JP4209747B2 - Spectral measurement method using slab type optical waveguide - Google Patents

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本発明は、例えば有機エレクトロルミネッセンス素子等に好ましく使用される有機電子素子形成用材料をスラブ型の光導波路を利用して測定するスペクトル測定方法に関し、更には、スラブ型の光導波路を利用して測定するスペクトル測定方法を用い、その測定方法から得られる塗膜界面の経時的なスペクトルデータと、他の分析手段から得られる塗膜の経時的な分析データとから得られた新しい情報をもとにして最適な組成を選定することにも利用できるスペクトル測定方法に関するものである。
The present invention, for example an organic electronic element forming material is preferably used in the organic electroluminescence element or the like is related to the spectrum measuring method for measuring by using the optical waveguide of the slab, further, utilizes optical waveguide slab using spectral method for measuring by a temporal spectral data of the coating film interface resulting from the measurement process, the new information obtained from the temporal analysis data of the coating film obtained from other analytical means The present invention relates to a spectrum measurement method that can be used to select an optimal composition based on the above.

有機物を発光体に用いた有機エレクトロルミネッセンスディスプレイは、液晶ディスプレイとは異なり、励起された発光体からの蛍光発光又は燐光発光を利用した自発光型タイプのディスプレイである。そのため、膜構成がシンプルで、動画対応を可能とする高速応答性が期待できることから、次世代ディスプレイとして注目されている。   Unlike a liquid crystal display, an organic electroluminescence display using an organic substance as a light emitter is a self-luminous display that uses fluorescence or phosphorescence emitted from an excited light emitter. For this reason, it is attracting attention as a next-generation display because it has a simple film structure and can be expected to have high-speed response that can support moving images.

有機エレクトロルミネッセンスディスプレイ(以下、有機ELディスプレイという。)を構成する有機エレクトロルミネッセンス素子(以下、有機EL素子という。)として、真空蒸着等で成膜された有機化合物薄膜を発光膜とする有機EL素子が盛んに研究され、一部実用化されている。しかし、真空蒸着等で成膜可能な有機化合物は低分子化合物であり、その低分子化合物を用いた有機EL素子においては、経時的に有機膜の結晶化や凝集が起こり素子が劣化し素子寿命が低下する等の問題があり、さらなる研究開発が継続されている。   As an organic electroluminescence element (hereinafter referred to as organic EL element) constituting an organic electroluminescence display (hereinafter referred to as organic EL display), an organic EL element having an organic compound thin film formed by vacuum deposition or the like as a light emitting film Has been actively researched and partly put into practical use. However, organic compounds that can be deposited by vacuum deposition are low molecular compounds, and in organic EL devices using such low molecular compounds, crystallization and aggregation of organic films occur over time, resulting in deterioration of the device and device lifetime. There are problems such as lowering, and further research and development is continuing.

一方、高分子材料や塗布型の低分子材料を発光材料として用いた有機EL素子が提案されている。それらの有機化合物は、溶媒中に溶解又は分散させて有機EL素子形成用の塗布溶液とすることができるので、その塗布溶液で大面積の有機EL素子を極めて効率的に製造できるという利点がある。そのため、近年においては、高発光効率と長寿命を達成できる塗布型の有機電子素子形成用材料の開発及びその有機電子素子形成用材料と共に配合する溶媒や添加物質の検討等が活発に研究されている。   On the other hand, an organic EL element using a high molecular material or a coating type low molecular material as a light emitting material has been proposed. Since these organic compounds can be dissolved or dispersed in a solvent to form a coating solution for forming an organic EL device, there is an advantage that a large area organic EL device can be produced very efficiently with the coating solution. . Therefore, in recent years, active research has been conducted on the development of coating-type organic electronic element forming materials that can achieve high luminous efficiency and long life, and on the study of solvents and additive substances to be blended with the organic electronic element forming materials. Yes.

しかしながら、上述した有機EL素子形成用の塗布溶液を用いて有機EL素子を形成する場合においては、その塗布溶液中の有機化合物材料、溶媒及び添加物質等の組成が、発光膜の形成にどのように関与しているか、また、形成された発光膜の発光効率や寿命にどのように関与しているかについて必ずしも明らかにされているとは言えなかった。その理由の一つとして、有機EL素子の発光効率や寿命等の特性は、発光膜のバルクのキャリア(電子・正孔)の移動度や安定性に影響されると共に、膜界面(例えば、発光膜と電極界面、発光膜と電荷輸送膜界面、など)におけるキャリアの移動度や安定性にも影響されることが考察されているが、膜界面での解析は、バルクの解析に比べて困難であるために十分に行われていないことが要因の一つに挙げられる。特に有機EL素子形成用材料は溶媒等各種の構成成分を含むので、塗布膜の乾燥過程における膜界面の現象変化や、形成された発光膜の劣化過程における膜界面の現象変化を塗布材料の組成に関連づけて解析することが困難であった。   However, in the case where an organic EL element is formed using the coating solution for forming the organic EL element described above, the composition of the organic compound material, the solvent, the additive substance, and the like in the coating solution determines how the light emitting film is formed. It has not always been clarified as to whether it is involved in the light emission efficiency and lifetime of the formed light emitting film. One reason for this is that the characteristics of organic EL elements, such as luminous efficiency and lifetime, are affected by the mobility and stability of bulk carriers (electrons and holes) in the luminescent film, and the film interface (for example, light emission). It is considered that it is affected by the mobility and stability of carriers at the film-electrode interface, light-emitting film-charge transport film interface, etc., but the analysis at the film interface is more difficult than the bulk analysis. One of the factors is that this is not done sufficiently. In particular, since the organic EL device forming material contains various components such as a solvent, the composition of the coating material can be changed by changing the phenomenon of the film interface during the drying process of the coating film and the phenomenon of the film interface during the deterioration process of the formed light emitting film. It was difficult to analyze in relation to

上述した膜界面の界面現象を解析する手法としては、多重内部反射赤外分光法や、ケルビンプローブ接触電位差測定法等が提案されている。しかし、これらの手法は特定の界面のみの測定しかできないことから汎用性がなく、さらに再現性にも乏しいという難点があり、上述した膜界面の有効な解析手法とは言えなかった。   As a method for analyzing the above-described interface phenomenon at the film interface, multiple internal reflection infrared spectroscopy, Kelvin probe contact potential difference measurement method, and the like have been proposed. However, since these methods can only measure a specific interface, they are not versatile and have a problem of poor reproducibility, and thus cannot be said to be an effective analysis method for the above-described film interface.

ところで、スラブ型光導波路を利用して界面、表面吸着物、薄膜、極微量の試料などの光吸収スペクトルを高感度に測定するための装置が知られている(例えば、特許文献1、2を参照)。この光吸収スペクトル測定装置は、ある一定の波長幅を持つ光、例えば白色光をレンズで集光して、レンズと所定間隔に設定したプリズムから光をスラブ光導波路の光導波路膜に入射し、光導波路膜内を全反射した光をプリズムを経てプリズムと所定間隔に設定したレンズで取り出し、分光器で出射光を分光し、検出器に送ることにより、極めて大きな反射回数が得られ、高感度の光吸収スペクトルの測定が可能である。
特開平8−75639号公報 特開2001−108611号公報
By the way, an apparatus for measuring a light absorption spectrum of an interface, a surface adsorbed material, a thin film, a very small amount of sample, etc. with high sensitivity using a slab type optical waveguide is known (for example, see Patent Documents 1 and 2). reference). This light absorption spectrum measuring device collects light having a certain wavelength width, for example, white light with a lens, and enters the light from a prism set at a predetermined interval from the lens into the optical waveguide film of the slab optical waveguide, The light totally reflected in the optical waveguide film is extracted through a prism with a lens set at a predetermined distance from the prism, and the emitted light is dispersed with a spectroscope and sent to a detector, resulting in an extremely large number of reflections and high sensitivity. It is possible to measure the light absorption spectrum.
JP-A-8-75639 JP 2001-108611 A

本発明は、スラブ型の光導波路を利用して信頼性に優れた有機電子素子を形成するための有機電子素子形成用材料を測定するスペクトル測定方法を提供するとともに、そのスペクトル測定方法を用い、その測定方法から得られる経時的なスペクトルデータと、他の分析手段から得られる分析データとから得られた情報をもとにして、信頼性に優れた有機電子素子を形成するための有機電子素子形成用材料の組成を選定することにも利用できるスペクトル測定方法を提供することを目的とするものである。
The present invention provides a spectrum measurement method for measuring a material for forming an organic electronic element for forming an organic electronic element having excellent reliability using a slab type optical waveguide, and uses the spectrum measurement method , Organic electronic elements for forming highly reliable organic electronic elements based on information obtained from spectral data obtained from the measurement method and analytical data obtained from other analytical means An object of the present invention is to provide a spectrum measurement method that can also be used for selecting the composition of the forming material.

上記課題を解決するための本発明のスラブ型光導波路を利用したスペクトル測定方法は、断続光が導入される入射光側プリズムと、該入射光側プリズムに導入された断続光が入射する光導波路層と、該光導波路層内に入射した断続光が該光導波路層内で全反射を繰返した後に該光導波路層内から出射して導入される出射光側プリズムと、該出射光側プリズムに導入された断続光を取り出す出射光側レンズと、該出射光側レンズで取り出された断続光を分光器に送る出射光側光ファイバーと、を有するスラブ型光導波路を利用した紫外可視吸収スペクトル測定方法であって、前記入射光側プリズムと前記出射光側プリズムとの間の光導波路層上に、有機電子素子形成用材料からなる測定試料を帯状に載せるとともに、その測定試料に隣り合うように試料のない部分を帯状に設けてスペクトル測定を行うことを特徴とする。
上記本発明のスラブ型光導波路を利用したスペクトル測定方法において、前記スペクトル測定は、経時的な変化を生じさせる外的要素を印加しながら行うことが好ましく、前記外的要素は、一時的、断続的又は継続的に印加される熱、光、電流及び磁気から選ばれる1又は2以上の要素であることが好ましく、前記有機電子素子形成用材料が、有機エレクトロルミネッセンス素子形成用材料であることが好ましい。
The spectral measurement method using the slab type optical waveguide according to the present invention for solving the above-described problems includes an incident light side prism into which intermittent light is introduced, and an optical waveguide into which the intermittent light introduced into the incident light side prism is incident. An outgoing light-side prism that is introduced after being emitted from the optical waveguide layer after repeated total reflection in the optical waveguide layer, and the intermittent light incident on the optical waveguide layer; An ultraviolet-visible absorption spectrum measuring method using a slab type optical waveguide having an outgoing light side lens for extracting the introduced intermittent light and an outgoing light side optical fiber for sending the intermittent light extracted by the outgoing light side lens to a spectrometer In addition, a measurement sample made of an organic electronic element forming material is placed on the optical waveguide layer between the incident light side prism and the output light side prism, and is adjacent to the measurement sample. And performing spectral measurements the portion without the sample provided in a band shape on.
In the spectrum measurement method using the slab type optical waveguide of the present invention, the spectrum measurement is preferably performed while applying an external element that causes a change over time, and the external element is temporarily or intermittently. It is preferable that the element is one or more elements selected from heat, light, current, and magnetism that are applied continuously or continuously, and the organic electronic element forming material is an organic electroluminescent element forming material. preferable.

