が好ましい。   The organic material is preferably dissolved in the coating solvent so that each concentration is 0.1 to 5% (mass percentage). With respect to the coating, any coating method using any solution such as a spin coating method, a spray coating method, a dip coating method, and a flexographic method can be used. After application, the element may be heated with a hot plate or the like for the drying operation of the solvent. The heating is preferably performed at a temperature equal to or lower than the Tg (glass transition temperature) of the organic light emitting material, and is usually about 50 to 80 ° C., and preferably dried under reduced pressure or under an inert atmosphere.

有機層1層当たりの厚さは、塗布法によるときは、0.5〜1000nmが好ましく、より好ましくは10〜500nmである。また、真空蒸着法等の蒸着法によるときは、1〜500nm程度である。   The thickness per organic layer is preferably 0.5 to 1000 nm, more preferably 10 to 500 nm, when applied by a coating method. Moreover, when it is based on vapor deposition methods, such as a vacuum vapor deposition method, it is about 1-500 nm.

陽電極(ホール注入電極)材料は、ホール注入層等へホールを効率よく注入することのできるものが好ましく、仕事関数4.5eV〜5.5eVの物質が好ましい。具体的には、錫ドープ酸化インジウム(ITO)、亜鉛ドープ酸化インジウム(IZO)、酸化インジウム(In)、酸化スズ(SnO)および酸化亜鉛(ZnO)のいずれかを主組成としたものが好ましい。これらの酸化物はその化学量論組成から多少偏倚していてもよい。Inに対するSnOの混合比は、1〜20質量%、さらには5〜12質量%が好ましい。また、IZOでのInに対するZnOの混合比は、通常、12〜32質量%程度である。 The positive electrode (hole injection electrode) material is preferably one that can efficiently inject holes into a hole injection layer or the like, and a substance having a work function of 4.5 eV to 5.5 eV is preferable. Specifically, the main composition is any one of tin-doped indium oxide (ITO), zinc-doped indium oxide (IZO), indium oxide (In 2 O 3 ), tin oxide (SnO 2 ), and zinc oxide (ZnO). Those are preferred. These oxides may deviate somewhat from their stoichiometric composition. The mixing ratio of SnO 2 to In 2 O 3 is preferably 1 to 20% by mass, more preferably 5 to 12% by mass. The mixing ratio of ZnO to In 2 O 3 in IZO is usually about 12 to 32% by mass.

ホール注入電極は、仕事関数を調整するため、酸化シリコン(SiO)を含有していてもよい。酸化シリコン(SiO)の含有量は、ITOに対するSiOのmol比で0.5〜10%程度が好ましい。SiOを含有することにより、ITOの仕事関数が増大する。 The hole injection electrode may contain silicon oxide (SiO 2 ) in order to adjust the work function. The content of silicon oxide (SiO 2 ) is preferably about 0.5 to 10% in terms of the molar ratio of SiO 2 to ITO. The inclusion of SiO 2, the work function of ITO is increased.

光を取り出す側の電極は、発光波長帯域、通常400〜700nm、特に各発光光に対する光透過率が50%以上、さらには80%以上、特に90%以上であることが好ましい。透過率が低くなりすぎると、発光層からの発光自体が減衰され、発光素子として必要な輝度を得難くなってくる。   The electrode on the light extraction side preferably has an emission wavelength band, usually 400 to 700 nm, and particularly has a light transmittance of 50% or more, more preferably 80% or more, particularly 90% or more for each emitted light. If the transmittance is too low, light emission from the light emitting layer itself is attenuated, and it becomes difficult to obtain luminance necessary for the light emitting element.

電極の厚さは、50〜500nm、特に50〜300nmの範囲が好ましい。また、その上限は特に制限はないが、あまり厚いと透過率の低下や剥離などの心配が生じる。厚さが薄すぎると、十分な効果が得られず、製造時の膜強度等の点でも問題がある。   The thickness of the electrode is preferably 50 to 500 nm, particularly 50 to 300 nm. Further, the upper limit is not particularly limited, but if it is too thick, there is a concern about a decrease in transmittance or peeling. If the thickness is too thin, a sufficient effect cannot be obtained, and there is a problem in terms of film strength at the time of manufacture.

