JP2013016815A - バッファ層を含む有機発光素子およびその製作方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】基板、第1電極、2層以上からなる有機物層および第2電極を順次積層された形態で含む有機発光素子において、有機物層は発光層を含み、有機物層のうち第2電極に接する有機物層は下記化学式1の化合物を含むバッファ層であることを特徴とする。
【選択図】なし
Description
R1〜R6は各々水素、ハロゲン原子、ニトリル(−CN)、ニトロ(−NO2)、スルホニル(−SO2R)、スルホキシド(−SOR)、スルホンアミド(−SO2NR)、スルホネート(−SO3R)、トリフルオロメチル(−CF3)、エステル(−COOR)、アミド(−CONHRまたは−CONRR’)、置換または非置換された直鎖または分枝鎖のC1−C12アルコキシ、置換または非置換された直鎖または分枝鎖C1−C12のアルキル、置換または非置換された芳香族または非芳香族の複素環、置換または非置換されたアリール、置換または非置換されたモノ−またはジ−アリールアミン、および置換または非置換されたアラルキルアミンで構成された群から選択され、前記RおよびR’は各々置換または非置換されたC1−C60のアルキル、置換または非置換されたアリールおよび置換または非置換の5−7元の複素環からなる群から選択される。
R1〜R6は各々水素、ハロゲン原子、ニトリル(−CN)、ニトロ(−NO2)、スルホニル(−SO2R)、スルホキシド(−SOR)、スルホンアミド(−SO2NR)、スルホネート(−SO3R)、トリフルオロメチル(−CF3)、エステル(−COOR)、アミド(−CONHRまたは−CONRR’)、置換または非置換された直鎖または分枝鎖のC1−C12アルコキシ、置換または非置換された直鎖または分枝鎖C1−C12のアルキル、置換または非置換された芳香族または非芳香族の複素環、置換または非置換されたアリール、置換または非置換されたモノ−またはジ−アリールアミン、および置換または非置換されたアラルキルアミンで構成された群から選択され、前記RおよびR’は各々置換または非置換されたC1−C60のアルキル、置換または非置換されたアリールおよび置換または非置換の5−7元の複素環からなる群から選択される。
R7およびR8は各々独立したに水素、炭素数1〜20の脂肪族炭化水素、ベンゼン、ナフタレン、ビフェニル、アントラセンのような芳香族環および芳香族複素環からなる群から選択されるものであるが、ただしR7およびR8がともに水素ではなく、
Arはベンゼン、ナフタレン、ビフェニル、アントラセンのような芳香族環および芳香族複素環からなる群から選択され、
R9は水素、炭素数1〜6の脂肪族炭化水素、置換されたベンゼン、ナフタレン、ビフェニル、アントラセンのような芳香族環または芳香族複素環からなる群から選択され、
XはO、SおよびNR10(ここで、R10は水素、炭素数1〜7の脂肪族炭化水素、ベンゼン、ナフタレン、ビフェニル、アントラセンのような芳香族環および芳香族複素環から選択される)からなる群から選択される。
nは3〜8の整数であり、
ZはO、SまたはN−Rであり、
RとR’は各々水素、炭素数1〜24のアルキル、例えばプロピル、t−ブチル、ヘプチルなど、炭素数5〜20のアリールまたはヘテロ原子を含む置換されたアリール、例えばフェニル、ナフチル、フリル、チエニル、ピリジル、キノリニルなど、およびその他複素環系、またはクロロ、フルオロなどのハロゲン、または縮合芳香族環を完成させるのに必要な原子であり、
Bは連結ユニットであって、複数のベンザゾ−ル(benzazole)を共役または非共役連結するアルキル、アリール、置換されたアルキル、または置換されたアリールである。
ガラス基板上に熱的蒸着(thermal evaporation)工程を用いて、150nm厚さの陰極(Al)と1.5nm厚さの電子注入層(LiF)を順に形成した。続いて、前記電子注入層上に電子輸送層としては下記化学式2−1で表示されるイミダゾール基を含む物質の薄膜を20nm厚さで形成して用いた。
