JP2006216962A - 有機発光素子及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】第1電極、第2電極、及び第1電極と第2電極との間に介在して少なくとも多重コーティング単層発光層を備える有機層を備え、多重コーティング単層発光層は、中性発光物質からなる単一膜形態であり、多重コーティング単層発光層の水平方向の屈折率noから垂直方向の屈折率neを引いた差no−neは、1回コーティング発光層のno−neより大きい有機発光素子及び有機発光素子の製造方法である。これにより、長寿命及び高効率を有することができる。
【選択図】図6
Description
ネイティブオキサイド(厚さ2.0nm)のみが積層されたシリコンウェーハを30mm×30mmの大きさにカットして、純水とイソプロピルアルコール内で各5分間超音波洗浄した後、オーブンで乾燥した。
ネイティブオキサイド(厚さ2.0nm)のみが積層されたシリコンウェーハを30mm×30mmの大きさにカットして、純水とイソプロピルアルコール内で各5分間超音波洗浄した後、オーブンで乾燥した。
ネイティブオキサイド(厚さ2.0nm)のみが積層されたシリコンウェーハを30mm×30mmの大きさにカットして、純水とイソプロピルアルコール内で各5分間超音波洗浄した後、オーブンで乾燥した。
前記サンプル1、A及びBのno及びno−neを評価した結果を図7及び図8にそれぞれ示した。no及びno−neは、分光エリプソメトリ法をサンプル1、A及びBに対してそれぞれ行って評価した。分光エリプソメトリ法の実行には、J.A.Woollam社のVariable Angle Spectroscopic Ellipsomer(VASE)VD−250を利用し、分析は、WVASE 32 Version 3.45(J.A.Woollam.CO.Inc製品)を利用して行った。前記分光エリプソメトリ法の実行に必要な分光エリプソメータは、基本的に白色光原であるランプ、光の偏光状態を変化させることができる偏光器、前記白色光原から短波長の光を分離させることができるモノクロメータ及びシグナルを読み取るディテクターから構成されている。
前記サンプル1及びサンプルBに対してPL強度を測定した結果を図9に示した。本発明によるサンプル1は、サンプルBに比べてその厚さが約10%程度薄いが、図9からはPL強度は約10%程度増加したことを確認できる。
15Ω/cm2(1200Å)のITOガラス基板(コーニング社製)を50mm×50mm×0.7mmの大きさにカットして、純水とイソプロピルアルコール内で各5分間超音波洗浄した後、30分間UV(Ultra Violet)、オゾン洗浄した。次いで、PEDOT/PSS(バイエル社製のBaytron P AI4083)を2,000rpmで50nmをコーティングして200℃で10分間熱処理して、正孔注入層を形成した。
実施例2において、多重コーティング単層発光層の形成のための工程の代わりに、ポリフルオレン系の青色発光物質とキシレンとの混合物(前記混合物のうち、ポリフルオレン系の青色発光物質の濃度は1.1質量%である)を準備して1回スピンコーティングした後、それを220℃の温度で1時間熱処理して80nm厚さの1回コーティング発光層を形成したという点を除いては、前記実施例2と同じ方法でOLEDを製作した。これをサンプルCという。
前記サンプル2及びCに対して寿命及び効率特性を評価した結果を図10に示した。寿命及び効率特性の評価は、フォトダイオードを利用して測定した。寿命の評価は、経時的に輝度を測定することによって評価するが、最初の発光輝度が50%まで減少する時間として表すことができる。
15Ω/cm2(1200Å)のITOガラス基板(コーニング社製)を50mm×50mm×0.7mmの大きさにカットして、純水とイソプロピルアルコール内で各5分間超音波洗浄した後、30分間UV、オゾン洗浄して使用した。次いで、PEDOT/PSS(バイエル社製のBaytron P AI4083)を2,000rpmで50nmコーティングして200℃で10分間熱処理して、正孔注入層を形成した。
