JP2002531913A - 膜または層を形成するための方法 - Google Patents
膜または層を形成するための方法Info
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Abstract
Description
は、本発明は、有機金属錯体を形成し、そしてそれらを基板上に堆積する方法に
関連する。
適切な溶媒中において、溶液中の適切な条件下で共に反応される。非常に多くの
反応が周知であり、そして非常に多くの有機金属錯体が公知であり、そしてこの
プロセスにより形成される。
ド系列元素から形成され、そしてこれらの錯体は、触媒、電気デバイスおよび電
子デバイスなどにおける非常に広範囲の用途を有する。
ンスの性質を有し、そしてChemistry Letters 657−66
0頁,1990 Kidoら中の論文、およびApplied Physics
Letters 65(17)24 October 1994,Kidoら
中の論文において記載されているが、これらは大気条件では不安定であり、膜と
して生産することは難しかった。
は公知であり、A.P.Sinha(Spectroscopy of Ino
rganic Chemistry 第二巻 Academic Press
1971)は、種々の単座および二座配位子を有する希土類キレートのいくつか
のクラスを記載する。
クチニド系列元素は、G.Kallistratos(Chimica Chr
onika,New Series,11,249−266(1982))によ
り記載されている。この参考文献は、特にジフェニルホスホンアミドトリフェニ
ルホスホランのEu(III)、Tb(III)およびU(III)錯体を開示
する。
アクチニド系列金属の蛍光発光キレートを開示する。
金属錯体を組み込むエレクトロルミネッセンスデバイスまたはフォトルミネッセ
ンスデバイスを形成する場合、エレクトロミネッセンス化合物またはフォトルミ
ネッセンス化合物の膜は、基板上に形成されなければならない。このことは、適
切な厚みの膜または層などを得るために、通常その基板上に、溶液からの化合物
の堆積により行われる。
分離され得、そして別の溶媒に溶解され得、そしてこの溶液などから堆積され得
、または固体物質の減圧エバポレーションにより形成され得る。
ずに、基板上に有機金属錯体の膜または層を形成する改良された方法を開発して
いる。
提供され、その方法は、その基板上に有機金属錯体の膜または層を形成するため
に、金属化合物を気化する工程、有機錯体を気化する工程、および基板上へその
蒸気を凝縮する工程を包含する。
成するために、金属化合物を含む粉末と有機錯体を含む粉末を混合する工程、減
圧下で形成された混合物を加熱し、その結果この混合物が気化される工程、およ
びその蒸気を基板上へ凝縮する工程を包含する。
される。
から蒸気または気体状態への移行の全ての形態を含む。
移金属、ランタン系列元素およびアクチニド系列元素に特に有用である。
気化または昇華され得る塩素または臭素)、あるいは有機金属化合物(この条件
下で気化される任意の金属化合物が用いられ得るが、例えば、ジケト錯体、アセ
チルアセトネート)のような塩の形態である。
リウム、イットリウム、ガドリニウム、ユーロピウム、テルビウム、ウラニウム
、およびセリウムのようなランタン系列元素またはアクチニド系列元素を組み込
んでいる、それらを含むフォトルミネッセンス化合物およびエレクトロルミネッ
センス化合物の膜または層の調製に対して特に有用である。充填されていない内
殻を有する任意の金属イオンは、その金属として用いられ得、そして好ましい金
属は、Sm(III)、Eu(III)、Tb(III)、Dy(III)、Y
b(III)、Lu(III)、Gd(III)、Eu(II)、CE(III
)、Gd(III)、U(III)、UO2(VI)、Th(III)、ならび
に不完全な内殻を有する金属(例えば、Th(IV)、Y(III)、La(I
II)、Ce(IV))である。
合された有機金属錯体の範囲を得る。これは、気化の前に化合物を混合すること
により、または有機金属錯体を含む多層または混合層を得るために化合物を連続
して気化することにより、達成され得る。