上記本発明のスラブ型光導波路を利用したスペクトル測定方法において、異なる組成からなる複数の有機電子素子形成用材料を準備するプロセスと、前記複数の有機電子素子形成用材料のそれぞれについて、経時的な変化を生じさせる外的要素を印加し又は印加しながら、当該有機電子素子形成用材料と前記光導波路との界面の状態変化をスペクトルとして測定するプロセスと、前記複数の有機電子素子形成用材料のそれぞれについて、前記スペクトルを時間軸展開して、前記有機電子素子形成用材料に生じる変化を段階毎に1又は2以上の異種分析手段で測定するプロセスと、前記複数の有機電子素子形成用材料のそれぞれについて、前記スペクトルのデータと、前記異種分析手段で測定した異種分析データとを比較するプロセスと、前記複数の有機電子素子形成用材料それぞれから得られたスペクトルのデータと前記異種分析データとを対比して、最適な有機電子素子形成用材料の組成を選定するプロセスと、を有するよう構成してもよい。
この発明は、測定試料である有機電子素子用材料に外的要素を与えて塗膜を経時変化させながらスペクトル測定を行い、その経時的な測定結果に基づいて、変化した状態で1又は2以上の異種分析測定を行う。そして、両者の結果を比較する。そして、こうした比較を異なる組成の有機電子素子形成用材料同士で行うことにより、界面の状態変化に及ぼす組成の影響について比較できるので、その比較結果により、最適な有機電子素子形成用材料の組成を選定することができる。従って、この発明によれば、複数の有機電子素子形成用材料のそれぞれについて、外的要素を付加して塗膜状態を経時的に変化させた際における塗膜界面の状態分析データと、個々の場面における塗膜バルクの分析データとから、複数の有機電子素子形成用材料のそれぞれについての状態変化情報を捉えることができる。その結果、組成の異なる材料から得られた経時的な状態変化挙動を明らかにでき、組成を変化させた材料で作製した有機電子素子の経時的な特性変化を予測することができるので、最適な有機電子素子用材料を開発するための知見を得て、より望ましい有機電子素子の開発に利用できる。
In the spectrum measuring method using the slab type optical waveguide of the present invention, a process of preparing a plurality of organic electronic element forming materials having different compositions, and each of the plurality of organic electronic element forming materials over time A process of measuring a change in the state of the interface between the organic electronic element forming material and the optical waveguide as a spectrum while applying or applying an external element that causes a change, and a plurality of organic electronic element forming materials For each, the spectrum is expanded over time, and a change in the organic electronic element forming material is measured for each step by one or two or more different kinds of analysis means, and the plurality of organic electronic element forming materials for each, the process of comparing the data of the spectrum, and a heterogeneous analysis data measured by said heterologous analyzing means, said By comparison with the spectrum of the data obtained from each OED forming material having said heterologous analysis data, and the process of selecting the optimum composition of an organic electronic device forming material, be configured to have a Good.
In the present invention, an external element is given to an organic electronic device material that is a measurement sample to perform spectrum measurement while changing the coating film over time, and one or two or more in a changed state based on the measurement result over time. Perform heterogeneous analytical measurements. Then, the results of both are compared. And by making such a comparison between organic electronic element forming materials having different compositions, it is possible to compare the influence of the composition on the interface state change, so that the comparison result shows the optimal composition of the organic electronic element forming material. Can be selected. Therefore, according to the present invention, for each of the plurality of organic electronic element forming materials, the state analysis data of the coating film interface when the coating film state is changed over time by adding an external element, From the analysis data of the coating film bulk in the scene, it is possible to capture state change information for each of the plurality of organic electronic element forming materials. As a result, the state change behavior over time obtained from materials with different compositions can be clarified, and the change in characteristics over time of organic electronic devices made from materials with changed compositions can be predicted. Knowledge for developing materials for organic electronic devices can be obtained and used to develop more desirable organic electronic devices.

上記本発明のスラブ型光導波路を利用したスペクトル測定方法において、(1)前記有機電子素子形成用材料に生じる変化が、有機電子素子形成用材料の塗布膜形成過程、又は、有機電子素子形成用材料から形成された有機電子素子の劣化過程、その熟成処理過程、そのエージング処理過程又はその光照射処理過程であることが好ましく、(2)前記異種分析手段が、熱分析手段、質量分析手段及び分光分析手段から選ばれる1又は2以上の手段であることが好ましく、(3)前記有機電子素子形成用材料又は当該有機電子素子形成用材料から得られる有機電子素子の同一界面における測定結果の二次元情報と、当該測定結果の経時情報とを合わせて三次元データとし、当該三次元データを用いて前記有機電子素子形成用材料又は前記光導波路との界面の状態変化を解析する情報処理プロセスを、さらに備える、ことが好ましい。
In the spectrum measuring method using the slab type optical waveguide of the present invention, (1) a change occurring in the organic electronic element forming material is a coating film forming process of the organic electronic element forming material or an organic electronic element forming Preferably, it is a deterioration process of the organic electronic device formed from the material, its aging process, its aging process, or its light irradiation process, and (2) the heterogeneous analysis means includes a thermal analysis means, a mass analysis means, and Preferably, it is one or more means selected from spectroscopic analysis means. (3) Two measurement results at the same interface of the organic electronic element forming material or an organic electronic element obtained from the organic electronic element forming material. Dimensional information and time-dependent information of the measurement result are combined into three-dimensional data, and the organic electronic element forming material or the optical The information processing process of analyzing a change in the state of the interface with the road, further comprising, it is preferable.

以上説明したように、本発明のスラブ型光導波路を利用したスペクトル測定手段によれば、組成の異なる材料から得られた経時的な状態変化挙動を明らかにでき、組成を変化させた材料で作製した有機電子素子の経時的な特性変化を予測することができるので、最適な有機電子素子用材料を開発するための知見を得て、より望ましい有機電子素子の開発に利用できる。
As described above, according to the spectrum measuring means using the slab type optical waveguide of the present invention, it is possible to clarify the state change behavior with time obtained from materials having different compositions, and to produce the materials by changing the composition. Therefore, it is possible to predict changes in the characteristics of the organic electronic device over time, so that knowledge for developing an optimal material for an organic electronic device can be obtained and used for the development of a more desirable organic electronic device.

従来、素子作製し、特性評価まで行わなければ最適な有機電子素子形成用材料の組成を選定できなかったが、本発明の組成選定方法によれば、異なる組成を有する複数の材料についてのスペクトルデータと異種分析手段で測定した分析データとを対比し、その化学状態を解析することができるので、従来のような素子作製・特性評価まで行わなくても、選定作業における方向性が明らかになるので、選定の大幅な簡略化が期待できる。さらに、界面紫外可視吸収スペクトルによる材料の電子状態、配向状態変化と、材料の化学構造、質量変化が何らかの相関を調べることもでき、経時変化、劣化の機構解明や、安定性向上のための対策検討への活用も期待できる。
Conventionally , it was not possible to select an optimal composition for forming an organic electronic device unless the device was manufactured and the characteristics were evaluated. However, according to the composition selection method of the present invention, spectral data for a plurality of materials having different compositions. And analytical data measured by different types of analysis means can be compared and the chemical state can be analyzed, so the direction of selection work can be clarified without the need for conventional device fabrication and characteristic evaluation. The selection can be greatly simplified. In addition, it is possible to investigate some correlation between changes in the electronic state and orientation state of the material by the interface UV-visible absorption spectrum and the chemical structure and mass change of the material. We can expect utilization for examination.

以下、本発明のスラブ型光導波路を利用したスペクトル測定手段について具体的に説明する。
Hereinafter, the spectrum measuring means using the slab type optical waveguide of the present invention will be specifically described.

(スラブ型光導波路を利用したスペクトル測定)
最初に、スラブ型光導波路を利用したスペクトル測定装置について説明する。スラブ型光導波路分光法は、分子や官能基の振動を捉える赤外分光法ではなく、電子状態やエネルギーバンドギャップに関わる短波長域の界面吸収特性を経時的に測定できる分光法である。そのため、化学結合や化学構造の変化を伴わない膜状態の微妙な変化や相違、ダイナミクスの分析に有効である。
(Spectrum measurement using slab type optical waveguide)
First, a spectrum measuring apparatus using a slab type optical waveguide will be described. Slab-type optical waveguide spectroscopy is not infrared spectroscopy that captures vibrations of molecules and functional groups, but is a method that can measure interfacial absorption characteristics in the short wavelength region related to the electronic state and energy band gap over time. Therefore, it is effective for analyzing subtle changes and differences in the film state and dynamics without any chemical bond or chemical structure changes.

図1は、スラブ型光導波路分光法の原理図である。スラブ型光導波路においては、光導波路基板1に光2を入れると、その光2が光導波路基板1の表面で全反射して進む。このとき、光導波路基板上に測定に供される塗布膜3を形成すると、基板内を全反射して進む光2の表面波が塗布膜中に僅かに染みこむ。この表面波は、エバネッセント波4と言われ、図1中に記載したように、塗布膜内に指数関数的に減衰しながら染みこむ。このときの染み込み深さ(dp)は、次式のように表される。下記式において、λは入射波波長、θは入射角度、n1は導波路基板の屈折率、n2は塗布膜もしくはサンプル膜周辺環境の屈折率である。   FIG. 1 is a principle diagram of slab type optical waveguide spectroscopy. In the slab type optical waveguide, when light 2 enters the optical waveguide substrate 1, the light 2 is totally reflected on the surface of the optical waveguide substrate 1 and proceeds. At this time, when the coating film 3 to be used for measurement is formed on the optical waveguide substrate, the surface wave of the light 2 that travels by being totally reflected inside the substrate soaks into the coating film slightly. This surface wave is called an evanescent wave 4 and penetrates into the coating film while being attenuated exponentially as described in FIG. The penetration depth (dp) at this time is expressed by the following equation. In the following equation, λ is the incident wave wavelength, θ is the incident angle, n1 is the refractive index of the waveguide substrate, and n2 is the refractive index of the environment around the coating film or the sample film.

Figure 0004209747
Figure 0004209747

このスラブ型光導波路においては、染み込み深さ(dp)が非常に浅く、調整により光導波路基板1の表面から1μm以内に存在する分子のみについての情報を選択的に且つ非破壊的に解析することができる。また、より薄い光導波路基板1を用いることにより、反射回数を増やすことができ、より高感度で測定することができる。このスラブ型光導波路を利用したスペクトル測定装置としては、特開平8−75639号公報及び特開2001−108611号公報に開示されている測定装置を挙げることができ、より具体的には、システムインスツルメンツ社製のSIS−50型装置を挙げることができる。   In this slab type optical waveguide, the penetration depth (dp) is very shallow, and information on only molecules existing within 1 μm from the surface of the optical waveguide substrate 1 is selectively and nondestructively analyzed by adjustment. Can do. Further, by using the thinner optical waveguide substrate 1, the number of reflections can be increased, and measurement can be performed with higher sensitivity. Examples of the spectrum measuring apparatus using the slab type optical waveguide include measuring apparatuses disclosed in Japanese Patent Laid-Open Nos. 8-75639 and 2001-108611, and more specifically, system instruments. The SIS-50 type | mold apparatus by a company can be mentioned.