15Ω/cm2(1200Å)のITOガラス基板(コーニング社製)を50mm×50mm×0.7mmの大きさにカットして、純水とイソプロピルアルコール内で各5分間超音波洗浄した後、30分間UV、オゾン洗浄して使用した。次いで、PEDOT/PSS(バイエル社製のBaytron P AI4083)を2,000rpmで50nmをコーティングして200℃で10分間熱処理して、正孔注入層を形成した。
前記実施例3において、正孔輸送層をなす物質、第2電極をなす物質及び厚さを下記表2に示したように変化させたという点を除いては、前記実施例3と同じ方法でOLEDを製作した。これらをサンプル4ないし8という。
実施例3において、多重コーティング単層発光層の形成のための工程の代わりに、スピロポリフルオレン系の青色発光物質とキシレンとの混合物(前記混合物のうち、ポリフルオレン系の青色発光物質の濃度は1.1質量%である)を準備して1回スピンコーティングした後、それを220℃の温度で1時間熱処理する工程を利用して70nm厚さの1回コーティング発光層を形成したという点を除いては、前記実施例3と同じ方法でOLEDを製作した。これをサンプルDという。
前記比較例D中、正孔輸送層をなす物質、第2電極をなす物質及び厚さを下記表2に示したように変化させたという点を除いては、前記比較例Dと同じ方法でOLEDを製作した。これらをサンプルEないしIという。
前記サンプル3ないし8及びDないしIに対して寿命特性を評価した結果を下記表3に示した。寿命及び効率特性の評価は、フォトダイオードを利用して経時的に輝度を測定することによって評価した。
15Ω/cm2(1200Å)のITOガラス基板(コーニング社製)を50mm×50mm×0.7mmの大きさにカットして、純水とイソプロピルアルコール内で各5分間超音波洗浄した後、30分間UV、オゾン洗浄して使用した。次いで、PEDOT/PSS(バイエル社製のBaytron P AI4083)を2,000rpmで50nmをコーティングして、200℃で10分間熱処理を行った。
前記実施例9中、第2電極としてBaF2 1nm、Ca 5nm、Al 250nmを形成したという点を除いては、前記実施例9と同じ方法でOLEDを製作した。それをサンプル10という。
前記実施例9中、第2電極としてBaF2 6nm、Ca 5nm、Al 250nmを形成したという点を除いては、前記実施例9と同じ方法でOLEDを製作した。それをサンプル11という。
前記実施例9中、第2電極としてBaF2 10nm、Ca 5nm、Al 250nmを形成したという点を除いては、前記実施例9と同じ方法でOLEDを製作した。それをサンプル12という。
前記サンプル9ないし12のカラーチューニングをSpectrScan PR650輝度測定装備を利用して評価して、その結果を図13に示した。図13に示すように、第2電極を多様に変更させても、サンプル9ないし12のカラーが青色側にシフトされたことが分かる。これにより、本発明によるOLEDの製造方法によれば、発光層をなす有機物を改質させずにもカラーチューニングを行えるということを確認できる。
21 基板、
25 コーティング層
25a 中性発光物質
25b 有機溶媒
25´ 1回コーティング発光層
31 基板
35 コーティング層
35a 中性発光物質
35b 有機溶媒
35´ 多重コーティング単層発光層
41 基板
45 第1コーティング層
45´ 第2コーティング層
45” 第3コーティング層
51 基板
55 第1コーティング層
55´ 第2コーティング層
55” 第3コーティング層
61 基板
65 第1熱処理層
65´ 第2熱処理層
65” 第3コーティング層
Claims (33)
- 第1電極と、
第2電極と、
前記第1電極と前記第2電極との間に介在して少なくとも多重コーティング単層発光層を備える有機層と、を備え、
前記多重コーティング単層発光層は、中性発光物質からなる単一膜形態であり、