陰電極は、電子注入性を有する電極として必要に応じて下記のものを用いることができる。例えば、K、Li、Na、Mg、La、Ce、Ca、Sr、Ba、Sn、Zn、Zr等の金属元素単体、または安定性を向上させるためにそれらを含む2成分、3成分の合金系、例えばAg・Mg(Ag:0.1〜50at%)、Al・Li(Li:0.01〜14at%)、In・Mg(Mg:50〜80at%)、Al・Ca(Ca:0.01〜20at%)等が挙げられる。   As the negative electrode, the following can be used as necessary as an electrode having an electron injecting property. For example, metal elements such as K, Li, Na, Mg, La, Ce, Ca, Sr, Ba, Sn, Zn, Zr, etc., or a two-component or three-component alloy system containing them to improve stability For example, Ag · Mg (Ag: 0.1 to 50 at%), Al·Li (Li: 0.01 to 14 at%), In · Mg (Mg: 50 to 80 at%), Al · Ca (Ca: 0. 01 to 20 at%).

また、これらアルカリ金属の一価イオン(例えばLi,Na,K)、アルカリ土類金属の二価イオン(例えばPt,Zn)、三価イオン(例えばAl,In)は、酸素の錯体(例えばアセチルアセトン、酢酸、シュウ酸等)と比較的安定な錯体を作り、これらを溶液に溶解して塗布し、薄層の陰極を形成してもよい。   In addition, these alkali metal monovalent ions (for example, Li, Na, K), alkaline earth metal divalent ions (for example, Pt, Zn), and trivalent ions (for example, Al, In) are oxygen complexes (for example, acetylacetone). , Acetic acid, oxalic acid, etc.) may be formed, and these may be dissolved in a solution and applied to form a thin layer cathode.

陰電極薄膜の厚さは、電子注入を十分行える一定以上の厚さとすれば良く、0.1nm以上、好ましくは0.5nm以上、特に1nm以上とすればよい。また、その上限値には特に制限はないが、通常膜厚は1〜500nm程度とすればよい。   The thickness of the negative electrode thin film may be a certain thickness that allows sufficient electron injection, and may be 0.1 nm or more, preferably 0.5 nm or more, particularly 1 nm or more. Moreover, although there is no restriction | limiting in particular in the upper limit, A normal film thickness should just be about 1-500 nm.

さらに、素子の有機層や電極の劣化を防ぐために、素子を封止板等により封止することが好ましい。封止板は、湿気の浸入を防ぐために、接着性樹脂層を用いて、封止板を接着し密封する。封止ガスは、Ar、He、N等の不活性ガス等が好ましい。また、この封止ガスの水分含有量は、100ppm以下、より好ましくは10ppm以下、特には1ppm以下であることが好ましい。この水分含有量に下限値は特にないが、通常0.1ppm程度である。 Furthermore, in order to prevent deterioration of the organic layer and electrode of the element, it is preferable to seal the element with a sealing plate or the like. The sealing plate adheres and seals the sealing plate using an adhesive resin layer in order to prevent moisture from entering. Sealing gas, Ar, He, an inert gas such as N 2 is preferable. The moisture content of the sealing gas is preferably 100 ppm or less, more preferably 10 ppm or less, and particularly preferably 1 ppm or less. There is no particular lower limit to the water content, but it is usually about 0.1 ppm.

封止板の材料としては、好ましくは上記で挙げた基材の材料と同様なものである。封止板は、スペーサーを用いて高さを調整し、所望の高さに保持してもよい。スペーサーの材料としては、樹脂ビーズ、シリカビーズ、ガラスビーズ、ガラスファイバー等が挙げられ、特にガラスビーズ等が好ましい。   The material for the sealing plate is preferably the same as the material for the substrate mentioned above. The sealing plate may be held at a desired height by adjusting the height using a spacer. Examples of the material for the spacer include resin beads, silica beads, glass beads, glass fibers, and the like, and glass beads are particularly preferable.