それらの混合物の気化により、種々のタイプの層状構造を得るために金属化合物
および有機化合物の混合物が堆積される。
属化合物と反応し得る、または有機錯体と共堆積(co−deposited)
される場合、有機金属錯体を形成する任意の有機錯体であり得る。特に一連の堆
積において、形成されるその有機金属錯体は、その層を介して可変性の組成物を
有し得る。
びR’はヒドロカルビル基(例えば、アルキル、置換もしくは無置換の芳香族も
しくは複素環式の環構造)、フッ化炭素であり、もしくはR’’は−CF3もし
くは水素であり、あるいはR’’は例えばモノマーと共重合され、もしくはR’
はt−ブチルであり、かつR’’は水素である。
(CH3)基または以下である:
、OMeまたはOEtであり得る。
ナト(TMHD);a’,a’’,a’’’トリピリジル、ジベンゾイルメタン
(DBM)、ジフェニルホスホンイミドトリフェニルホスホラン(OPNP)、
バソフェン(4,7−ジフェニル−1,1−フェナントロリン)、1,10 フ
ェナントロリン(Phen)および、クラウンエーテル、クリプタンド、置換さ
れたカリックス(4)アレーンをベースとする配位子、ならびに他の有機錯体で
ある。
、DyおよびSM錯体、ならびに(トリウムバソフェン、イットリウムトリピリ
ジルおよびイットリウムTMHD、およびユロピウム(III)(TMHD)3
錯体、テルビウム(TMHD)3OPNP、ユウロピウム(II)(TMHD)2 およびユウロピウム(II)(TMHD)2OPNPのような錯体である。
末で安定な形態でなければならず、酸素中で不安定な有機錯体のためには、不活
性雰囲気が用いられ得る。
な混合が起こり得るようなサイズのものでなければならず、化合物は、粉末形態
で市販で購入され得、そしてそれらはしばしば、さらなる処理無しで適しており
、より小さなサイズの粒子が要求される場合、その出発物質は、粉砕され得る。
有機錯体が溶液からの沈澱によって形成される場合、これは、粉末として形成さ
れ得、乾燥後、金属化合物と混合され得る。
チニド系列元素と上記特定の有機配位子の錯体のような有機金属錯体は、例えば
、上記に言及されるような有機錯体と混合され、そして生じた混合物は、減圧下
で加熱され、その混合物を気化し、そして形成された有機金属錯体を基板上へ堆
積する。
ニド系列元素と上記特定の有機配位子のいずれかとの錯体のような有機金属錯体
は減圧下で加熱され、その混合物を気化し、そして基板上に有機金属錯体を堆積
し、次いで、例えば上で言及されるような有機錯体は、減圧下で加熱され、錯体
を気化し、それを有機金属錯体の上層に堆積し、基板上に有機金属錯体の層を形
成する。
の前に、水または他の液状化合物のいずれかを除去するために乾燥され得る。
orr未満である減圧下で起こる。
rter)に置かれ得、温度は、重要ではないが、その混合物を気化または昇華
するために十分でなければならない。100℃を超え250℃まで、ならびにそ
れより高い温度が用いられ得る。
グ、電子ビームコーティングなど)におけるような、より低い温度で保持される
基板上に凝縮または蒸着される。
られる必要のない場合、従来の基板が用いられ得る。
あり、そこでは、エレクトロルミネッセンス化合物の層は、エレクトロルミネッ
センスのデバイスを形成するためにアノードおよびカソードが装着された多層構
造に達するために、必要に応じて正孔輸送化合物および電子輸送化合物の層のよ
うな他の層を有する、導電性基板上に堆積される。
するガラスまたはプラスチック材料である透明な基板が存在し、好ましい基板は
、インジウムスズ酸化物でコートされたガラスのような導電性ガラスであるが、
導電性または導電性の層を有する任意ガラスが用いられ得る。エレクトロルミネ
ッセンス物質は、本発明の方法により基板上に堆積され得、または好ましくは、
透明な基板上に堆積された正孔輸送層が存在し得、そしてエレクトロルミネッセ
ンス物質は、正孔輸送層上に堆積される。この正孔輸送層は、正孔を輸送するこ
とおよび電子をブロックすることに寄与し、従って、電子が正孔と再結合するこ
と無しに電極へ移動するのを妨げる。従って、このキャリアーの再結合は、主に
エミッタ層において起こる。
、任意の公知の膜形態の正孔輸送物質が使用され得る。