前記多重コーティング単層発光層の水平方向の屈折率noから垂直方向の屈折率neを引いた差no−neは、1回コーティング発光層のno−neより大きいことを特徴とする有機発光素子。 - 前記多重コーティング単層発光層のno−neは、前記1回コーティング発光層のno−neより0.001〜0.2大きいことを特徴とする請求項1に記載の有機発光素子。
- 前記中性発光物質は、ポリフェニレンビニレン系高分子及びその誘導体、ポリフェニレン系高分子及びその誘導体、ポリチオフェン系高分子及びその誘導体、ポリフルオレン系高分子及びその誘導体、ならびにポリスピロフルオレン系高分子及びその誘導体からなる群から選択された一種以上であることを特徴とする請求項1に記載の有機発光素子。
- 前記中性発光物質は、
2.41eV〜2.80eVのエネルギーバンドギャップを有する青色発光物質、
2.21eV〜2.40eVのエネルギーバンドギャップを有する緑色発光物質、及び
1.90eV〜2.20eVのエネルギーバンドギャップを有する赤色発光物質からなる群から選択された一種以上であることを特徴とする請求項1に記載の有機発光素子。 - 相異なるエネルギーバンドギャップを有する二種以上の前記中性発光物質を利用する場合、
前記相異なるエネルギーバンドギャップを有する二種以上の前記中性発光物質は、第1電極側からエネルギーバンドギャップが低い順に配置されたことを特徴とする請求項4に記載の有機発光素子。 - 相異なるエネルギーバンドギャップを有する二種以上の前記中性発光物質を利用する場合、
前記相異なるエネルギーバンドギャップを有する二種以上の前記中性発光物質は、第1電極側からエネルギーバンドギャップが高い順に配置されたことを特徴とする請求項4に記載の有機発光素子。 - 前記有機層は、正孔注入層、正孔輸送層、正孔抑制層、電子輸送層及び電子注入層からなる群から選択された一種以上をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載の有機発光素子。
- 基板に、中性発光物質及び有機溶媒を混合した溶液をコーティングする工程を2回以上行うことを特徴とする有機発光素子の製造方法。
- 前記中性発光物質は、ポリフェニレンビニレン系高分子及びその誘導体、ポリフェニレン系高分子及びその誘導体、ポリチオフェン系高分子及びその誘導体、ポリフルオレン系高分子及びその誘導体、ならびにポリスピロフルオレン系高分子及びその誘導体からなる群から選択された一種以上であることを特徴とする請求項8に記載の有機発光素子の製造方法。
- 前記中性発光物質は、
2.41eV〜2.80eVのエネルギーバンドギャップを有する青色発光物質、
2.21eV〜2.40eVのエネルギーバンドギャップを有する緑色発光物質、及び
1.90eV〜2.20eVのエネルギーバンドギャップを有する赤色発光物質からなる群から選択された一種以上であることを特徴とする請求項8に記載の有機発光素子の製造方法。 - 相異なるエネルギーバンドギャップを有する相異なる二種以上の前記中性発光物質を利用する場合、
前記相異なる二種以上の前記中性発光物質のうち、エネルギーバンドギャップが低い中性発光物質から順次にコーティングすることを特徴とする請求項10に記載の有機発光素子の製造方法。 - 相異なるエネルギーバンドギャップを有する相異なる二種以上の前記中性発光物質を利用する場合、
前記相異なる二種以上の前記中性発光物質のうち、エネルギーバンドギャップが高い中性発光物質から順次にコーティングすることを特徴とする請求項10に記載の有機発光素子の製造方法。 - 前記有機溶媒は、16〜24のハンセン溶解度パラメータを有する、1種以上の有機溶媒であることを特徴とする請求項8に記載の有機発光素子の製造方法。
- 前記有機溶媒のハンセン溶解度パラメータの、水素結合成分の定数が1〜10であることを特徴とする請求項13に記載の有機発光素子の製造方法。
- 前記有機溶媒は、トルエン、キシレン、クロロベンゼンまたはこれらの二種以上の混合物であることを特徴とする請求項8に記載の有機発光素子の製造方法。
- ハンセン溶解度パラメータが相異なる二種以上の有機溶媒を利用する場合、