なお、封止板に凹部を形成した場合には、スペーサーの好ましい大きさとしては、前記範囲でよいが、特に2〜8μmの範囲が好ましい。   In addition, when the recessed part is formed in the sealing plate, the preferable size of the spacer may be in the above range, but the range of 2 to 8 μm is particularly preferable.

さらに、その内部に乾燥剤、好ましくはCaHを封入するとよい。 Furthermore, a desiccant, preferably CaH 2 , may be enclosed inside.

接着剤としては、安定した接着強度が保て、気密性が良好なものであれば特に限定されるものではないが、カチオン硬化タイプの紫外線硬化型エポキシ樹脂接着剤を用いることが好ましい。   The adhesive is not particularly limited as long as stable adhesive strength can be maintained and airtightness is good, but it is preferable to use a cationic curing type ultraviolet curing epoxy resin adhesive.

次に、実施例を比較例とともに示して本発明をより具体的に説明する。   Next, an example is shown with a comparative example and the present invention is explained more concretely.

実施例1
有機発光素子3の作製
図1に示すように、基材2として厚さ200μmの無色で全光線透過率90%以上の透明性を有し、Tg:79℃の耐熱性を有するポリテレフタレートを用いた。次に2官能のエポキシアクリレート(昭和高分子:VR−60−LAV)25質量%、ジエチレングリコール50質量%、酢酸エチル24質量%、シランカップリング剤1質量%からなる均一な混合溶液をスピンコーターで塗布し、80℃10分加熱乾燥後さらにUV照射で硬化させて2μmの樹脂層を形成した。つぎに、スパッタ装置の真空槽内に前記有機物層を形成したフィルムをセットし10−4Pa台まで真空引きし、放電ガスとして酸素と窒素の混合気体にアルゴンを分圧で0.5Pa導入した。雰囲気圧力が安定したところで放電を開始しSiターゲット上にプラズマを発生させ、スパッタリングプロセスを開始した。プロセスが安定したところでシャッターを開きフィルムへの酸窒化珪素層下層の形成を開始した。5nmの膜が堆積したところでシャッターを閉じて成膜を終了した。この条件で成膜した酸窒化珪素層上層の元素濃度比O/(O+N)をX線光電子分光分析(ESCA)で測定した結果、0.2であった。続いて、放電ガスとしてアルゴンを分圧で0.5Pa導入、放電ガスとして酸素と窒素の混合気体を導入した。雰囲気圧力が安定したところで放電を開始しSiターゲット上にプラズマを発生させ、スパッタリングプロセスを開始した。プロセスが安定したところでシャッターを開きフィルムへの酸窒化珪素層上層の形成を開始した。95nmの膜が堆積したところでシャッターを閉じて成膜を終了した。この条件で成膜した酸窒化珪素層上層の元素濃度比O/(O+N)をESCAで測定した結果0.3であった。真空槽内に大気を導入し酸窒化珪素層の形成された酸窒化珪素層形成フィルムを取り出した。
Example 1
Production of Organic Light-Emitting Element 3 As shown in FIG. 1, polyterephthalate having a thickness of 200 μm and having a transparency with a total light transmittance of 90% or more and Tg: heat resistance of 79 ° C. is used as the base material 2. It was. Next, a uniform mixed solution consisting of 25% by mass of bifunctional epoxy acrylate (Showa Polymer: VR-60-LAV), 50% by mass of diethylene glycol, 24% by mass of ethyl acetate, and 1% by mass of silane coupling agent was obtained with a spin coater. It was applied, dried by heating at 80 ° C. for 10 minutes, and further cured by UV irradiation to form a 2 μm resin layer. Next, the film on which the organic layer is formed is set in a vacuum chamber of a sputtering apparatus, and vacuum is drawn up to 10 −4 Pa level, and argon is introduced into a mixed gas of oxygen and nitrogen as a discharge gas by 0.5 Pa at a partial pressure. . When the atmospheric pressure was stabilized, discharge was started, plasma was generated on the Si 3 N 4 target, and a sputtering process was started. When the process was stabilized, the shutter was opened and formation of the lower layer of the silicon oxynitride layer on the film was started. When the 5 nm film was deposited, the shutter was closed to complete the film formation. The element concentration ratio O / (O + N) of the upper layer of the silicon oxynitride layer formed under these conditions was 0.2 as a result of measurement by X-ray photoelectron spectroscopy (ESCA). Subsequently, 0.5 Pa was introduced at a partial pressure of argon as a discharge gas, and a mixed gas of oxygen and nitrogen was introduced as a discharge gas. When the atmospheric pressure was stabilized, discharge was started, plasma was generated on the Si 3 N 4 target, and a sputtering process was started. When the process was stabilized, the shutter was opened and formation of the upper layer of the silicon oxynitride layer on the film was started. When the 95 nm film was deposited, the shutter was closed to complete the film formation. The element concentration ratio O / (O + N) of the upper layer of the silicon oxynitride layer formed under these conditions was measured by ESCA to be 0.3. The atmosphere was introduced into the vacuum chamber, and the silicon oxynitride layer-forming film on which the silicon oxynitride layer was formed was taken out.