図2は、特開平8−75639号公報に開示されているスラブ型光導波路を利用したスペクトル測定装置の一例を示す構成図である。図2において、光源10としては、遠紫外から遠赤外までのうち任意の波長範囲を持つ光を発射する光源が使用され、例えば、Xeランプが使用される。光チョッパー30は、光源10からの光を一定の周期の断続光にするものであり、光源10と入射光側光ファイバー31の間に設けられる。試料測定部は、入射光側レンズ11、出射光側レンズ15、入射光側プリズム12、出射光側プリズム14、スラブ型光導波路13、位置制御機構16を有している。入射光側レンズ11は、入射光側光ファイバー31の出口側の先端に設けられ、出射光側レンズ15は、出射光側光ファイバー32の入口側の先端に設けられる。なお、特開2001−108611号公報に記載のように、プリズムを使用しない光結合法を適用することもできる。   FIG. 2 is a block diagram showing an example of a spectrum measuring apparatus using a slab type optical waveguide disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-75639. In FIG. 2, as the light source 10, a light source that emits light having an arbitrary wavelength range from far ultraviolet to far infrared is used, for example, an Xe lamp is used. The light chopper 30 turns the light from the light source 10 into intermittent light having a constant period, and is provided between the light source 10 and the incident light side optical fiber 31. The sample measuring unit includes an incident light side lens 11, an outgoing light side lens 15, an incident light side prism 12, an outgoing light side prism 14, a slab type optical waveguide 13, and a position control mechanism 16. The incident light side lens 11 is provided at the distal end on the exit side of the incident light side optical fiber 31, and the outgoing light side lens 15 is provided at the distal end on the entrance side of the outgoing light side optical fiber 32. Note that, as described in JP 2001-108611 A, an optical coupling method that does not use a prism can be applied.

図3と図4は、スラブ型光導波路の平面図と断面図であり、入射光側プリズム12と出射光側プリズム14は、スラブ型光導波路13上に配置される。各プリズム12,14は、試料54と参照部分53をプリズムを付け直すことなく測定可能にするため、細長いものが使用される。スラブ光導波路13は、光導波路層52を支持するための基板51と、光導波路層52とからなる。スラブ光導波路13の片側部分には帯状に試料54が乗り、その反対側、即ち試料54のない部分は参照部分53となる。   FIGS. 3 and 4 are a plan view and a cross-sectional view of the slab type optical waveguide. The incident light side prism 12 and the outgoing light side prism 14 are arranged on the slab type optical waveguide 13. Each of the prisms 12 and 14 is elongated so that the sample 54 and the reference portion 53 can be measured without re-installing the prism. The slab optical waveguide 13 includes a substrate 51 for supporting the optical waveguide layer 52 and an optical waveguide layer 52. A sample 54 is placed in a strip shape on one side of the slab optical waveguide 13, and the opposite side, that is, the portion without the sample 54 becomes a reference portion 53.

検出部は、図2に示すように、分光器41、光電子増倍管43、増幅器44、及びコンピュータ42を有している。光源10から発射された白色光は、光チョッパー30で一定の周期の断続光にされた後、入射光側光ファイバー31に導入される。入射光側光ファイバー31に導入された断続光は、入射光側光ファイバー31を通り、出光側の先端に設けられた入射光側レンズ11で集光され、適当な角度で入射光側プリズム12に導入される。入射光側レンズ11で集光された断続光は、入射光側プリズム12に導入された後、スラブ型光導波路13の光導波路層52内に入射し、その光導波路層52内に入射した断続光は、光導波路層52内で全反射を繰返した後、光導波路層52内から出射し、出射光側プリズム14に導入される。出射光側プリズム14に導入された断続光は、出射光側光ファイバー32の入光側の先端に設けられた出射光側レンズ15により取り出され、出射光側光ファイバー32によって、分光器41に送られる。分光器41によって分光された断続光は、光電子増倍管43、増幅器44を経て、コンピュータ42に送られ演算処理されることにより、スペクトルが得られる。   As shown in FIG. 2, the detection unit includes a spectrometer 41, a photomultiplier tube 43, an amplifier 44, and a computer 42. The white light emitted from the light source 10 is converted into intermittent light having a constant period by the light chopper 30 and then introduced into the incident light side optical fiber 31. The intermittent light introduced into the incident light side optical fiber 31 passes through the incident light side optical fiber 31 and is collected by the incident light side lens 11 provided at the tip of the light output side, and is introduced into the incident light side prism 12 at an appropriate angle. Is done. The intermittent light collected by the incident light side lens 11 is introduced into the incident light side prism 12, then enters the optical waveguide layer 52 of the slab type optical waveguide 13, and is intermittently incident on the optical waveguide layer 52. The light repeats total reflection in the optical waveguide layer 52, then exits from the optical waveguide layer 52, and is introduced into the outgoing light side prism 14. The intermittent light introduced into the outgoing light side prism 14 is extracted by the outgoing light side lens 15 provided at the light incident side tip of the outgoing light side optical fiber 32 and sent to the spectroscope 41 by the outgoing light side optical fiber 32. . The intermittent light split by the spectroscope 41 is sent to the computer 42 via the photomultiplier tube 43 and the amplifier 44, and is subjected to arithmetic processing to obtain a spectrum.

図5は、本発明に好ましく適用するスラブ型光導波路を利用したスペクトル測定装置である。図5に示すスラブ型光導波路を利用したスペクトル測定装置は、多重反射型紫外可視吸収スペクトル測定と、蛍光発光スペクトル測定とを同時に行うことができる装置である。この測定装置は、塗布膜3と光導波路基板1との間の多重反射型紫外可視吸収スペクトルを検出する紫外可視吸収用CCD分光器7を備えている。また、光導波路から取り出される蛍光発光9を検出する蛍光用PMT分光器8を備えている。なお、符号5はプリズムであり、符号6は反射ミラーである。   FIG. 5 shows a spectrum measuring apparatus using a slab type optical waveguide preferably applied to the present invention. The spectrum measuring apparatus using the slab type optical waveguide shown in FIG. 5 is an apparatus capable of simultaneously performing multiple reflection type ultraviolet visible absorption spectrum measurement and fluorescence emission spectrum measurement. This measuring apparatus includes an ultraviolet-visible absorption CCD spectrometer 7 that detects a multiple reflection type ultraviolet-visible absorption spectrum between the coating film 3 and the optical waveguide substrate 1. Moreover, the fluorescence PMT spectrometer 8 which detects the fluorescence emission 9 taken out from the optical waveguide is provided. Reference numeral 5 is a prism, and reference numeral 6 is a reflection mirror.

この多重反射型紫外可視吸収スペクトル測定は、界面の電子状態変化と、化学結合変化との相関関係が明らかとなり、塗布膜3の官能基や化学構造由来の情報である紫外可視吸収スペクトルデータを入手するのに有効であり、蛍光発光スペクトル測定は、界面の電子状態変化と発光分光特性との関係が明らかとなり、特に有機EL素子特性において重要な発光特性情報である蛍光発光スペクトルデータを入手するのに有効である。   This multiple reflection type UV-visible absorption spectrum measurement reveals the correlation between the electronic state change at the interface and the chemical bond change, and obtains UV-visible absorption spectrum data, which is information derived from the functional group and chemical structure of the coating film 3. In the fluorescence emission spectrum measurement, the relationship between the change in the electronic state of the interface and the emission spectrum characteristic is clarified. In particular, the fluorescence emission spectrum data which is important emission characteristic information in the organic EL element characteristic is obtained. It is effective for.

このスペクトル測定装置は、上記の各分光器7,8から得られた経時的な分光情報を、解析装置101に出力する。図5に示す解析装置101は、得られた分光情報を解析可能に処理する機能を有するものであれば特に限定されず、パーソナルコンピュータ等の演算機能を内蔵した情報処理装置又は画像表示装置、又は演算素子を内蔵したプリンター装置等を挙げることができる。この解析装置101により、例えば図5に示すように、時間軸に対する分析情報を表示することができる。   This spectrum measuring apparatus outputs spectral information with time obtained from the above spectroscopes 7 and 8 to the analyzing apparatus 101. The analysis apparatus 101 shown in FIG. 5 is not particularly limited as long as it has a function of processing the obtained spectral information so as to be analyzable, and is an information processing apparatus or an image display apparatus incorporating a calculation function such as a personal computer, or A printer device with a built-in arithmetic element can be given. The analysis apparatus 101 can display analysis information with respect to the time axis, for example, as shown in FIG.

(有機電子素子形成用材料の組成選定方法)
本発明の組成選定方法は、上述したスラブ型の光導波路を利用したスペクトル測定手段と、1又は2以上の異種分析手段とを用いた組成選定方法であって、(i)異なる組成からなる複数の有機電子素子形成用材料を準備するプロセスと、(ii)前記複数の有機電子素子形成用材料のそれぞれについて、経時的な変化を生じさせる外的要素を印加し又は印加しながら、当該有機電子素子形成用材料と前記光導波路との界面の状態変化をスペクトルとして測定するプロセスと、(iii)前記複数の有機電子素子形成用材料のそれぞれについて、前記スペクトルを時間軸展開して、前記有機電子素子形成用材料に生じる変化を段階毎に前記異種分析手段で測定するプロセスと、(iv)前記複数の有機電子素子形成用材料のそれぞれについて、前記スペクトルのデータと、(v)前記各段階毎の異種分析データとを比較するプロセスと、(vi)前記複数の有機電子素子形成用材料それぞれから得られたスペクトルのデータと各段階毎の異種分析データとを対比して、最適な有機電子素子形成用材料の組成を選定するプロセスと、を有する。以下、(i)〜(vi)の各プロセスについて説明する。
(Composition selection method of organic electronic element forming material)
The composition selection method of the present invention is a composition selection method using the spectrum measuring means using the above-described slab type optical waveguide and one or more heterogeneous analyzing means, and (i) a plurality of different compositions A process for preparing the organic electronic element forming material, and (ii) applying or applying an external element that causes a change over time for each of the plurality of organic electronic element forming materials. A process for measuring a change in the state of the interface between the element forming material and the optical waveguide as a spectrum; and (iii) for each of the plurality of organic electronic element forming materials, the spectrum is expanded over time to A process of measuring the change occurring in the element forming material by the heterogeneous analysis means step by step; and (iv) the spectral data for each of the plurality of organic electronic element forming materials And (v) a process for comparing the heterogeneous analysis data at each stage, and (vi) spectral data obtained from each of the plurality of organic electronic element forming materials and heterogeneous analysis data at each stage. And a process for selecting the optimum composition of the organic electronic element forming material. Hereinafter, the processes (i) to (vi) will be described.

