JP2015197510A - Organic device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、有機エレクトロルミネッセンスデバイス、有機トランジスタ、有機薄膜太陽電池などの有機デバイスに関する。 The present invention relates to an organic device such as an organic electroluminescence device, an organic transistor, and an organic thin film solar cell.
有機物を用いた有機デバイスは、有機エレクトロルミネッセンスデバイス(以下、「有機ELデバイス」とする場合がある。)、有機トランジスタ、有機薄膜太陽電池など、広範な用途への展開が期待されている。 Organic devices using organic substances are expected to be used in a wide range of applications such as organic electroluminescence devices (hereinafter sometimes referred to as “organic EL devices”), organic transistors, and organic thin-film solar cells.
有機ELデバイスにあっては、ガラスやプラスチックからなる基板上に、透明電極、有機発光層、対向電極を順次積層し、さらにその上に封止用の基板を積層した構成を有している。 An organic EL device has a configuration in which a transparent electrode, an organic light emitting layer, and a counter electrode are sequentially stacked on a substrate made of glass or plastic, and a sealing substrate is further stacked thereon.
ここで、封止基板としては、例えば以下の特許文献1〜5に開示されているように、前記透明電極、有機発光層、および対向電極を積層してなる有機デバイス素子の厚さ以上の「ざぐり」加工がなされたガラス基板が用いられることが多い。 Here, as the sealing substrate, for example, as disclosed in the following Patent Documents 1 to 5, “the thickness of the organic device element formed by laminating the transparent electrode, the organic light emitting layer, and the counter electrode” In many cases, a glass substrate that has been subjected to a “spotting” process is used.
しかしながら、ガラス基板に「ざぐり」加工をするにあっては、エッチングを行わなければならず、製造工程は煩雑となりその分だけ高価になってしまう。また、「ざぐり」加工されたガラス基板は、当該部分の強度が低下してしまうため、取り扱いに注意を要し、その分だけ歩留まりが低下してしまい、さらには、大型化が難しいといった不具合も生じ得る。 However, when “spotting” the glass substrate, etching must be performed, which makes the manufacturing process complicated and expensive. In addition, since the strength of the glass substrate that has been “spotted” decreases, the handling of the glass substrate needs to be handled with care, the yield decreases accordingly, and further, it is difficult to increase the size. Can occur.
本発明は、このような状況下においてなされた発明であり、封止用の基板として、「ざぐり」加工がされた基板を用いる必要がない、新たな構造をもった有機デバイスを提供することを主たる課題とする。 The present invention is an invention made under such circumstances, and it is an object of the present invention to provide an organic device having a new structure, which does not require the use of a “spotted” processed substrate as a sealing substrate. Let it be the main issue.
上記課題を解決するための本発明の有機デバイスは、対向する二つの電極と、前記二つの電極間に配置された有機層とを含む有機デバイス素子と、前記有機デバイス素子を挟み込むように配置された対向する二つの基板と、を有し、前記二つの基板は、その間に配置されたスペーサによって支持されていることを特徴とする。 An organic device of the present invention for solving the above-described problem is disposed so as to sandwich an organic device element including two organic electrodes facing each other and an organic layer disposed between the two electrodes. And two opposing substrates, wherein the two substrates are supported by a spacer disposed therebetween.
上記の発明にあっては、前記二つの基板間には、さらに乾燥材が配置されていてもよい。 In the above invention, a desiccant may be further disposed between the two substrates.
上記の発明にあっては、前記有機デバイス素子を構成する二つの電極のうち少なくとも一方が、前記基板よりも融点の低い金属材料によって形成されていてもよい。 In the above invention, at least one of the two electrodes constituting the organic device element may be formed of a metal material having a melting point lower than that of the substrate.
本発明の有機デバイスによれば、有機デバイス素子を挟み込むように配置された対向する二つの基板間に、これら二つの基板を支持するためのスペーサが配置されているため、これらの基板に「ざぐり」加工をすることなく、有機デバイス素子を配置するための空間を確保することができる。したがって、種々の有機デバイスを安価かつ歩留まり良く製造することができ、大型化の要請にも対応することができる。 According to the organic device of the present invention, spacers for supporting these two substrates are arranged between two opposing substrates arranged so as to sandwich the organic device element. A space for arranging the organic device elements can be secured without processing. Therefore, various organic devices can be manufactured inexpensively and with a high yield, and the demand for an increase in size can be met.