’−ビス(3−メチルフェニル)−1,1’−ビフェニル−4,4’−ジアミン
(TPD)またはポリアニリンのような芳香族アミン複合体の膜から作製され得
る。
在する。この電子輸送層は、金属キノレート(例えば、アルミニウムキノレート
)(これは、電流が流れると電子を輸送する)のような金属錯体、またはPBD
もしくは高分子(例えばシアノ記を含むもの)のような有機化合物、であり得る
。
が連続的に堆積される)、エレクトロルミネッセンス層、およびカソードに接続
された電子輸送層、から形成される基板が存在する。
れる光の色スペクトルを改良し、そしてまたエレクトロルミネッセンスおよびフ
ォトルミネッセンスの効率を向上するために含まれ得る。
従って変化し得、一般的に、1分子厚の厚さから所望される任意の厚さまでの層
が形成され得る。
して本発明の方法により形成された有機金属錯体は、その形成された有機錯体が
、例えば、エバポレーションまたはスピン堆積により溶液から基板上に堆積され
るそれらの錯体により、優れた特性を有することが見いだされている。この理由
は公知ではなく、そして予想外であった。
よび1dに示され、ここで(1)は本発明に従って堆積された層であり、(2)
はITOであり、(3)は電子輸送層であり、(4)は正孔輸送層であり、そし
て(5)は電子輸送層である。本発明は、発光層がITO層上に、またはそのI
TOに予め適用された層上に堆積されることを可能にする。
た。フォトルミネッセンス(PL)効率および色を測定し、その結果を表1に示
した。色チャートCIE I931を使用して、この色を測定した。
gのOPNP(7.05×10-5モル)を乳鉢および乳棒中で一緒にすり、そし
て3mg部分をEdwards(E306)減圧めっき装置中のモリブデン板上
に置いた。スペクトロシル(spectrosil)スライド(UVグレード)
をサンプルホルダー上に固定した。減圧めっき装置を10-7torrまで減圧に
し、そしてサンプルを電気ヒーターを用いて、10〜90Aおよび10Vで20
秒まで加熱し、Tb(TMHD)3OPNPの膜を生じた。
および(iii)Strem chemicals,Cambridgeから購
入したTb(TMHD)3の膜(3mg)について比較実験を行った。このスペ
クトルを図3に示す。
PNP(1.2×10-4モル)と混合し、乳鉢および乳棒中ですった。その混合
物を実施例1におけるようにエバポレートし、Eu(DBM)3(OPNP)nの
膜を形成した。
実験を行った。そのスペクトルを図4に示す。
の作製) (i)実施例1におけるように調製した3mgのTb(TMHD)3OPNP
の混合物をパターン化したITO電極上にエバポレートし、50nmの厚みの膜
を得た。そのパターン化されたITOは、前もって、20nmのTDPから形成
された正孔輸送層でコートされている。次いで、アルミニウムキノレート(Al
q3)をその層の上層にエバポレートし、電子輸送層として作用するように20
nmの厚みの膜を得た。アルミニウムの上層コンタクト(900nm)を作製し
、図面の図2の構造を形成した。
造および構成を用いて比較実験を行った。
高い発光効率を有する。 (実施例4) (Eu(DBM)3Phenに基づくエレクトロルミネッセンスのデバイスの
作製) Eu(DBM)3Phenの膜を形成するために、Tb(TMHD)3OPNP
の代わりにEu(DBM)3および1,10フェナントロリンの等モル混合物を
使用して、実施例4の構造を作製した。実験条件および構造的構成は、実施例4
の通りである。
10%高い発光効率を有する。
プを示す図であり、ここで(1)は本発明に従って堆積された層であり、(2)
はITOであり、(3)は電子輸送層であり、(4)は正孔輸送層であり、およ
び(5)は電子輸送層である。
したTb(TMHD)3OPNPの膜、ならびに溶液から前合成されたTb(T
MHD)3OPNPの膜について比較実験を行い、その結果得られたスペクトル
を示す図である。
u(DBM)3(OPNP)nの膜、および化学的に合成されたEu(DBM)3
(OPNP)nの膜について比較実験を行い、その結果得られたスペクトルを示
す図である。
Claims (14)
- 【請求項1】 基板上に有機金属錯体の膜または層を形成するための方法で