ハンセン溶解度パラメータが最も低い有機溶媒を最も先にコーティングに利用することを特徴とする請求項13に記載の有機発光素子の製造方法。 - 前記中性発光物質と有機溶媒とを混合した溶液の、前記中性発光物質の濃度が0.3質量%〜5.0質量%であることを特徴とする請求項8に記載の有機発光素子の製造方法。
- 前記コーティング工程と前記コーティング工程との間に有機溶媒によるスピニングをさらに行うことを特徴とする請求項8に記載の有機発光素子の製造方法。
- 基板に、第1中性発光物質及び第1有機溶媒を混合した第1溶液をコーティングしてコーティング層を得る第1工程を含み、
少なくとも1回、
前工程で得たコーティング層を熱処理して熱処理層を得る第2工程と、
前工程で得た熱処理層の上部に、第2中性発光物質及び第2有機溶媒を混合した第2溶液をコーティングしてコーティング層を得る第3工程と、の反復工程を行うことを特徴とする有機発光素子の製造方法。 - 前記中性発光物質は、ポリフェニレンビニレン系高分子及びその誘導体、ポリフェニレン系高分子及びその誘導体、ポリチオフェン系高分子及びその誘導体、ポリフルオレン系高分子及びその誘導体、ならびにポリスピロフルオレン系高分子及びその誘導体からなる群から選択された一種以上であることを特徴とする請求項19に記載の有機発光素子の製造方法。
- 前記中性発光物質は、
2.41eV〜2.80eVのエネルギーバンドギャップを有する青色発光物質、
2.21eV〜2.40eVのエネルギーバンドギャップを有する緑色発光物質、及び
1.90eV〜2.20eVのエネルギーバンドギャップを有する赤色発光物質からなる群から選択された一種以上であることを特徴とする請求項19に記載の有機発光素子の製造方法。 - 前記第1中性発光物質のエネルギーバンドギャップは、前記第2中性発光物質のエネルギーバンドギャップより低いことを特徴とする請求項19に記載の有機発光素子の製造方法。
- 前記第1中性発光物質のエネルギーバンドギャップは、前記第2中性発光物質のエネルギーバンドギャップより大きいことを特徴とする請求項19に記載の有機発光素子の製造方法。
- 前記第1中性発光物質及び前記第2中性発光物質が同一であることを特徴とする請求項19に記載の有機発光素子の製造方法。
- 前記有機溶媒は、16〜24のハンセン溶解度パラメータを有する1種以上の有機溶媒であることを特徴とする請求項19に記載の有機発光素子の製造方法。
- 前記有機溶媒のハンセン溶解度パラメータの、水素結合成分の定数が1〜10であることを特徴とする請求項25に記載の有機発光素子の製造方法。
- 前記有機溶媒は、トルエン、キシレン、クロロベンゼンまたはこれらの二種以上の混合物であることを特徴とする請求項19に記載の有機発光素子の製造方法。
- 前記第1有機溶媒は、前記第2有機溶媒よりハンセン溶解度パラメータが低いことを特徴とする請求項19に記載の有機発光素子の製造方法。
- 前記中性発光物質及び有機溶媒を混合した溶液の、前記中性発光物質の濃度が0.1質量%〜1.5質量%であることを特徴とする請求項19に記載の有機発光素子の製造方法。
- 前記第2工程の熱処理温度は、
前記コーティングされた中性発光物質のガラス転移温度以上であり、前記コーティングされた中性発光物質の熱分解温度以下であることを特徴とする請求項19に記載の有機発光素子の製造方法。 - 前記第2工程の熱処理温度は、20℃以上であり、前記コーティングされた中性発光物質のガラス転移温度未満であることを特徴とする請求項19に記載の有機発光素子の製造方法。
- 前記中性発光物質及び有機溶媒を混合した溶液をスピンコーティング法、ディップコーティング法、インクジェットプリンティング、ノズルプリンティング、スプレーコーティング法及びロールコーティング法からなる群から選択された一種以上を利用してコーティングすることを特徴とする請求項8または31に記載の有機発光素子の製造方法。
- 請求項8ないし31のうちいずれか一項に記載の方法によって製造されたことを特徴とする有機発光素子。
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