以下に、本発明の実施形態にかかる有機デバイスについて、図面を用いて詳細に説明する。 Below, the organic device concerning the embodiment of the present invention is explained in detail using a drawing.
・有機デバイス
図1は、本発明の実施形態にかかる有機デバイスの概略断面図である。
Organic Device FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an organic device according to an embodiment of the present invention.
図1に示すように、本実施形態にかかる有機デバイス100は、対向する二つの電極11、12と、前記二つの電極11、12間に配置された有機層13とを含む有機デバイス素子10と、前記有機デバイス素子10を挟み込むように配置された対向する二つの基板20、21と、を有し、前記二つの基板21、22は、その間に配置されたスペーサ30、30によって支持されている。
As shown in FIG. 1, an
本実施形態にかかる有機デバイス100は、有機デバイス素子10を挟み込むように配置された対向する二つの基板20、21間に、これら二つの基板20、21を支持するためのスペーサ30、30が配置されているため、例えば上側の基板21に「ざぐり」加工をすることなく、有機デバイス素子10を配置するための空間を確保することができる。したがって、有機デバイス100を安価かつ歩留まり良く製造することができ、大型化の要請にも対応することができる。また、スペーサ30の高さや配置箇所については比較的自由に設計可能であるため、乾燥材などを設置するための空間を適宜設けることも可能であり、さらには、有機デバイス素子10を構成する各層、つまり電極11、12や有機層13の厚さをも比較的自由に設計可能とすることができる。
In the
以下、本実施形態にかかる有機デバイス100の各構成について説明する。
Hereinafter, each structure of the
・有機デバイス素子
有機デバイス素子10は、対向する二つの電極11、12と、前記二つの電極11、12間に配置された有機層13とを含む。
Organic Device Element The
・電極
有機デバイス素子10を構成する二つの電極11、12にあっては、有機デバイス100の種類に応じて適宜設計可能である。
例えば、有機デバイス100が有機ELデバイスまたは有機薄膜太陽電池である場合には、二つの電極11、12は、それぞれ陽極および陰極となる。また有機デバイス100が、有機トランジスタである場合は、これら二つの電極11、12は、ゲート電極、ソース電極およびドレイン電極のいずれかとなる。
-Electrode About the two
For example, when the
電極11、12は、光透過性を有していても有していなくてもよく、有機デバイスの種類や用途などに応じて適宜選択することができる。
また、電極11、12の材料についても特に限定することはなく、有機デバイス100の種類や用途に応じて従来公知の材料から適宜選択することができる。たとえば、有機デバイス100が有機ELデバイスや有機薄膜太陽電池である場合には、一方の電極11をITO(酸化インジウムスズ)やIZO(酸化インジウム亜鉛)などの透明電極材料とし、もう一方の電極12を金、白金、銀、銅、アルミニウムなどの金属電極材料や、各種合金材料としてもよい。一方で、有機デバイス100が有機トランジスタの場合であっても、前記と同様の材料を用いることができ、さらには、従来公知の有機トランジスタにおいて用いられいる電極材料の中から適宜選択してもよい。
The
Further, the materials of the
本実施形態にかかる有機デバイス100の電極11、12の材料としては、基板20、21よりも融点の低い金属材料を用いることが好ましい。このような材料を用いることにより、電極11、12を蒸着法を用いずに形成することができるからである。したがって、有機デバイス素子10の上側に形成される電極12においては、特に当該材料を用いることが好ましい。
As a material of the
・Ga系合金
基板20、21よりも融点の低い金属材料としては、例えば融点以上の温度でペースト状態となるGa系合金であって、常温で液体のGa系液体金属と、アルカリ金属又はアルカリ土類金属とを少なくとも含んでなり、電子注入機能を有するものを挙げることができる。
Ga-based alloy The metal material having a lower melting point than the
一般的に、「金属ペースト」は、にバインダーとして樹脂を使用して、この樹脂中に金属粉を分散させてペースト(糊)化したものを意味するが、本願明細書における「ペースト状態」とは、樹脂を含有せず、金属のみでペースト状態にあるものを意味する。このように、このペースト状の金属から構成した電極は、樹脂等を含有しないため、優れた電子注入機能を有する。なお、本願明細書中の「電子注入機能」とは、電界印加時に陽極又は正孔注入層より正孔を注入することができ、陰極又は電子注入層より電子を注入することができる機能を意味する。 In general, “metal paste” means a paste obtained by using a resin as a binder and dispersing metal powder in this resin to form a paste. Means a resin that contains no metal and is in a paste state. Thus, since the electrode comprised from this paste-form metal does not contain resin etc., it has the outstanding electron injection function. The “electron injection function” in the present specification means a function that can inject holes from the anode or the hole injection layer when an electric field is applied, and can inject electrons from the cathode or the electron injection layer. To do.