さらに、酸素プラズマ(2kW出力、基板温度200℃)で10分間アッシングした。この処理により、酸窒化珪素層の表面は、さらに清浄化され、かつより平坦で完全なa−SiOパッシベーション層となる。 Further, ashing was performed for 10 minutes with oxygen plasma (2 kW output, substrate temperature 200 ° C.). By this treatment, the surface of the silicon oxynitride layer is further cleaned and becomes a flatter and complete a-SiO 2 passivation layer.

次に、ITO透明電極(ホール注入電極)を膜厚85nmで64ドット×7ラインの画素(一画素当たり100×100μm)を構成するよう成膜、パターニングした。そして、パターニングされたホール注入電極が形成された基板を、中性洗剤、アセトン、エタノールを用いて超音波洗浄し、煮沸エタノール中から引き上げて乾燥した。その後、UV/O洗浄を行った。 Next, an ITO transparent electrode (hole injection electrode) was formed and patterned so as to constitute a pixel of 64 dots × 7 lines (100 × 100 μm per pixel) with a film thickness of 85 nm. And the board | substrate with which the patterned hole injection electrode was formed was ultrasonically cleaned using neutral detergent, acetone, and ethanol, and it pulled up from boiling ethanol and dried. Thereafter, UV / O 3 cleaning was performed.

次いで、基板を成膜室に移動し、真空蒸着装置の基板ホルダーに固定して、槽内を1×10−4Pa以下まで減圧した。そして、ホール注入層としてポリ(チオフェン−2,5−ジイル)を10nmの厚さに、ホール輸送層兼黄色発光層としてTPDにルブレンを1質量%の割合でドープしたものを共蒸着で5nmの膜厚に成膜した。濃度は発光色の色バランスより決定すればよく、この後成膜する青色発光層の光強度と波長スペクトルにより左右される。さらに青色発光層としても4′−ビス[(1,2,2−トリフェニル)エテニル]ビフェニルを50nm、電子輸送層としてAlqを10nm成摸した。 Next, the substrate was moved to the film formation chamber, fixed to the substrate holder of the vacuum deposition apparatus, and the inside of the tank was depressurized to 1 × 10 −4 Pa or less. Then, poly (thiophene-2,5-diyl) as a hole injection layer is formed to a thickness of 10 nm, and TPD doped with 1% by mass of rubrene as a hole transport layer and a yellow light-emitting layer is co-evaporated to 5 nm. The film was formed to a film thickness. The concentration may be determined based on the color balance of the emission color, and depends on the light intensity and wavelength spectrum of the blue light emitting layer to be formed thereafter. Further, 4′-bis [(1,2,2-triphenyl) ethenyl] biphenyl was grown to 50 nm as the blue light emitting layer, and Alq 3 was grown to 10 nm as the electron transport layer.