(準備プロセス)
本発明の組成選定方法の対象となる有機電子素子用材料は、例えば有機EL素子形成用材料においては、正孔輸送層用材料として、ポリチオフェン又はその誘導体を有する水系材料や、ポリビニルカルバゾール又はその誘導体を有する非水系材料を例に挙げることができる。また、発光層用材料としては、ポリフルオレン、ポリフェニレンビニレン又はそれらの誘導体を有する非水系材料を例に挙げることができる。なお、水分に弱い有機ELの性質状、水系材料で発光層を形成することは好ましくない。
(Preparation process)
The organic electronic device material that is the target of the composition selection method of the present invention is, for example, an organic EL device forming material, as a hole transport layer material, an aqueous material having polythiophene or a derivative thereof, polyvinylcarbazole or a derivative thereof. An example is a non-aqueous material having Moreover, as a material for light emitting layers, the non-aqueous material which has polyfluorene, polyphenylene vinylene, or those derivatives can be mentioned as an example. It should be noted that it is not preferable to form the light emitting layer with water-based materials and the nature of organic EL that is vulnerable to moisture.

水系の正孔輸送層用材料インキとしては、通常、ポリチオフェン又はその誘導体を1〜5重量%含有する水溶液若しくは水分散液が挙げられる。   Examples of the water-based hole transport layer material ink usually include an aqueous solution or an aqueous dispersion containing 1 to 5% by weight of polythiophene or a derivative thereof.

また、非水系の正孔輸送層用材料インキとしては、通常、ポリビニルカルバゾール又はその誘導体を1〜5重量%含有する有機溶剤溶液が挙げられる。   Moreover, as a non-aqueous type material ink for positive hole transport layers, the organic solvent solution which contains 1 to 5 weight% of polyvinyl carbazole or its derivative normally is mentioned.

また、非水系の発光層用インキとしては、通常、ポリフルオレン又はその誘導体を1〜5重量%含有する有機溶剤溶液が挙げられる。なお、有機溶剤としては、トルエンに代表される芳香族有機溶剤、ジクロロエタンに代表されるハロゲン系有機溶剤を用いることができる。   Moreover, as a non-aqueous light emitting layer ink, an organic solvent solution containing 1 to 5% by weight of polyfluorene or a derivative thereof is usually mentioned. In addition, as an organic solvent, the aromatic organic solvent represented by toluene and the halogen type organic solvent represented by dichloroethane can be used.

本発明の組成選定方法は、上述した有機電子素子形成用材料の構成成分の種類の選定、及び選定された構成成分の含有量の選定に好ましく適用される方法である。従って、本発明の組成選定方法の適用においては、先ず、異なる組成からなる複数の有機電子素子形成用材料(特に有機EL素子においてEL発光特性に大きな影響を与える発光層用材料)を準備する。   The composition selection method of the present invention is a method that is preferably applied to the selection of the types of constituent components of the organic electronic device forming material and the selection of the content of the selected constituent components. Therefore, in the application of the composition selection method of the present invention, first, a plurality of materials for forming an organic electronic element having different compositions (particularly, a material for a light emitting layer that greatly affects EL light emission characteristics in an organic EL element) is prepared.

準備された有機電子素子形成用材料として、例えば、ポリフルオレン誘導体が1重量%のp−キシレン溶液(有機EL素子形成用材料A。以下、A材料という。)と、o−キシレン溶液(有機EL素子形成用材料B。以下、B材料という。)とを例にして以下説明する。   Examples of the prepared organic electronic element forming material include a p-xylene solution (organic EL element forming material A, hereinafter referred to as A material) having a polyfluorene derivative of 1% by weight, and an o-xylene solution (organic EL). The element forming material B. Hereinafter, it will be described as an example.

(測定プロセスI)
次に、準備されたA材料とB材料のそれぞれについて、経時的な変化を生じさせる外的要素を印加し又は印加しながら、各材料からなる塗布膜3と光導波路基板1との界面の状態変化をスペクトルとして測定する。
(Measurement process I)
Next, for each of the prepared A material and B material, an external element that causes a change with time is applied or applied, and the state of the interface between the coating film 3 made of each material and the optical waveguide substrate 1 is applied. The change is measured as a spectrum.

塗布膜3に経時的に外的要素を印加することにより、例えば、塗布膜3の乾燥過程等、塗布膜形成過程における経時的なスペクトルを測定することができると共に、有機EL素子の劣化過程、その熟成処理過程、そのエージング処理過程又はその光照射処理過程における経時的なスペクトルを測定することができる。   By applying an external element to the coating film 3 over time, for example, a spectrum over time in the coating film forming process such as a drying process of the coating film 3 can be measured, and a deterioration process of the organic EL element, It is possible to measure a spectrum over time in the aging process, the aging process, or the light irradiation process.

ここで、塗膜形成過程とは、例えば、有機EL素子形成用のA材料又はB材料を光導波路基板上に塗布した後、それぞれの材料中に含まれる溶媒等が除去したり、化合物が反応したりして、膜に形成される経時変化過程のことである。また、劣化過程とは、例えば、形成された膜が徐々にその機能が低下する経時変化過程のことである。また、熟成処理過程とは、熱又は光エネルギーの外的要素の印加を伴わない、常温保存における経時変化のことである。また、エージング処理過程とは、熱エネルギーの外的要素の印加を伴った場合の経時変化のことである。また、光照射処理過程とは、光エネルギーの外的要素を伴った場合の経時変化のことである。   Here, the coating film forming process refers to, for example, after applying the A or B material for forming an organic EL element on the optical waveguide substrate, the solvent contained in each material is removed, or the compound reacts. In other words, it is a process of changing with time formed in the film. In addition, the deterioration process is, for example, a time-dependent change process in which the function of the formed film gradually decreases. The aging process is a change over time in normal temperature storage without applying an external element of heat or light energy. An aging process is a change with time when an external element of thermal energy is applied. The light irradiation process is a change with time when an external element of light energy is involved.

塗布膜は、有機EL素子形成用のA材料又はB材料を塗布して形成される膜である。塗布膜を形成するための材料としては、例えば、上記のA材料やB材料のようんば有機EL素子形成用材料のほか、有機半導体用材料、太陽電池用材料等を挙げることができる。より詳細には、有機EL素子形成用材料は、上述したように、発光材料であるクマリン等の低分子発光材料や、ポリフェニレンビニレン等の共役高分子材料等の有機化合物、及びトルエン、キシレン等の芳香族系溶剤や、ジクロロエタン等の含ハロゲン系溶剤等の有機溶剤が含まれる。なお、有機半導体形成用溶液や、有機太陽電池形成用溶液も有機EL素子形成用材料同様の有機溶剤が含まれる。   A coating film is a film | membrane formed by apply | coating A material or B material for organic EL element formation. Examples of the material for forming the coating film include materials for forming organic EL elements such as the above-described A material and B material, materials for organic semiconductors, materials for solar cells, and the like. More specifically, as described above, the organic EL element forming material is a light emitting material such as a low molecular light emitting material such as coumarin, an organic compound such as a conjugated polymer material such as polyphenylene vinylene, and toluene, xylene or the like. Organic solvents such as aromatic solvents and halogen-containing solvents such as dichloroethane are included. The organic semiconductor forming solution and the organic solar cell forming solution also contain an organic solvent similar to the organic EL element forming material.

外的要素を「印加し」とは、外的要素を一時的に印加した後に測定することであり、外的要素を「印加しながら」とは、外的要素を断続的又は継続的に印加しつつ測定することである。従って、塗布膜3の経時変化は、外的要素を一時的、断続的又は継続的に印加することにより付与することができる。   “Applying” an external element means measuring after applying the external element temporarily, and “while applying” an external element means applying the external element intermittently or continuously. While measuring. Therefore, the temporal change of the coating film 3 can be imparted by applying external elements temporarily, intermittently or continuously.

上記の外的要素とは、一時的、断続的又は継続的に印加される熱、光、電流及び磁気から選ばれる1又は2以上の要素のことである。塗布膜にこれらの外的要素を印加することにより、塗布膜の塗布膜形成過程、劣化過程、熟成処理過程、エージング処理過程、光照射処理過程等の経時変化情報を測定することができる。   The external element is one or more elements selected from heat, light, current, and magnetism applied temporarily, intermittently or continuously. By applying these external elements to the coating film, it is possible to measure time-varying information such as the coating film forming process, deterioration process, aging process, aging process, and light irradiation process of the coating film.

熱には、温熱と冷熱が含まれる。光には、レーザ(位相のそろった単色光)、紫外線、可視光線、赤外線等、波長の異なる光が含まれ、また、電子線、放射線が含まれ、また、X線、γ線等の放射も含まれる概念で定義する。電流は、直流でも交流でもよく、電流値も各種の値で印加可能である。磁気は、任意の磁場を与えた場合であり、磁石による磁場でも電磁石によるものでもよい。   Heat includes warm and cold. Light includes light with different wavelengths, such as laser (monochromatic light with uniform phase), ultraviolet light, visible light, infrared light, etc., and also includes electron beams and radiation, and radiation such as X-rays and γ-rays. Is defined by the concept that is also included. The current may be direct current or alternating current, and the current value can be applied in various values. Magnetism is a case where an arbitrary magnetic field is applied, and may be a magnetic field by a magnet or an electromagnet.

熱を印加する装置としては、例えば、ホットプレート、熱線ヒーター等が挙げられ、光を照射する装置としては、例えば、紫外線露光装置、電子線露光装置等が挙げられ、電流を印加する装置としては、例えば、直流電源装置又は交流電源装置が挙げられ、磁気を印加する装置としては、例えば、電磁石、強力永久磁石等が挙げられる。   Examples of the device for applying heat include a hot plate and a heat ray heater. Examples of the device for irradiating light include an ultraviolet exposure device and an electron beam exposure device. For example, a direct current power supply device or an alternating current power supply device can be used, and examples of the device for applying magnetism include an electromagnet and a strong permanent magnet.

また、一時的にとは、上述した外的要素を一度印加することにより、塗布膜の化学情報が経時的に変化するような場合に適用される印加スタイルである。また、断続的にとは、上述した外的要素を一定時間毎に印加することにより、塗布膜の化学情報が経時的に変化するような場合に適用される印加スタイルである。また、連続的にとは、上述した外的要素を絶え間なく連続して印加することにより、塗布膜の化学情報が経時的に変化するような場合に適用される印加スタイルである。   The term “temporarily” refers to an application style that is applied when the chemical information of the coating film changes with time by applying the above-described external element once. In addition, intermittently is an application style applied when the chemical information of the coating film changes with time by applying the above-described external elements at regular intervals. Continuously refers to an application style that is applied when the chemical information of the coating film changes over time by continuously applying the above-described external elements.

本発明においては、塗布膜の材料特性に応じて、または、印加する外的要素と塗布膜との間の関係に応じて、各種の外的要素から適当な外的要素を選択する。このとき、1種類の外的要素を印加してもよいし、2種類以上の外的要素を印加してもよい。2種類以上の外的要素を印加する場合には、各外的要素の印加スタイル(一時的、断続的、連続的)は同じにしてもよいし、異なる印加スタイルにしてもよい。例えば、一の外的要素は連続的に印加し、他の一の外的要素は断続的に印加することもできる。   In the present invention, an appropriate external element is selected from various external elements according to the material characteristics of the coating film or according to the relationship between the applied external element and the coating film. At this time, one type of external element may be applied, or two or more types of external elements may be applied. When two or more types of external elements are applied, the application style (temporary, intermittent, continuous) of each external element may be the same or different. For example, one external element can be applied continuously and the other external element can be applied intermittently.