Ga系液体金属は、常温(目安としては5〜45℃)において液体状態であり、常温又は加熱するとしても金属温度50℃程度までの比較的低温で十分な流動性を示すものを意味する。その融点は50℃以下であることが好ましい。Ga系液体金属は、Ga、又は、GaとIn、Sn及びZnから選ばれる1種又は二種以上の金属との合金が好適に使用できる。 The Ga-based liquid metal means a liquid that is in a liquid state at room temperature (as a guideline, 5 to 45 ° C.) and exhibits sufficient fluidity at a relatively low temperature up to a metal temperature of about 50 ° C. even at room temperature or when heated. The melting point is preferably 50 ° C. or lower. As the Ga-based liquid metal, Ga or an alloy of Ga and one or more metals selected from In, Sn, and Zn can be preferably used.
Ga系合金は常温での流動性及び毒性が少ない点から好ましく用いられる。本実施形態において合金とは、二種類以上の金属からなる外見上均一な金属であり、必ずしも異種金属間に金属結合が形成されていることを要しない。また、本実施形態においてGa系合金はGaを主成分とし、好ましくはGa系合金を構成する金属の40質量%、更に好ましくは50質量%をGaが占める。 Ga-based alloys are preferably used because of their low fluidity and toxicity at room temperature. In the present embodiment, an alloy is an apparently uniform metal composed of two or more kinds of metals, and it is not always necessary that a metal bond be formed between different kinds of metals. In the present embodiment, the Ga-based alloy contains Ga as a main component, preferably 40% by mass, more preferably 50% by mass of the metal constituting the Ga-based alloy.
Ga単体は融点が30℃、沸点が2400℃と室温から高温にわたり広い温度範囲で液体である。より低温で液体状態を維持し得る金属として、Gaと共に、In,Sn,Znのうちの少なくとも1種類の他金属を必須成分として含むGa系液体金属を使用することができる。本実施形態において使用可能なGa及びGa系液体金属の一例の組成比と融点を表1に例示する。 Ga alone is a liquid in a wide temperature range from room temperature to high temperature, with a melting point of 30 ° C. and a boiling point of 2400 ° C. As a metal capable of maintaining a liquid state at a lower temperature, a Ga-based liquid metal containing Ga and at least one other metal of In, Sn, and Zn as an essential component can be used. Table 1 shows an example of the composition ratio and melting point of Ga and Ga-based liquid metal that can be used in this embodiment.
なお、本実施形態のGa系合金を構成する各成分の組成は、予め秤量した各金属成分の仕込み質量か、又はX線回折法、XPS法もしくはその他の適切な方法により測定された組成を意味する。 The composition of each component constituting the Ga-based alloy of the present embodiment means the charged mass of each metal component weighed in advance, or the composition measured by the X-ray diffraction method, XPS method, or other appropriate method. To do.
本実施形態のGa系合金を構成するアルカリ金属又はアルカリ土類金属は、Ca、Li、Na、K、Mg、Rb、Cs、Ba、Be、及びSrから選ばれる1種以上の金属であることが好ましい。 The alkali metal or alkaline earth metal constituting the Ga-based alloy of this embodiment is one or more metals selected from Ca, Li, Na, K, Mg, Rb, Cs, Ba, Be, and Sr. Is preferred.