次いで、AlLi(Li:7at%)を1nmの厚さに蒸着し、Al電極層を200nmの厚さに成膜し、有機発光素体4を形成した。有機発光素子として封止する前に乾燥剤(CaH)をシリコンゴムに混合して固定化したものを封入し、最後に厚さ100μmのPCTFEフィルムにEVAをコートした封止フィルム8にて封止し、有機発光素子3を得た。 Next, AlLi (Li: 7 at%) was evaporated to a thickness of 1 nm, and an Al electrode layer was formed to a thickness of 200 nm to form an organic light emitting element 4. Before sealing as an organic light-emitting device, a desiccant (CaH 2 ) mixed and fixed in silicon rubber was sealed, and finally sealed with a sealing film 8 in which EVA was coated on a 100 μm-thick PCTFE film. The organic light emitting device 3 was obtained.

使用した化合物は以下の通り
シランカップリング剤:(CHO)Si(CHNH
TPD:N,N′−ジフェニル−N,N′−ビス(3−メチルフェニル)−(1,1′−ビフェニル)−4,4′−ジアミン
ルブレン:5,6,11,12−テトラフェニルナフタセン
PCTFE:ポリクロロトリフルオロエチレン
EVA:エチレン−ビニルアセテートコポリマー
有機発光素子1、2及び4〜9の作製
有機発光素子3と同様にして、酸窒化珪素層下層と上層を形成する際、放電ガスの酸素と窒素の分圧を変えることにより、表1に示す元素濃度比O/(O+N)を有する酸窒化珪素層形成フィルムを得た。それぞれの酸窒化珪素層形成フィルムに対して、次工程以後は有機発光素子3と同様の工程を経て、有機発光素子4〜8を得た。
The compounds used were as follows: Silane coupling agent: (CH 3 O) Si (CH 2 ) 3 NH 2
TPD: N, N′-diphenyl-N, N′-bis (3-methylphenyl)-(1,1′-biphenyl) -4,4′-diamine rubrene: 5,6,11,12-tetraphenylnaphtha Sen PCTFE: Polychlorotrifluoroethylene EVA: Ethylene-vinyl acetate copolymer Preparation of organic light-emitting devices 1, 2 and 4-9 When forming a silicon oxynitride layer lower layer and an upper layer in the same manner as organic light-emitting device 3, discharge gas By changing the partial pressure of oxygen and nitrogen, a silicon oxynitride layer forming film having the element concentration ratio O / (O + N) shown in Table 1 was obtained. With respect to each silicon oxynitride layer forming film, organic light emitting devices 4 to 8 were obtained through the same steps as the organic light emitting device 3 after the next step.

なお、有機発光素子2及び9は酸窒化珪素層下層のみを形成し、有機発光素子2の放電ガスは酸素とアルゴンのみのガスを用いた。また、有機発光素子1の基材は、酸窒化珪素層が形成されていない。   In addition, the organic light emitting elements 2 and 9 formed only the silicon oxynitride layer lower layer, and the discharge gas of the organic light emitting element 2 was a gas only of oxygen and argon. Moreover, the base material of the organic light emitting element 1 is not formed with a silicon oxynitride layer.

上記作製した各有機発光素子に直流電圧を印加し、50mA/cmの一定電流密度で連続駆動させ輝度半減時間とダークスポットを評価し結果を表1に示す。 A direct-current voltage is applied to each of the organic light-emitting devices produced as described above, and the device is continuously driven at a constant current density of 50 mA / cm 2 to evaluate the luminance half time and dark spots. Table 1 shows the results.

Figure 2011146144
Figure 2011146144

表1から、本発明の構成は、輝度半減時間が大幅に伸び、ダークスポットも大幅に抑制されていることがわかる。   From Table 1, it can be seen that the configuration of the present invention significantly increases the luminance half-life time and significantly suppresses dark spots.