本発明の組成選定方法の測定プロセスIでは、塗布膜と光導波路との界面状態の経時変化情報を得ることができる。こうして得られた情報は、乾燥過程、劣化過程、熱熟成過程、エージング処理過程又は光照射処理過程における膜界面の電子状態の解析において有効に利用される。   In the measurement process I of the composition selection method of the present invention, it is possible to obtain time-dependent information on the interface state between the coating film and the optical waveguide. The information thus obtained is effectively used in the analysis of the electronic state of the film interface in the drying process, deterioration process, thermal aging process, aging process or light irradiation process.

(測定プロセスII)
次に、準備されたA材料とB材料のそれぞれについて、上記のスラブ型光導波路を利用して得られたスペクトルを時間軸展開して、A材料とB材料のそれぞれに生じる変化を段階毎に異種分析手段で測定する。
(Measurement process II)
Next, with respect to each of the prepared A material and B material, the spectrum obtained using the slab type optical waveguide is developed on the time axis, and changes occurring in each of the A material and the B material are shown for each stage. Measure with a heterogeneous analytical tool.

異種分析手段としては、熱分析手段、質量分析手段及び分光分析手段から選ばれる1又は2以上の手段が好ましく挙げられるが、これら以外でもよく、例えば、核磁気共鳴分析(NMR)、顕微鏡観察等の異種分析手段が利用可能である。   As the heterogeneous analysis means, one or more means selected from thermal analysis means, mass analysis means and spectroscopic analysis means are preferably mentioned, but other means may be used, for example, nuclear magnetic resonance analysis (NMR), microscopic observation, etc. Different types of analysis means can be used.

熱分析手段としては、熱重量減少変化測定(TGA)、示差熱分析測定(DSC)、昇温脱離ガス分析測定(TDS)等を挙げることができる。これらのうち、熱重量減少変化測定(TGA)や示差熱分析測定(DSC)等の一般的な熱分析手段を連動させることによって、界面の重量変化やエネルギー変化に関する情報を入手することができ、界面の電子状態変化と膜の熱的挙動変化との関係が明らかとなる。また、質量分析測定装置としては、一般的な質量分析装置(MS)を連動させることにより、膜界面の熱的変化や経時的変化中に生じたガス成分に関する情報を入手することができ、アウトガス分析結果との間では、界面の電子状態変化と、変化の過程で膜より生じる分解物、アウトガス成分との関係が明らかとなる。また、分光分析装置としては、赤外分光測定(IR)、蛍光発光分光測定、ラマン分光測定、X線光電子分光測定(XPS)、和周波分光測定(SFG)、第2高調波分光測定(SHG)等を挙げることができる。これらのうち、赤外分光測定(IR)を連動させることにより、化学結合や、化学構造変化に関する情報を入手することができ、界面の電子状態と膜の化学構造変化、変質との関係が明らかとなる。   Examples of the thermal analysis means include thermal weight loss change measurement (TGA), differential thermal analysis measurement (DSC), temperature programmed desorption gas analysis measurement (TDS), and the like. Among these, by interfacing with general thermal analysis means such as thermogravimetric decrease change measurement (TGA) and differential thermal analysis measurement (DSC), information on the interface weight change and energy change can be obtained, The relationship between the change in the electronic state of the interface and the change in the thermal behavior of the film becomes clear. In addition, as a mass spectrometric measurement device, by linking a general mass spectrometric device (MS), it is possible to obtain information on gas components generated during thermal changes and temporal changes at the film interface, and outgassing. Between the analysis results, the relationship between the change in the electronic state of the interface and the decomposition products and outgas components generated from the film during the change process becomes clear. The spectroscopic analyzers include infrared spectroscopic measurement (IR), fluorescence emission spectroscopic measurement, Raman spectroscopic measurement, X-ray photoelectron spectroscopic measurement (XPS), sum frequency spectroscopic measurement (SFG), and second harmonic spectroscopic measurement (SHG). And the like. Of these, information on chemical bonds and chemical structure changes can be obtained by linking infrared spectroscopy (IR), and the relationship between the electronic state of the interface and the chemical structure change and alteration of the film is clear. It becomes.

また、その他の異種分析手段について、核磁気共鳴分析装置としては、パルス核磁気共鳴分析測定や固体核磁気共鳴分析測定等を挙げることができる。これら一般的な核磁気共鳴分析を連動させることによって、緩和時間変化、化学構造変化との関係が明らかになる。また、電子顕微鏡や蛍光顕微鏡等による顕微鏡観察と連動させることにより、形状や形態変化との関係が明らかになる。   As for other heterogeneous analysis means, examples of the nuclear magnetic resonance analyzer include pulse nuclear magnetic resonance analysis and solid state nuclear magnetic resonance analysis. By linking these general nuclear magnetic resonance analyses, the relationship between relaxation time changes and chemical structure changes becomes clear. Further, by linking with microscopic observation with an electron microscope, a fluorescence microscope, or the like, the relationship with the shape and shape change becomes clear.

時間軸展開とは、一定時間間隔で取り込んだデータを整理し、3次元的に時系列表示することであり、例えば、加熱処理時に乾燥するスペクトル変化を数秒毎に時系列表示することなどが挙げられる。
Time axis expansion is to organize the data captured at regular time intervals and display them in a three-dimensional time series, for example, to display the time series of changes in the spectrum that dry during the heat treatment every few seconds. It is done.

また、A材料とB材料のそれぞれに生じる変化を段階毎に異種分析手段で測定するとは、例えば、それぞれ段階的にTGAなどの熱分析測定や、MSなどの質量分析測定を測定し、データ解析することである。このとき、段階的にとは、A材料とB材料のそれぞれに生じる変化が複数の段階に分かれている場合において、それぞれの段階毎の状態を作り、その状態に維持した状態で異種分析データを測定することである。なお、A材料とB材料のそれぞれに生じる変化が複数の段階に分かれていない場合には、一定の時間を設定し、その間隔毎に測定を行うこととする。   In addition, measuring the change occurring in each of the A material and the B material with the heterogeneous analysis means for each step means, for example, measuring the thermal analysis measurement such as TGA or the mass spectrometry measurement such as MS in each step, and analyzing the data. It is to be. At this time, stepwise means that in the case where changes occurring in each of the A material and the B material are divided into a plurality of steps, a state for each step is created and the heterogeneous analysis data is maintained in that state. Is to measure. In addition, when the change which arises in each of A material and B material is not divided into several steps, suppose that fixed time is set and it measures at the space | interval.

本発明の組成選定方法の測定プロセスIIでは、スペクトルを時間軸展開して、A材料とB材料のそれぞれに生じる変化を段階毎に異種分析手段で測定する。この場合には、異種分析手段の測定条件を、塗布膜の段階毎の状態と同じ状態に保持して測定することが重要であり、その結果、得られた分析データは、例えば、材料の化学構造変化、物質の重量変化の解析において有効に利用される。   In the measurement process II of the composition selection method of the present invention, the spectrum is developed on the time axis, and changes occurring in each of the A material and the B material are measured by the heterogeneous analysis means for each stage. In this case, it is important to perform measurement while maintaining the measurement conditions of the heterogeneous analysis means in the same state as the state of each stage of the coating film, and as a result, the obtained analysis data is, for example, the chemistry of the material. It is effectively used in the analysis of structural changes and material weight changes.

(比較プロセス)
次に、準備されたA材料とB材料のそれぞれについて、後述の図6にも示すように、上記のスラブ型光導波路を利用して得られたスペクトルデータと、上記の各段階毎の異種分析データとを比較する。
(Comparison process)
Next, for each of the prepared A material and B material, as shown in FIG. 6 to be described later, the spectrum data obtained by using the slab type optical waveguide and the heterogeneous analysis at each stage described above. Compare the data.

上述スペクトルデータと異種分析データとは、それぞれのデータを、段階毎、あるいは一定時間隔毎に多重表示することにより比較される。スラブ型光導波路より得られたスペクトルの時間軸展開において、特異的な変化が確認された場合、その段階における異種分析測定において対応するような特異的変化が起こっているか否かを確認する。この比較の結果、両データ変化に相関が得られた場合には、材料の電子状態、配向状態変化と、材料の化学構造、質量変化が何らかの相関をもって発生していることが予想される。場合によっては、スラブ型光導波路より得られたスペクトルデータの特異的変化のみ、あるいは、異種分析データの特異的変化のみが観測され、相関が確認されない場合もあるが、いずれも場合も最終的な製品性能に悪影響を与えることが懸念される。 The above-mentioned spectrum data and heterogeneous analysis data are compared by displaying each data in multiple steps or at certain time intervals. When a specific change is confirmed in the time base expansion of the spectrum obtained from the slab type optical waveguide, it is confirmed whether or not a specific change corresponding to the heterogeneous analysis measurement at that stage has occurred. As a result of this comparison, when a correlation is obtained between both data changes, it is expected that the electronic state and orientation state change of the material and the chemical structure and mass change of the material are generated with some correlation. In some cases, only specific changes in the spectral data obtained from the slab type optical waveguide or only specific changes in the heterogeneous analysis data are observed, and correlation may not be confirmed. There is concern about adverse effects on product performance.

(選定プロセス)
次に、準備されたA材料とB材料のそれぞれから得られたスペクトルデータと、各段階毎の異種分析データとを比較して、最適な有機電子素子形成用材料の組成を選定する。
(Selection process)
Next, the spectrum data obtained from each of the prepared A material and B material is compared with the heterogeneous analysis data at each stage, and the optimum composition of the organic electronic element forming material is selected.

この選定プロセスでは、上述の比較プロセスで得られた各材料毎のスペクトルデータと異種分析との比較結果をもとに、材料間の対比が行われる。すなわち、A材料の比較結果と、B材料の比較結果とを対比し、両者の対比から明らかになる結果に基づいて最適な材料が選定される。   In this selection process, comparison between materials is performed based on the comparison result between the spectral data for each material obtained in the above comparison process and the heterogeneous analysis. That is, the comparison result of the A material is compared with the comparison result of the B material, and the optimum material is selected based on the result that is clear from the comparison between the two.

特に、有機エレクトロルミネッセンス素子用材料として選定される場合には、熱熟成過程、エージング処理又は光照射処理過程において、スラブ型光導波路より得られたスペクトルデータの変化においても、異種分析データの変化においても、強度の急激な変化やピークシフト等の特異的な挙動が確認された場合は、通常、結晶化、凝集、材料の変質や分解等が生じ、結果として素子特性の低下を引き起こすため、不適当な材料組成であると判断される。従って、スラブ型光導波路より得られたスペクトルデータの変化においても特異な変化がなく、且つ、異種分析データの変化においても特異な変化のない材料組成が最適な材料組成として選定される。   In particular, when selected as a material for an organic electroluminescence element, in the process of thermal aging, aging process or light irradiation process, even in the change of spectral data obtained from the slab type optical waveguide, However, if a specific behavior such as an abrupt change in intensity or a peak shift is confirmed, crystallization, agglomeration, material alteration or decomposition, etc. usually occur, resulting in deterioration of device characteristics. It is determined that the material composition is appropriate. Accordingly, a material composition that does not have a specific change even in a change in spectral data obtained from a slab type optical waveguide and that does not have a specific change in a change in heterogeneous analysis data is selected as an optimum material composition.