アルカリ金属やアルカリ土類金属は、その融点によって、低融点であるLi(180℃),Na(98℃),K(64℃),Rb(39℃),Cs(29℃)と、高融点であるCa(839℃),Mg(650℃),Ba(725℃),Be(1284℃),Sr(770℃)に大別される。アルカリ金属あるいはアルカリ土類金属は大気中での酸化燃焼性が強く危険であるため、通常は不活性気体に置換したグローブボックス内で取り扱うことが好ましい。 Alkaline metals and alkaline earth metals have low melting points such as Li (180 ° C.), Na (98 ° C.), K (64 ° C.), Rb (39 ° C.), Cs (29 ° C.) and high melting points. Ca (839 ° C.), Mg (650 ° C.), Ba (725 ° C.), Be (1284 ° C.), Sr (770 ° C.). Since alkali metals or alkaline earth metals are highly dangerous due to their strong oxidative combustion properties in the atmosphere, they are usually preferably handled in a glove box substituted with an inert gas.
上記の低融点グループは、比較的安全にグローブボックス内で加熱溶融することができるため、Ga系液体金属に秤量混合する事ができる。一方、高融点グループは、グローブボックス内であっても加熱溶融して直接Ga系液体金属に混合することは熱量が大きいため非常に危険である。このため、予め他の金属との合金を、燃焼を防ぐことができる真空溶融炉内で作製しておき、安定な状態にしてから取り扱う事が好ましい。 Since the low melting point group can be heated and melted in the glove box relatively safely, it can be weighed and mixed with the Ga-based liquid metal. On the other hand, even in the glove box, it is very dangerous for the high melting point group to be heated and melted and directly mixed with the Ga-based liquid metal because of the large amount of heat. For this reason, it is preferable to prepare an alloy with another metal in advance in a vacuum melting furnace that can prevent combustion, and to handle it after it is in a stable state.
アルカリ金属又はアルカリ土類金属は、いずれも仕事関数が低く高い電子注入機能を発現させることができるので好ましく、Ca(仕事関数2.87eV)、Li(仕事関数2.4eV)、Na(仕事関数2.36eV)、K(仕事関数2.28eV)、Mg(仕事関数3.66eV)、Rb(仕事関数2.16eV)、Cs(仕事関数2.14eV)、Ba(仕事関数2.52eV)、Be(仕事関数2.45eV)、及び、Sr(仕事関数2.59eV)を好適に使用できる。なお、本実施形態において各元素の「仕事関数」の値は『J.Appl.Phys.第48巻』(1977年)の第4729頁に記載されているデータ、及びイオン化ポテンシャル測定装置の実測データに基づくものである。 Alkali metals or alkaline earth metals are all preferable because they have a low work function and can exhibit a high electron injection function, and Ca (work function 2.87 eV), Li (work function 2.4 eV), Na (work function) 2.36 eV), K (work function 2.28 eV), Mg (work function 3.66 eV), Rb (work function 2.16 eV), Cs (work function 2.14 eV), Ba (work function 2.52 eV), Be (work function 2.45 eV) and Sr (work function 2.59 eV) can be preferably used. In this embodiment, the value of “work function” of each element is “J. Appl. Phys. 48 "(1977), page 4729, and the actual measurement data of the ionization potential measuring device.
これらの中でも、CaはGa系液体金属に容易に大量混合することができることから特に好ましい。Caは他の金属よりもモル体積が非常に大きく、Ga系液体金属に多量に溶け込むことができると考えられる。また、電力変換効率が高く、素子寿命も長い陰電極を容易に得ることができる。なお、各金属のモル体積の一例を以下に示す。
Ca 26.2×103(m3/mol)、
Li 13.0×10-6(m3/mol)
Na 23.8×10-3(m3/mol)
K 45.9×10-3(m3/mol)
Mg 14.0×10-3(m3/mol)
Rb 55.8×10-6(m3/mol)
Cs 70.9×10-3(m3/mol)
Ba 38.2×10-3(m3/mol)
Be 4.9×10-3(m3/mol)
Sr 33.9×10-3(m3/mol)
Among these, Ca is particularly preferable because it can be easily mixed in a large amount with a Ga-based liquid metal. Ca has a much larger molar volume than other metals, and it is considered that Ca can be dissolved in a large amount in Ga-based liquid metal. In addition, a negative electrode having high power conversion efficiency and a long element life can be easily obtained. An example of the molar volume of each metal is shown below.