実施例2
有機発光素子12の作製
基材2として厚さ100μmの無色で全光線透過率90%以上の透明性を有し、Tg:79℃の耐熱性を有するポリテレフタレートを用いた。次に2官能のエポキシアクリレート(昭和高分子:VR−60−LAV)25質量%、ジエチレングリコール50質量%、酢酸エチル24質量%、実施例1で用いたシランカップリング剤1質量%からなる均一な混合溶液をスピンコーターで塗布し、80℃10分加熱乾燥後さらにUV照射で硬化させて100μmの樹脂層を形成した。次に、この片面にポリシラザン部分メチル変性体〔構造体中の水素10at%置換品〕のジブチルエーテル(DBE)20質量%溶液(L710、東燃(株)製、Pd触媒含有品)を窒素(80%)、酸素(20%)の比率の混合気体でバブリングし、ディップコート法にてコートし、加熱して乾燥した後、エキシマランプ60mw/cmにて処理を行い、基材に緻密な厚さ約150nmの微少のメチル基を含む酸窒化珪素層得た。成膜した酸窒化珪素層下層の元素濃度比O/(O+N)をESCAで測定した結果、0.2であった。更にこの上に、上記と同様なペルヒドロポリシラザン(Mn=1000)のキシレン溶液(濃度20質量%:東燃(株)製L710、数百nmのPd触媒含有品)の塗布液に、窒素(80%)、酸素(20%)の比率の混合気体でバブリングした後、ディップコート法にてコートし、熱して乾燥した後、エキシマランプ60mw/cmにて処理を行い、緻密な厚さ約100nmの微少の酸窒化珪素膜層を有する酸窒化珪素層形成フィルムを得た。酸窒化珪素層上層の元素濃度比O/(O+N)をESCAで測定した結果0.3であった。
Example 2
Preparation of Organic Light-Emitting Element 12 As the substrate 2, polyterephthalate having a thickness of 100 μm and having transparency with a total light transmittance of 90% or more and Tg: 79 ° C. was used. Next, 25% by mass of bifunctional epoxy acrylate (Showa Polymer: VR-60-LAV), 50% by mass of diethylene glycol, 24% by mass of ethyl acetate, and 1% by mass of the silane coupling agent used in Example 1 were obtained. The mixed solution was applied with a spin coater, heated and dried at 80 ° C. for 10 minutes, and further cured by UV irradiation to form a 100 μm resin layer. Next, a 20% by mass solution of polysilazane partially methyl-modified product (substitute product of 10 at% hydrogen in the structure) of dibutyl ether (DBE) (L710, manufactured by Tonen Co., Ltd., Pd catalyst-containing product) is added to nitrogen (80 %) And oxygen (20%) in a mixed gas, coated by a dip coating method, heated and dried, and then treated with an excimer lamp 60 mw / cm 2 to obtain a dense thickness on the substrate. A silicon oxynitride layer containing a minute methyl group having a thickness of about 150 nm was obtained. The element concentration ratio O / (O + N) of the formed silicon oxynitride layer lower layer was measured by ESCA and found to be 0.2. Furthermore, nitrogen (80%) was added to a coating solution of a xylene solution of perhydropolysilazane (Mn = 1000) similar to the above (concentration 20 mass%: L710 manufactured by Tonen Co., Ltd., Pd catalyst containing product of several hundred nm). %) And oxygen (20%) in a mixed gas, coated by a dip coating method, heated and dried, and then treated with an excimer lamp 60 mw / cm 2 to obtain a dense thickness of about 100 nm. A silicon oxynitride layer forming film having a small silicon oxynitride film layer was obtained. The element concentration ratio O / (O + N) of the upper layer of the silicon oxynitride layer was measured by ESCA to be 0.3.

次工程以後は有機発光素子3と同様の工程を経て、有機発光素子12を得た。   After the next step, the organic light emitting device 12 was obtained through the same steps as the organic light emitting device 3.