例えば、A材料の各測定から、時間軸展開した際に、スラブ型光導波路より得られたスペクトルデータの変化においても特異な変化がなく、且つ、異種分析データの変化においても特異な変化のないという比較結果が得られ、B材料の各測定から、時間軸展開した際に、いずれかのデータの変化において特異的な変化が確認された場合は、A材料を、最適な材料組成と選定される。   For example, when the time axis is expanded from each measurement of the A material, there is no specific change in the spectral data obtained from the slab type optical waveguide, and there is no specific change in the change in the heterogeneous analysis data. A comparison result is obtained, and if a specific change is confirmed in any of the data changes when the time axis is expanded from each measurement of the B material, the A material is selected as the optimum material composition. The

なお、スラブ型光導波路より得られたスペクトルデータの変化においても異種分析データの変化においても特異な変化が確認された場合には、素子特性の低下や、製品性能ロットぶれの問題が危惧され、有機エレクトロルミネッセンス素子用材料としては、特に避けるべき材料組成と判断される。   In addition, in the case of changes in the spectral data obtained from the slab type optical waveguide and in the heterogeneous analysis data, if there is a peculiar change, there is a concern about the deterioration of device characteristics and the problem of product performance lot fluctuation, As a material for organic electroluminescence elements, it is judged that the material composition should be particularly avoided.

成膜する際に行う処理方法(熟成、エージング又は光照射処理等)中の時間軸展開で同様の選定を行い、最適な組成選択、不適な組成排除を行うことにより、効率的且つ高精度で、有機エレクトロルミネッセンス素子用材料組成選定を行うことができる。   Efficient and highly accurate by performing the same selection in the time axis development during the processing method (ripening, aging, light irradiation processing, etc.) performed at the time of film formation, and selecting the optimum composition and removing the inappropriate composition. The material composition for the organic electroluminescence element can be selected.

しかしながら、有機エレクトロルミネッセンス素子以外で、結晶化やある特定の変質が好まれる材料用途があった場合には、上述の選定基準は逆になる。即ち、スラブ型光導波路より得られたスペクトルデータの変化においても異種分析データの変化においても特異な変化が確認されたB材料が、この別用途に関しては最適な材料組成と成り得る。   However, if there is a material application that favors crystallization or certain alteration other than organic electroluminescence elements, the above selection criteria are reversed. That is, the B material in which a peculiar change is confirmed in the change of the spectrum data obtained from the slab type optical waveguide and the change of the heterogeneous analysis data can be an optimum material composition for this different application.

(情報処理プロセス)
本発明の組成選定方法には、準備されたA材料とB材料又はそれらの各材料から得られる有機電子素子の同一界面における測定結果の二次元情報と、その測定結果の経時情報とを合わせて三次元データとし、その三次元データを用いて上記のA材料及びB材料と光導波路との界面の状態変化を解析する情報処理プロセスを加えることができる。
(Information processing process)
In the composition selection method of the present invention, the prepared A material and B material or the two-dimensional information of the measurement result at the same interface of the organic electronic element obtained from each of these materials and the time-lapse information of the measurement result are combined. An information processing process for analyzing the state change of the interface between the A material and the B material and the optical waveguide can be added using the three-dimensional data.

二次元情報とは、平面に形成された塗布膜または素子の面情報(X軸−Y軸)のことであり、三次元データとは、その面内の膜又は素子の経時データの変化を時間軸としてZ軸で表した3次元の状態変化のデータである。本発明では、この三次元データで解析することにより、膜又は素子の面内分布での経時的な状態変化を追跡することができる。   The two-dimensional information is the surface information (X axis-Y axis) of the coating film or element formed on the plane, and the three-dimensional data is the change in the temporal data of the film or element in the surface over time. It is data of a three-dimensional state change represented by the Z axis as an axis. In the present invention, by analyzing with this three-dimensional data, it is possible to track the change in state over time in the in-plane distribution of the film or element.

また、上述したスペクトルデータ及び分析データ、さらにそれらの解析結果を、A材料とB材料で形成された有機電子素子の特性データと比較し、両者の関係をより解析することができる。有機電子素子の特性データとしては、例えば、エネルギー変換効率データ、寿命、安定性データ等を挙げることができる。例えば、有機EL素子においては、発光効率データ、発光輝度データ、発光寿命データ等が挙げられる。この特性データは、コンピュータに入力され、スラブ型光導波路を利用したスペクトル測定装置で測定されたスペクトルデータや異種分析手段により測定された分析データと対比される。対比した結果、特性データの特異的な結果が、スペクトルデータ及び分析データ、さらにそれらの解析結果に対応している場合に、そのスペクトルデータが示す界面挙動の状態変化が特性に影響していることが明らかになる。   Further, the above-described spectrum data and analysis data, and further their analysis results can be compared with the characteristic data of the organic electronic element formed of the A material and the B material, and the relationship between them can be further analyzed. Examples of the characteristic data of the organic electronic element include energy conversion efficiency data, lifetime, stability data, and the like. For example, in an organic EL element, light emission efficiency data, light emission luminance data, light emission lifetime data, and the like can be given. This characteristic data is input to a computer and compared with spectrum data measured by a spectrum measuring apparatus using a slab type optical waveguide or analysis data measured by a heterogeneous analysis means. As a result of comparison, when the specific result of the characteristic data corresponds to the spectral data and analytical data, and also to the analytical results, the state change of the interface behavior indicated by the spectral data has an effect on the characteristic. Becomes clear.

図6は、本発明の組成選定方法についてまとめたものである。本発明の組成選定方法によれば、複数の有機電子素子形成用材料(A材料とB材料)のそれぞれについて、外的要素を付加して塗膜状態を経時的に変化させた際における、塗膜界面の状態分析データと、個々の場面における塗膜バルクの分析データとから、材料の状態変化情報を捉えることができる。その結果、A材料及びB材料が備える経時的な状態変化挙動を明らかにでき、A材料とB材料で作製した各有機電子素子の経時的な特性変化を予測することができるので、最適な有機電子素子を開発するための知見を得て、より望ましい有機電子素子の開発に利用できる。   FIG. 6 summarizes the composition selection method of the present invention. According to the composition selection method of the present invention, each of a plurality of materials for forming an organic electronic element (A material and B material) is applied when an external element is added and the coating state is changed over time. The state change information of the material can be captured from the state analysis data of the film interface and the analysis data of the coating film bulk in each scene. As a result, it is possible to clarify the time-dependent state change behavior of the A material and the B material, and to predict the time-dependent characteristic change of each organic electronic device made of the A material and the B material. Knowledge for developing electronic devices can be obtained and used to develop more desirable organic electronic devices.

なお、本発明の組成選定方法は、上述したA材料とB材料のような有機EL素子形成用材料等の有機電子素子形成用材料以外でも適用可能である。例えば、液相から固体膜、固体膜から液相へ、気相から固体膜(蒸着を含む)、固体膜から気相へ(昇華を含む)、液相から気相、気相から液相、結晶からアモルファス、アモルファスから結晶などの相転移を含む状態変化を伴うものの解析にも有効である。より具体的には、蒸着膜形成プロセス、接着剤接着プロセス、塗膜(有機溶剤を含む塗料、漆又は漆と同じメカニズムで固体膜に変化するもの)の乾燥工程、機能性材料(可塑剤、添加剤を含む)を添加した高分子樹脂整形プロセス、電位をかけた液晶の配向等を含む相の変化過程を化学状態で解析する解析プロセスとして、有効に利用可能である。   The composition selection method of the present invention can be applied to materials other than organic electronic element forming materials such as organic EL element forming materials such as the A material and B material described above. For example, liquid phase to solid film, solid film to liquid phase, gas phase to solid film (including vapor deposition), solid film to gas phase (including sublimation), liquid phase to gas phase, gas phase to liquid phase, It is also effective for analysis of state changes including phase transition such as crystal to amorphous and amorphous to crystal. More specifically, a deposition film forming process, an adhesive bonding process, a coating film (coating containing an organic solvent, a lacquer or a lacquer or a lacquer that changes to a solid film), a functional material (plasticizer, It can be effectively used as an analytical process for analyzing in a chemical state a phase change process including a polymer resin shaping process to which an additive is added) and an orientation of liquid crystal to which a potential is applied.

また、上記においては、有機EL素子形成用材料のA材料とB材料を例にして説明したが、必ずしもこれらに限られるものではなく、3種類以上の複数の材料を対比して最適な材料を選定することができる。   In the above description, the A and B materials of the organic EL element forming material have been described as examples. However, the present invention is not necessarily limited thereto, and an optimum material is selected by comparing three or more types of materials. Can be selected.

(組成選定方法に用いられる装置)
本発明の有機電子素子形成用材料の組成選定方法に用いられる装置51は、例えば、図7に示すようにスラブ型の光導波路を利用したスペクトル測定手段52と、1又は2以上の異種分析手段56とを用いた装置であり、上述した本発明の組成選定方法を実現する装置である。この装置51には、経時的な変化を生じさせる外的要素を印加する手段(図示しない)が備えられる。また、スペクトルデータと、各段階毎の分析データ又は経時的な分析データとを比較する手段53,54,55が備えられる。その手段としては、データ解析用のコンピュータ53が使用され、解析データを表示又は出力する装置としては、ディスプレイ装置54又はプリンタ装置55等が使用される。
(Apparatus used for composition selection method)
The apparatus 51 used for the composition selection method of the material for forming an organic electronic element of the present invention includes, for example, a spectrum measuring means 52 using a slab type optical waveguide as shown in FIG. 56 is a device that realizes the above-described composition selection method of the present invention. The device 51 is provided with means (not shown) for applying an external element that causes a change over time. Means 53, 54, and 55 are provided for comparing the spectrum data with the analysis data for each stage or the analysis data over time. As the means, a computer 53 for data analysis is used, and as a device for displaying or outputting the analysis data, a display device 54 or a printer device 55 is used.

これらの態様の装置においては、(i)スペクトル測定手段が、紫外可視吸収スペクトル測定用の分光器であることが好ましく、(ii)異種分析手段が、熱分析装置、質量分析装置及び分光分析装置から選ばれる1又は2以上の装置であることが好ましく、(iii)外的要素の印加手段は、一時的、断続的又は継続的に印加可能な加熱装置、光照射装置、電流電源及び磁気装置から選ばれる1又は2以上の装置であることが好ましい。これらの詳細は、上述したとおりである。   In the apparatus of these embodiments, (i) the spectrum measuring means is preferably a spectroscope for ultraviolet-visible absorption spectrum measurement, and (ii) the heterogeneous analyzing means is a thermal analyzer, a mass spectrometer, and a spectrometer It is preferable that the device is one or two or more devices selected from: (iii) the external element application means is a heating device, a light irradiation device, a current power source, and a magnetic device that can be applied temporarily, intermittently or continuously. It is preferable that it is 1 or 2 or more apparatuses chosen from these. These details are as described above.

以下、実施例及び比較例により本発明をさらに詳しく説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples and Comparative Examples.