Ca 26.2 × 10 3 (m 3 / mol),
Li 13.0 × 10 −6 (m 3 / mol)
Na 23.8 × 10 −3 (m 3 / mol)
K 45.9 × 10 −3 (m 3 / mol)
Mg 14.0 × 10 −3 (m 3 / mol)
Rb 55.8 × 10 −6 (m 3 / mol)
Cs 70.9 × 10 −3 (m 3 / mol)
Ba 38.2 × 10 −3 (m 3 / mol)
Be 4.9 × 10 −3 (m 3 / mol)
Sr 33.9 × 10 −3 (m 3 / mol)
Caを5〜30質量%含有することにより、下記に説明するように適当なペースト性が得られるとともに、電子注入機能を発現させることができる。また、少量の他のアルカリ金属あるいはアルカリ土類金属を混合することで更に高い電子注入機能を付与することができる。 By containing 5 to 30% by mass of Ca, an appropriate paste property can be obtained as described below, and an electron injection function can be exhibited. Further, a higher electron injection function can be imparted by mixing a small amount of other alkali metal or alkaline earth metal.
アルカリ金属やアルカリ土類金属と合金を形成する他の金属としては、In又はSnが好ましい。アルカリ金属又はアルカリ土類金属とIn又はSnとの合金は、大気中、室温でGa系液体金属に溶融するので容易に秤量混合することができる。また、In又はSnはGaに溶融しやすいため、上記の合金がGa系液体金属に溶解しても、In又はSnが固相として分離するとこはなく、均一なペースト状態のGa系合金を製造できる。 As other metals forming an alloy with an alkali metal or alkaline earth metal, In or Sn is preferable. An alloy of an alkali metal or alkaline earth metal and In or Sn melts into a Ga-based liquid metal in the atmosphere at room temperature, so that it can be easily weighed and mixed. In addition, since In or Sn is easily melted in Ga, even if the above alloy is dissolved in Ga-based liquid metal, In or Sn is not separated as a solid phase, and a Ga-type alloy in a uniform paste state is manufactured. it can.
高融点グループのアルカリ金属やアルカリ土類金属であっても、直接、真空溶融炉でGa系液体金属と合金化することもできることはいうまでもないが、予め、アルカリ金属又はアルカリ土類金属とIn又はSnとの合金を準備しておいて、Ga系液体金属にこの合金を混合する方が、濃度調整など条件変更が容易である。 Needless to say, even a high melting point group alkali metal or alkaline earth metal can be directly alloyed with a Ga-based liquid metal in a vacuum melting furnace. It is easier to change conditions such as concentration adjustment by preparing an alloy with In or Sn and mixing this alloy with Ga-based liquid metal.
このような方法により得られたGa系合金は、Ga単体よりも低温で液体状態となる(融点が低下する)ため、取り扱いが容易となる。 Since the Ga-based alloy obtained by such a method is in a liquid state at a lower temperature than Ga simple substance (melting point is lowered), it is easy to handle.
Ga系液体金属を粘性の強いペースト状にするためには、特に、Caを5〜30質量%含有することが好ましい。Ca濃度をこの範囲とすることで、各種印刷法に適した5〜100Pa・sの粘度とすることができるとともに、電極として有機デバイスに必要な十分な電子注入機能を発現させることができる。粘度はCa濃度とともにGa系液体合金の種類によっても多少変動する。 In order to make the Ga-based liquid metal into a highly viscous paste, it is particularly preferable to contain 5 to 30% by mass of Ca. By setting the Ca concentration within this range, it is possible to achieve a viscosity of 5 to 100 Pa · s suitable for various printing methods, and to exhibit a sufficient electron injection function necessary for an organic device as an electrode. Viscosity varies somewhat with the Ca concentration, depending on the type of Ga-based liquid alloy.