陰極として150nm厚さのAl薄膜の代わりに150nm厚さのITO上に5nm厚さの非常に薄いAl薄膜を形成した陰極を用いたことを除いては、実施例1〜5と同一の方法で実施して、両面発光有機発光素子を製造した。
実施例1で製造された有機発光素子に逆方向および正方向の電界を0.2Volt間隔で順次印加しながら各電圧値での電流を測定し、その結果を各々図6および図7に示した。また、実施例1で製造された有機発光素子に電流密度を10mA/cm2から100mA/cm2まで順次印加しながら発光量を光度法(photometry)で測定し、その結果を図8および図9に示した。
ガラス基板上に熱的蒸着工程を用いて、150nm厚さの陰極(Al)と1.5nm厚さの電子注入層(LiF)を順に形成した。続いて、前記電子注入層上に電子輸送層として前記化学式2−1で表示されるイミダゾール基を含む物質の薄膜を150nm厚さで形成した。電子輸送層上に1.5nm電子注入層(LiF)層と150nmのAl層を順に形成し、電子によってのみ電流が流れることができる図13のような対称形素子を製造した。
電子輸送層の形成時に化学式2−1の化合物の代わりにAlq3を用いたことを除いては、実施例7と同一の方法を用いて、電子によってのみ電流が流れることができる図13のような対称形素子を製造した。
実施例7および比較例1の素子の場合、Al−LiF−電子輸送物質−LiF−Al構造で対称的な素子を製作し、この時電子輸送物質を通して流れる電流は電子によってのみ発生する。
Claims (18)
- 基板と、第1電極と、2層以上からなる有機物層と、および第2電極とを順次積層して形成したものを含んでなる有機発光素子であって、
前記有機物層が発光層を含み、前記有機物層のうち第2電極に接する有機物層が下記化学式1の化合物を含むバッファ層であることを特徴とする、有機発光素子。
R1〜R6は各々水素、ハロゲン原子、ニトリル(−CN)、ニトロ(−NO2)、スルホニル(−SO2R)、スルホキシド(−SOR)、スルホンアミド(−SO2NR)、スルホネート(−SO3R)、トリフルオロメチル(−CF3)、エステル(−COOR)、アミド(−CONHRまたは−CONRR’)、置換または非置換された直鎖または分枝鎖のC1−C12アルコキシ、置換または非置換された直鎖または分枝鎖C1−C12のアルキル、置換または非置換された芳香族または非芳香族の複素環、置換または非置換されたアリール、置換または非置換されたモノ−またはジ−アリールアミン、および置換または非置換されたアラルキルアミンで構成された群から選択されてなり、
前記RおよびR’は各々置換または非置換されたC1−C60のアルキル、置換または非置換されたアリールおよび置換または非置換の5−7元の複素環からなる群から選択されてなるものである。] - 前記化学式1の化合物が、下記化学式1−1〜1−6で示される化合物から選択されることを特徴とする、請求項1に記載の有機発光素子。
- 前記有機発光素子が、前面発光素子または両面発光素子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。
- 前記第2電極が、電荷または高い運動エネルギを有する粒子を伴うことによって、前記化学式1の化合物を含むバッファ層の不在下では有機物層に損傷を与えることがある薄膜形成技術によって形成されることを特徴とする、請求項1に記載の有機発光素子。
- 前記薄膜形成技術が、スパッタリング、レーザを用いた物理的蒸着方法(PVD)、イオンビームを用いた蒸着方法からなる群から選択されることを特徴とする、請求項4に記載の有機発光素子。
- 前記第1電極が陰極であり、前記第2電極が陽極であり、前記素子が基板上に陰極を先ず形成した後、この陰極上に2層以上の有機物層および陽極を順次形成して製造されることを特徴とする、請求項1に記載の有機発光素子。