(実施例1)
準備プロセス:
有機EL素子形成用材料として、同一のEL発光材料を異なる有機溶剤に溶解された溶液を用意した。具体的には、EL発光材料としてADS社製の高分子緑発光材料を用い、有機溶剤としては、有機溶媒としては、o-キシレン、m-キシレン、p-キシレン、エチルベンゼン、汎用キシレン(o−キシレン:25%、m−キシレン:43%、p−キシレン:18%、エチルベンゼン:14%)を用い、5種類の有機EL素子形成用材料を調製した。なお、高分子緑発光材料は、各溶媒中に1重量%となるように調製した。
Example 1
Preparation process:
As an organic EL element forming material, a solution in which the same EL light emitting material was dissolved in different organic solvents was prepared. Specifically, a polymer green light emitting material manufactured by ADS is used as the EL light emitting material, and the organic solvent is o-xylene, m-xylene, p-xylene, ethylbenzene, general-purpose xylene (o- Xylene: 25%, m-xylene: 43%, p-xylene: 18%, ethylbenzene: 14%) were used to prepare five types of organic EL element forming materials. The polymer green light emitting material was prepared so as to be 1% by weight in each solvent.

測定プロセスI:
スラブ型光導波路分光法を利用した界面紫外可視分光測定装置(システムインスツルメンツ社製、SIS−50型)を用いて、上述した有機EL素子形成用材料でスピンコーティング成膜した塗布膜の乾燥過程の経時的な界面紫外可視吸収スペクトルデータを測定した。測定は、溶媒種の異なる上述した溶液を、合成石英からなる光導波路基板(システムインスツルメンツ社製)の上に0.1mL滴下し、その後、室温で徐々に乾燥させて塗布膜中の溶媒種を揮発させ、乾燥過程における経時的なスペクトルデータを測定した。このとき、エバネッセント波の染み込み深さは約1μmであり、約2秒間隔で測定した。図9は、m-キシレン(A)とo-キシレン(B)についての乾燥過程における塗布膜の界面紫外可視吸収スペクトルである。図9中、1〜4の符号は、経時的な測定順を示している。図9の結果からわかるように、m-キシレン(A)とo-キシレン(B)とは、乾燥過程における界面紫外可視吸収スペクトルが異なっている。なお、p-キシレン及び汎用キシレンを溶媒種とした溶液を用いたものは、o-キシレン(B)と同じ結果であった。(A)の時間軸展開からは明らかな特異的な挙動(吸収強度変化、極大ピーク変化)が確認されたが、(B)の時間軸展開からはそのような大きな変化は確認されなかった。
Measurement process I:
Using an interfacial ultraviolet-visible spectrometer (SIS-50, manufactured by System Instruments, Inc.) using slab optical waveguide spectroscopy, the drying process of the coating film formed by spin coating with the organic EL element forming material described above Interfacial UV-visible absorption spectrum data was measured over time. The measurement is performed by dropping 0.1 mL of the above-mentioned solutions having different solvent types onto an optical waveguide substrate made of synthetic quartz (manufactured by System Instruments Co., Ltd.), and then gradually drying at room temperature to change the solvent types in the coating film. After volatilization, spectral data over time during the drying process were measured. At this time, the penetration depth of the evanescent wave was about 1 μm and was measured at intervals of about 2 seconds. FIG. 9 is an interface ultraviolet-visible absorption spectrum of the coating film in the drying process for m-xylene (A) and o-xylene (B). In FIG. 9, reference numerals 1 to 4 indicate the measurement order over time. As can be seen from the results in FIG. 9, m-xylene (A) and o-xylene (B) have different interface ultraviolet-visible absorption spectra in the drying process. In addition, what used the solution which used p-xylene and general purpose xylene as a solvent seed was the same result as o-xylene (B). A clear specific behavior (absorption intensity change, maximum peak change) was confirmed from the time axis development of (A), but such a large change was not confirmed from the time axis development of (B).

測定プロセスII:
次に、異種分析手段として、(A)の系において特異的な挙動が確認された段階における熱重量減少(TGA)を測定した。乾燥過程の重量減少プロファイルを時間軸展開した結果、(B)の系においては、溶剤の揮発に伴う重量減少の度合いがほぼ一定で、徐々に芳香族溶剤が揮発していっていることが示されたが、(A)の系においては、重量減少プロファイルに、特異的な変化が確認された。一定の段階で、重量減少度(溶剤揮発度)が大きくなる点が存在した。
Measurement process II:
Next, as a heterogeneous analysis means, thermogravimetric loss (TGA) at a stage where a specific behavior was confirmed in the system (A) was measured. As a result of developing the weight reduction profile of the drying process over time, the degree of weight reduction accompanying the volatilization of the solvent is almost constant in the system (B), and the aromatic solvent is gradually evaporating. However, in the system (A), a specific change was confirmed in the weight loss profile. There was a point where the weight loss (solvent volatility) increased at a certain stage.

なお、質量分析によるアウトガス分析の結果、減少した重量部分(アウトガス)が、使用していた有機溶剤であることは確認された。 As a result of outgas analysis by mass spectrometry, it was confirmed that the reduced weight portion (outgas) was the organic solvent used.

比較プロセス:
(A)の系においては、測定プロセスIにおいて、特異的な変化が確認された時点付近で、溶剤の揮発が著しくなっていることが分かり、ここで、材料の結晶化、配向変化が形成されたものと考えられる。材料の電子状態、配向状態変化と、材料の化学構造、質量変化が何らかの相関をもって特異的な変化を起こしたものと考えられる。一方、(B)においてはそのような減少は確認されなかった。
Comparison process:
In the system (A), it can be seen that in the measurement process I, the volatilization of the solvent is remarkable in the vicinity of the time when the specific change is confirmed. Here, the crystallization of the material and the orientation change are formed. It is thought that. It is considered that the change in the electronic state and orientation state of the material and the chemical structure and mass change of the material caused a specific change with some correlation. On the other hand, such a decrease was not confirmed in (B).

選定プロセス:
有機エレクトロルミネッセンス素子において、発光材料の結晶化は材料の性能を低下させる致命的な問題である。従って、比較の結果、アモルファスな膜の形成がなされる、(B)の組成が最適な材料組成であると選定された。
Selection process:
In an organic electroluminescence element, crystallization of a light emitting material is a fatal problem that deteriorates the performance of the material. Therefore, as a result of comparison, the composition (B), which forms an amorphous film, was selected as the optimum material composition.

(実施例2)
実施例1の準備プロセス同様の材料を用意し、室温乾燥ではなく、ドライヤー送熱風によるエージングプロセス過程において、実施例1の測定プロセスI、II同様にスラブ型光導波路分光法を利用した界面紫外可視分光測定、異種分析手段である熱重量減少測定を行い、それぞれエージングプロセス中の、時間軸展開を行った。その結果、(A)の系においては、光導波路分光法を利用した界面紫外可視分光スペクトル変化においても、熱重量減少挙動においても特異的な変化を示し、特異的な変化を示さなかった(B)とは明らかな相違を確認した。従って、エージングプロセスを伴うような有機エレクトロルミネッセンス素子形成法を採用する場合においても、やはり、最適組成として(B)が選定された。
(Example 2)
Materials similar to the preparation process of Example 1 were prepared, and the interface UV visible using slab type optical waveguide spectroscopy was used in the aging process process by the hot air of the dryer instead of drying at room temperature as in the measurement processes I and II of Example 1. Spectral measurement and thermogravimetric loss measurement, which is a different kind of analysis means, were performed, and time axis development was performed during the aging process. As a result, the system (A) showed a specific change in the interface UV-visible spectroscopic spectrum change using the optical waveguide spectroscopy and the thermogravimetric decrease behavior, and showed no specific change (B ) And a clear difference. Therefore, even when an organic electroluminescence element forming method that involves an aging process is employed, (B) is still selected as the optimum composition.

(実施例3)
次に、実際に材料(A)及び(B)を用いて、有機EL素子を作成し、発光特性データを測定した。有機EL素子膜の特性データは、ガラス基板/ITO(陽極)/PEDOT・PPS(正孔輸送層)/有機EL素子膜(電子輸送層兼発光層)/Ca層/Ag(陰極)の層構成からなる有機EL素子の電圧−輝度特性(表1参照)、電圧−発光効率特性(表1参照)、発光寿命特性(表1参照)を測定することにより解析し、検討した。表1の結果から明らかなように、m-キシレンにおいては、他の溶媒種に比べ、輝度が1桁低く、効率も1/3であり、著しく短寿命であった。
(Example 3)
Next, an organic EL element was actually created using materials (A) and (B), and emission characteristic data was measured. The characteristic data of the organic EL element film is the layer configuration of glass substrate / ITO (anode) / PEDOT / PPS (hole transport layer) / organic EL element film (electron transport layer / light emitting layer) / Ca layer / Ag (cathode). The organic EL device was analyzed and examined by measuring the voltage-luminance characteristics (see Table 1), voltage-luminescence efficiency characteristics (see Table 1), and luminescence lifetime characteristics (see Table 1). As is clear from the results in Table 1, m-xylene has a significantly shorter lifetime with a luminance one order of magnitude lower than that of other solvent types and an efficiency of 1/3.

実施例1で確認された光導波路分光法測定より得られたスペクトル変化の特異的な変化と、熱重量減少測定より得られた特異的な変化は、以下のように考察される。まず、熱重量減少測定の結果から、乾燥過程における溶媒種からなるπ電子層が塗布膜から一気に抜けることを示しているものと推察される。すなわち、乾燥過程の初期においては、光導波路基板面に並行なπ電子平面(高分子有機化合物)/並行なπ電子層(溶媒)/並行なπ電子平面(高分子有機化合物)の積層構造が一時的に形成されているものと考えられ、その後、乾燥が進むと、溶媒が一気に揮発し、上記の並行なπ電子層(溶媒)が抜け、図9(A)に示すように劇的な吸収強度の変化が生じると考えられる。その結果、光導波路基板面に並行なπ電子平面(高分子有機化合物)/並行なπ電子平面(高分子有機化合物)からなる積層構造がそのままの状態で安定化すると考えられる。そうしたことは、その後の乾燥過程において吸収強度に変化が生じないことからも説明できる。   The specific change of the spectral change obtained from the optical waveguide spectroscopy measurement confirmed in Example 1 and the specific change obtained from the thermogravimetric reduction measurement are considered as follows. First, it can be inferred from the results of the thermogravimetric decrease measurement that the π-electron layer composed of the solvent species in the drying process escapes from the coating film all at once. That is, in the initial stage of the drying process, the laminated structure of π electron plane (polymer organic compound) parallel to the optical waveguide substrate surface / parallel π electron layer (solvent) / parallel π electron plane (polymer organic compound) It is thought that it was temporarily formed, and then, as the drying progresses, the solvent volatilizes all at once, and the parallel π-electron layer (solvent) is lost, which is dramatic as shown in FIG. 9 (A). It is thought that a change in absorption intensity occurs. As a result, it is considered that a laminated structure composed of a π electron plane (polymer organic compound) parallel to the optical waveguide substrate surface / parallel π electron plane (polymer organic compound) is stabilized as it is. This can be explained by the fact that the absorption intensity does not change during the subsequent drying process.