あって、該方法は、金属化合物を気化する工程、および有機錯体を気化する工程
、およびその蒸気を基板上へ凝縮し、該基板上に該有機金属錯体の膜または層を
形成する工程を包含する方法。 - 【請求項2】 請求項1に記載の方法であって、有機錯体を含む粉末と金属
化合物を含む粉末を混合する工程、形成される該混合物を加熱し、その結果該混
合物が気化される工程、および基板上に前記有機金属錯体の膜または層を形成す
るために該基板上へ該蒸気を凝縮する工程を包含する方法。 - 【請求項3】 前記金属化合物および前記有機錯体が連続して気化される、
請求項1に記載のエレクトロルミネッセンスのデバイス。 - 【請求項4】 請求項1〜3のいずれか1項に記載される方法であって、前
記金属化合物が遷移金属、ランタン系列元素およびアクチニド系列元素から選択
される、または遷移金属、ランタン系列元素およびアクチニド系列元素の不安定
な有機金属化合物から選択される金属の不安定な塩である方法。 - 【請求項5】 請求項4に記載の方法であって、前記金属がSm(III)
、Eu(III)、Tb(III)、Dy(III)、Yb(III)、Lu(
III)、Gd(III)、Eu(II)、CE(III)、Gd(III)、
U(III)、UO2(VI)、Th(III)、Th(IV)、Y(III)
、La(III)またはCe(IV)である方法。 - 【請求項6】 請求項1〜5のいずれか1項に記載の方法であって、混合さ
れた有機金属錯体を得るために、1を超える金属化合物および1を超える有機錯
体の混合物が気化される方法。 - 【請求項7】 気化の前に前記化合物が混合される、請求項6に記載の方法
。 - 【請求項8】 有機金属錯体を含む多層または混合層を得るために、前記化
合物が連続して気化される、請求項6に記載の方法。 - 【請求項9】 請求項6に記載の方法であって、前記金属化合物が前記基板
上に堆積され、次いで、層状構造を得るために、該金属化合物および前記有機化
合物の混合物が、それらの混合物の気化により堆積される方法。 - 【請求項10】 請求項1〜9のいずれか1項に記載の方法であって、前記
有機錯体が以下の式の部分を組み込んでいる方法: 【化1】 ここで、R’は、分子の異なる部分にて同じかまたは異なり、そして各々のR’
’ およびR’は、ヒドロカルビル基(例えば、アルキル、置換または無置換の
芳香族または複素環式の環構造)、フッ化炭素であり、もしくはR’’は−CF 3 もしくは水素であり、またはR’’は例えばモノマーと共重合され、もしくは
R’はt−ブチルであり、かつR’’は水素であり、あるいは、 【化2】 ここでXは、各々の場合で同じかまたは異なり得、そしてH、F、Me、Et、
OMe、またはOEtであり得る。 - 【請求項11】 R’、R’’、およびR’の各々がアルキル基である、請
求項10に記載の方法。 - 【請求項12】 請求項10に記載の方法であって、前記有機錯体が2,2
,6,6−テトラメチル−3,5−ヘプタンジオナト(TMHD);a’,a’
’,a’’’トリピリジル、ジベンゾイルメタン(DBM)、ジフェニルホスホ
ンイミドトリフェニルホスホラン(OPNP)、バソフェン(4,7−ジフェニ
ル−1,1−フェナントロリン)、1,10フェナントロリン(Phen)、お
よびクラウンエーテル、クリプタンド、置換されたカリックス(4)アレーンを
ベースとする配位子、および他の有機錯体から選択される方法。 - 【請求項13】 請求項10、11または12に記載の方法であって、前記
有機金属錯体が、トリピリジルおよびTMHDのTh、Y、Eu、Dy、および
SM錯体ならびにトリウムバソフェン、イットリウムトリピリジルおよびイット
リウムTMHD、ならびにユーロピウム(III)(TMHD)3錯体、テルビ
ウム(TMHD)3OPNP、ユーロピウム(II)(TMHD)2ならびにユー
ロピウム(II)(TMHD)2OPNPから選択される方法。 - 【請求項14】 エレクトロルミネッセンスのデバイスを形成する方法であ
って、エレクトロルミネッセンスの化合物の層が、請求項1〜13のいずれか1
項の方法により導電性基板上に堆積される方法。
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