有機発光素子11、13〜18
有機発光素子12と同様にして、酸窒化珪素層下層と上層を形成する際、バブリングガスの酸素と窒素の混合比を変えることにより、表2に示す元素濃度比O/(O+N)を有する酸窒化珪素層形成フィルムを得た。それぞれの酸窒化珪素層形成フィルムに対して、次工程以後は有機発光素子3と同様の工程を経て、有機発光素子13〜18を得た。
Organic light emitting device 11, 13-18
When the silicon oxynitride layer lower layer and the upper layer are formed in the same manner as in the organic light emitting device 12, by changing the mixing ratio of oxygen and nitrogen of the bubbling gas, the acid having the element concentration ratio O / (O + N) shown in Table 2 A silicon nitride layer forming film was obtained. With respect to each silicon oxynitride layer forming film, organic light emitting devices 13 to 18 were obtained through the same steps as the organic light emitting device 3 after the next step.

なお、有機発光素子11及び18は酸窒化珪素層下層のみを形成し、有機発光素子11のバブリングガスは酸素のみのガスを用いた。   In addition, the organic light emitting elements 11 and 18 formed only the silicon oxynitride layer lower layer, and the bubbling gas of the organic light emitting element 11 was a gas containing only oxygen.

上記作製した各有機発光素子に対して実施例1と同様に、輝度半減時間とダークスポットを評価し結果を表2に示す。   In the same manner as in Example 1, the luminance half-life and dark spots were evaluated for each of the organic light-emitting devices produced above, and the results are shown in Table 2.

Figure 2011146144
Figure 2011146144

表2から、本発明の有機発光素子は、輝度半減時間が大幅に伸び、ダークスポットも大幅に抑制されていることがわかる。   From Table 2, it can be seen that in the organic light-emitting device of the present invention, the luminance half-time is significantly increased and dark spots are also significantly suppressed.

1 発光素子
2 基材
3 酸窒化珪素膜
4 発光素子構造体
5 下部電極
6 発光層
7 上部電極
8 封止フィルム
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Light emitting element 2 Base material 3 Silicon oxynitride film 4 Light emitting element structure 5 Lower electrode 6 Light emitting layer 7 Upper electrode 8 Sealing film

Claims (4)

樹脂基材上に形成された光透過性を有する下部電極と、発光層と、上部電極とを有する発光素子であって、該発光層と該樹脂基材の間に少なくとも酸窒化珪素膜からなる層を有することを特徴とする発光素子。   A light-emitting element having a light-transmitting lower electrode formed on a resin substrate, a light-emitting layer, and an upper electrode, and comprising at least a silicon oxynitride film between the light-emitting layer and the resin substrate A light-emitting element having a layer. 前記酸窒化珪素膜が、前記発光層と前記樹脂基材の間に少なくともポリシラザンを塗布し酸化処理して得られた酸窒化珪素膜からなる層であることを特徴とする請求項1に記載の発光素子。   The silicon oxynitride film is a layer made of a silicon oxynitride film obtained by applying at least polysilazane between the light emitting layer and the resin base material and performing an oxidation treatment. Light emitting element. 前記酸窒化珪素膜が2層以上である場合、前記樹脂基材に最も近い酸窒化珪素膜の元素濃度比O/(O+N)が、その上層の酸窒化珪素膜の元素濃度比O/(O+N)より小さいことを特徴とする請求項1又は2に記載の発光素子。   When the silicon oxynitride film has two or more layers, the element concentration ratio O / (O + N) of the silicon oxynitride film closest to the resin base material is the element concentration ratio O / (O + N) of the upper silicon oxynitride film. The light-emitting element according to claim 1, wherein the light-emitting element is smaller. 前記酸窒化珪素膜は酸化処理を120〜300nmの紫外光で行うことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の発光素子。   The light emitting element according to any one of claims 1 to 3, wherein the silicon oxynitride film is subjected to an oxidation treatment with ultraviolet light of 120 to 300 nm.
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