こうした界面紫外可視吸収スペクトルの結果は、有機EL素子膜の特性データをよく説明できる。すなわち、塗布型の有機EL素子膜においては、結晶性や規則性は要求されず、不均一性やアモルファス性が要求されており、そのため、m-キシレンを溶媒種とする溶液から形成された規則的な積層構造を有する膜が、輝度、発光効率、寿命等の特性に劣っているという、表1に示す結果は矛盾なく説明される。   Such a result of the interface ultraviolet visible absorption spectrum can well explain the characteristic data of the organic EL element film. That is, in the coating type organic EL element film, crystallinity and regularity are not required, and nonuniformity and amorphousness are required. Therefore, a rule formed from a solution using m-xylene as a solvent species is required. The results shown in Table 1 that the film having a typical laminated structure is inferior in characteristics such as luminance, light emission efficiency, and lifetime can be explained without contradiction.

従来、素子作製し、特性評価まで行わなければ最適な有機EL素子形成用材料を選定できなかったが、本発明の選定方法によれば、界面紫外可視吸収スペクトルと特性データとを対比して塗布膜界面の化学状態を解析することによって、乾燥過程での界面紫外可視吸収スペクトル変化が意味する現象を把握できる。その結果、この解析結果を援用することにより、他の有機EL素子形成用材料の選定について、素子作製し、特性評価まで行わなわなくても、選定作業における方向性が明らかになるので、選定の大幅な簡略化が期待できる。   Conventionally, an optimum organic EL element forming material could not be selected unless the element was manufactured and the characteristics were evaluated. However, according to the selection method of the present invention, the interface ultraviolet-visible absorption spectrum and the characteristic data were compared and applied. By analyzing the chemical state of the membrane interface, it is possible to grasp the phenomenon that the interface UV-visible absorption spectrum change during the drying process means. As a result, by using this analysis result, the direction of the selection work can be clarified without selecting the other organic EL element forming materials and preparing the elements and performing the characteristic evaluation. Significant simplification can be expected.

Figure 0004209747
Figure 0004209747

スラブ型光導波路分光法の原理図である。It is a principle figure of a slab type | mold optical waveguide spectroscopy. 特開平8−75639号公報に開示されているスラブ型光導波路を利用したスペクトル測定装置の一例を示す構成図である。It is a block diagram which shows an example of the spectrum measuring apparatus using the slab type | mold optical waveguide currently disclosed by Unexamined-Japanese-Patent No. 8-75639. スラブ型光導波路の平面図である。It is a top view of a slab type | mold optical waveguide. スラブ型光導波路の断面図である。It is sectional drawing of a slab type | mold optical waveguide. 本発明に好ましく適用するスラブ型光導波路を利用したスペクトル測定装置である。This is a spectrum measuring apparatus using a slab type optical waveguide preferably applied to the present invention. 本発明の解析方法についての説明図である。It is explanatory drawing about the analysis method of this invention. 本発明の解析装置の一例を示す構成図である。It is a block diagram which shows an example of the analyzer of this invention. m-キシレンとo-キシレンについての乾燥後の有機EL素子膜の紫外可視吸収スペクトルである。It is an ultraviolet visible absorption spectrum of the organic EL element film | membrane after drying about m-xylene and o-xylene. m-キシレン(A)とo-キシレン(B)についての乾燥過程における塗布膜の界面紫外可視吸収スペクトルである。It is an interface ultraviolet visible absorption spectrum of the coating film in the drying process about m-xylene (A) and o-xylene (B).

符号の説明Explanation of symbols

1 光導波路基板
2 光
3 膜(塗布膜)
4 エバネッセント波
5 プリズム
6 反射ミラー
7 紫外可視吸収用CCD分光器
8 蛍光発光用PMT分光器
9 蛍光発光
10 光源
11 入射光側レンズ
12 入射光側プリズム
13 スラブ型光導波路
14 出射光側プリズム
15 出射光側レンズ
16 スラブ型光導波路の位置、角度の制御機構
30 光チョッパー
31 入射光側光ファイバー
32 光ファイバー
33、34 レンズ
41 分光器
42 コンピュータ
43 光電子増倍管
44 増幅器
1 optical waveguide substrate 2 light 3 film (coating film)
4 Evanescent Wave 5 Prism 6 Reflecting Mirror 7 Ultraviolet Visible Absorption CCD Spectrometer 8 Fluorescent Emission PMT Spectrometer 9 Fluorescence Emission 10 Light Source 11 Incident Light Side Lens 12 Incident Light Side Prism 13 Slab Optical Waveguide 14 Emission Light Side Prism 15 Out Emission side lens 16 Slab type optical waveguide position and angle control mechanism 30 Optical chopper 31 Incident light side optical fiber 32 Optical fiber 33, 34 Lens 41 Spectrometer 42 Computer 43 Photomultiplier tube 44 Amplifier

Claims (8)

断続光が導入される入射光側プリズムと、
該入射光側プリズムに導入された断続光が入射する光導波路層と、
該光導波路層内に入射した断続光が該光導波路層内で全反射を繰返した後に該光導波路層内から出射して導入される出射光側プリズムと、
該出射光側プリズムに導入された断続光を取り出す出射光側レンズと、
該出射光側レンズで取り出された断続光を分光器に送る出射光側光ファイバーと、を有するスラブ型光導波路を利用した紫外可視吸収スペクトル測定方法であって、
前記入射光側プリズムと前記出射光側プリズムとの間の光導波路層上に、有機電子素子形成用材料からなる測定試料を帯状に載せるとともに、その測定試料に隣り合うように試料のない部分を帯状に設けて紫外可視吸収スペクトル測定を行うことを特徴とするスラブ型光導波路を利用したスペクトル測定方法。
An incident light side prism into which intermittent light is introduced;
An optical waveguide layer on which the intermittent light introduced into the incident light side prism is incident;
An outgoing light-side prism that is emitted and introduced from within the optical waveguide layer after intermittent light incident on the optical waveguide layer repeats total reflection in the optical waveguide layer;
An outgoing light side lens for extracting intermittent light introduced into the outgoing light side prism;
An ultraviolet-visible absorption spectrum measurement method using a slab type optical waveguide having an outgoing light side optical fiber that sends intermittent light extracted by the outgoing light side lens to a spectrometer,
On the optical waveguide layer between the incident light side prism and the outgoing light side prism, a measurement sample made of an organic electronic element forming material is placed in a strip shape, and a portion without the sample is adjacent to the measurement sample. A spectrum measurement method using a slab type optical waveguide, characterized in that an ultraviolet-visible absorption spectrum measurement is performed in a band shape.
前記スペクトル測定を、経時的な変化を生じさせる外的要素を印加しながら行う、請求項1に記載のスラブ型光導波路を利用したスペクトル測定方法。   The spectrum measurement method using a slab type optical waveguide according to claim 1, wherein the spectrum measurement is performed while applying an external element that causes a change over time. 前記外的要素は、一時的、断続的又は継続的に印加される熱、光、電流及び磁気から選ばれる1又は2以上の要素である、請求項2に記載のスラブ型光導波路を利用したスペクトル測定方法。 The slab type optical waveguide according to claim 2 , wherein the external element is one or more elements selected from heat, light, current, and magnetism applied temporarily, intermittently or continuously. Spectrum measurement method. 前記有機電子素子形成用材料が、有機エレクトロルミネッセンス素子形成用材料である、請求項1〜3のいずれか1項に記載のスラブ型光導波路を利用したスペクトル測定方法。   The spectrum measuring method using the slab type optical waveguide according to any one of claims 1 to 3, wherein the organic electronic element forming material is an organic electroluminescent element forming material. 異なる組成からなる複数の有機電子素子形成用材料を準備するプロセスと、
前記複数の有機電子素子形成用材料のそれぞれについて、経時的な変化を生じさせる外的要素を印加し又は印加しながら、当該有機電子素子形成用材料と前記光導波路との界面の状態変化をスペクトルとして測定するプロセスと、
前記複数の有機電子素子形成用材料のそれぞれについて、前記スペクトルを時間軸展開して、前記有機電子素子形成用材料に生じる変化を段階毎に1又は2以上の異種分析手段で測定するプロセスと、
前記複数の有機電子素子形成用材料のそれぞれについて、前記スペクトルのデータと、前記異種分析手段で測定した異種分析データとを比較するプロセスと、
前記複数の有機電子素子形成用材料それぞれから得られたスペクトルのデータと前記異種分析データとを対比して、最適な有機電子素子形成用材料の組成を選定するプロセスと、を有する、請求項1〜4のいずれか1項に記載のスペクトル測定方法。
A process for preparing a plurality of organic electronic element forming materials having different compositions;
For each of the plurality of organic electronic element forming materials, an external element that causes a change over time is applied or applied, and the state change of the interface between the organic electronic element forming material and the optical waveguide is spectrumd. As a process to measure as
For each of the plurality of organic electronic element forming materials, a process of expanding the spectrum on a time axis and measuring a change occurring in the organic electronic element forming material by one or more different kinds of analysis means for each step;
A process for comparing the spectrum data with the heterogeneous analysis data measured by the heterogeneous analysis means for each of the plurality of organic electronic element forming materials,
By comparison with the spectrum of the data obtained from each of the plurality of organic electronic devices forming material and the heterogeneous analytical data, having a process of selecting the optimum composition of an organic electronic device forming material according to claim 1 The spectrum measuring method of any one of -4.
前記有機電子素子形成用材料に生じる変化が、有機電子素子形成用材料の塗布膜形成過程、又は、有機電子素子形成用材料から形成された有機電子素子の劣化過程、その熟成処理過程、そのエージング処理過程又はその光照射処理過程である、請求項5に記載のスペクトル測定方法。   The change that occurs in the organic electronic element forming material is a coating film forming process of the organic electronic element forming material, or a deterioration process of the organic electronic element formed from the organic electronic element forming material, an aging treatment process thereof, and an aging process thereof. The spectrum measurement method according to claim 5, wherein the spectrum measurement method is a treatment process or a light irradiation treatment process. 前記異種分析手段が、熱分析手段、質量分析手段及び分光分析手段から選ばれる1又は2以上の手段である、請求項5又は6に記載のスペクトル測定方法。   The spectrum measurement method according to claim 5 or 6, wherein the heterogeneous analysis means is one or more means selected from a thermal analysis means, a mass analysis means, and a spectroscopic analysis means. 前記有機電子素子形成用材料又は当該有機電子素子形成用材料から得られる有機電子素子の同一界面における測定結果の二次元情報と、当該測定結果の経時情報とを合わせて三次元データとし、当該三次元データを用いて前記有機電子素子形成用材料又は前記光導波路との界面の状態変化を解析する情報処理プロセスを、さらに備える、請求項5〜7のいずれか1項に記載のスペクトル測定方法。
The two-dimensional information of the measurement result at the same interface of the organic electronic element forming material or the organic electronic element forming material obtained from the organic electronic element forming material and the time-dependent information of the measurement result are combined into three-dimensional data, and the third order The spectrum measurement method according to any one of claims 5 to 7, further comprising an information processing process for analyzing a state change of an interface with the organic electronic element forming material or the optical waveguide using original data.
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