- 前記第2電極が、仕事関数が2〜6eVの間の金属または伝導性酸化膜からなることを特徴とする、請求項1に記載の有機発光素子。
- 前記第2電極が、ITOからなることを特徴とする、請求項7に記載の有機発光素子。
- 前記第2電極が、IZOからなることを特徴とする、請求項7に記載の有機発光素子。
- 前記第2電極とバッファ層との間に絶縁性質を有する酸化物薄膜がさらに備えられていることを特徴とする、請求項1に記載の有機発光素子。
- 前記バッファ層が正孔注入層を兼ねることを特徴とする、請求項1に記載の有機発光素子。
- 下記化学式1の化合物を含むバッファ層の厚さが20nm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。
- 前記有機物層が電子輸送層を含み、該電子輸送層がイミダゾール基、オキサゾール基およびチアゾール基からなる群から選択される基を有する物質を含むことを特徴とする、請求項1に記載の有機発光素子。
- 前記電子輸送層が、下記化学式2の化合物および化学式3の化合物からなる群から選択される化合物を含むことを特徴とする、請求項13に記載の有機発光素子。
R7およびR8は各々独立したに水素、炭素数1〜20の脂肪族炭化水素、芳香族環および芳香族複素環からなる群から選択されるものであるが、ただしR7およびR8がともに水素ではなく、
Arは芳香族環および芳香族複素環からなる群から選択され、
R9は水素、炭素数1〜6の脂肪族炭化水素、芳香族環または芳香族複素環からなる群から選択され、
XはO、SおよびNR10(ここで、R10は水素、炭素数1〜7の脂肪族炭化水素、芳香族環および芳香族複素環から選択される)からなる群から選択されてなるものである。]
nは3〜8の整数であり、
ZはO、SまたはN−Rであり、
RとR’は各々水素、炭素数1〜24のアルキル、炭素数5〜20のアリールまたはヘテロ原子を含む置換されたアリール、またはハロゲン、または縮合芳香族環を完成させるのに必要な原子であり、
Bは連結ユニットとして、複数のベンザゾ−ルを共役または非共役連結するアルキル、アリール、置換されたアルキル、または置換されたアリールである。] - 前記第1電極と前記電子輸送層との間に電子注入層をさらに備えることを特徴とする、請求項13に記載の有機発光素子。
- 前記電子注入層がLiF薄膜層であることを特徴とする、請求項15に記載の有機発光素子。
- 基板上に、第1電極と、2層以上からなる有機物層と、および第2電極を順次積層して形成する工程を含んでなる有機発光素子の製造方法であって、
前記有機物層のうち1層を発光層で形成し、前記有機物層のうち第2電極に接する有機物層を下記化学式1の化合物を用いて形成することを特徴とする、製造方法。
R1〜R6は各々水素、ハロゲン原子、ニトリル(−CN)、ニトロ(−NO2)、スルホニル(−SO2R)、スルホキシド(−SOR)、スルホンアミド(−SO2NR)、スルホネート(−SO3R)、トリフルオロメチル(−CF3)、エステル(−COOR)、アミド(−CONHRまたは−CONRR’)、置換または非置換された直鎖または分枝鎖のC1−C12アルコキシ、置換または非置換された直鎖または分枝鎖C1−C12のアルキル、置換または非置換された芳香族または非芳香族の複素環、置換または非置換されたアリール、置換または非置換されたモノ−またはジ−アリールアミン、および置換または非置換されたアラルキルアミンで構成された群から選択されてなり、
前記RおよびR’は各々置換または非置換されたC1−C60のアルキル、置換または非置換されたアリールおよび置換または非置換の5−7元の複素環からなる群から選択されてなるものである。] - 前記第2電極を電荷または高い運動エネルギを有する粒子を伴うことによって、前記化学式1の化合物を含むバッファ層の不在下では有機物層に損傷を与えることがある薄膜形成技術によって形成することを特徴とする、請求項17に記載の有機発光素子の製造方法。
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