本実施形態におけるGa系合金は、融点が300℃以下の金属を更に含んでなり、常温では固体であり、融点以上の温度でペースト状態となるものであることが好ましい。このように、上記のGa系合金に、融点が300℃以下の金属を更に含有することにより、常温では固体であり、融点以上の温度でペースト状態となるGa系合金を得られる。このようなGa系合金を電極形成に使用することにより、上記のような接着剤層を形成しなくてもよくなる。 The Ga-based alloy in the present embodiment preferably further includes a metal having a melting point of 300 ° C. or lower, is solid at room temperature, and is in a paste state at a temperature equal to or higher than the melting point. Thus, by further containing a metal having a melting point of 300 ° C. or lower in the Ga-based alloy, a Ga-based alloy that is solid at normal temperature and is in a paste state at a temperature equal to or higher than the melting point can be obtained. By using such a Ga-based alloy for electrode formation, it is not necessary to form the adhesive layer as described above.
上記の好ましい態様のGa系合金は、常温において固体である。加熱するとある温度で軟化し始め、更に加熱すると粘性を有するペースト状態を経て、液体状態に転移する。本願明細書中で「融点」とは、金属が液体状態に転移する温度ではなく、軟化し始める温度(軟化温度)を意味するものとする。 The Ga-based alloy according to the preferred embodiment is solid at room temperature. When heated, it begins to soften at a certain temperature, and when heated further, it transitions to a liquid state through a viscous paste state. In the present specification, the “melting point” means not a temperature at which a metal transitions to a liquid state but a temperature at which softening starts (softening temperature).
融点が300℃以下の金属を添加するには、アルカリ金属又はアルカリ土類金属と、In又はSnとの合金を、常温で液体のGa系液体金属に溶解させてペースト状のGa系合金を形成した後、融点が300℃以下の金属が溶融する温度まで加熱し、そのペースト合金中に、前記融点が300℃以下の金属を混合させる。 To add a metal having a melting point of 300 ° C. or lower, an alloy of an alkali metal or an alkaline earth metal and In or Sn is dissolved in a liquid Ga-based liquid metal at room temperature to form a paste-like Ga-based alloy. Then, the metal is heated to a temperature at which a metal having a melting point of 300 ° C. or lower is melted, and the metal having a melting point of 300 ° C. or lower is mixed in the paste alloy.
融点が300℃以下の金属としては、In、Sn、Bi、又はこれらを主成分とする合金が挙げられが、これらの中でもInSnを好適に使用できる。なお、「合金」とは、二種類以上の金属からなる外見上均一な金属であり、必ずしも異種金属間に金属結合が形成されていることを要しない。 Examples of the metal having a melting point of 300 ° C. or lower include In, Sn, Bi, and alloys containing these as main components. Among these, InSn can be preferably used. An “alloy” is an apparently uniform metal composed of two or more kinds of metals, and does not necessarily require a metal bond to be formed between different metals.
本実施形態におけるGa系合金に使用できる、融点が300℃以下の金属の一例を表2に示す。 Table 2 shows an example of a metal having a melting point of 300 ° C. or lower that can be used for the Ga-based alloy in the present embodiment.
Ga系合金は、その融点を更に超えるような高温においては完全な液体状態となる。従って、「ペースト状態」とは、液体状態と固体状態との中間の粘性領域にある状態と考えられる。本実施形態においては、ペースト状態にある温度範囲が5℃以上であることが好ましい。この程度の温度幅を有することにより、有機デバイス素子の製造を安定的に行う
ことができる。
The Ga-based alloy is in a completely liquid state at a high temperature that further exceeds its melting point. Therefore, the “paste state” is considered to be a state in a viscous region between the liquid state and the solid state. In the present embodiment, the temperature range in the paste state is preferably 5 ° C. or higher. By having such a temperature range, the organic device element can be stably manufactured.
また、本実施形態におけるGa系合金は、融点50℃以上を有することが好ましい。融点が50℃よりも低温にあると、製造した有機デバイス素子の電極が、環境変化等により溶融剥離する場合がある。常温では固体であり融点以上の温度でペースト状態となり、上記のような温度特性を有するためには、Ga系合金にCaが5〜30質量%含有していることが好ましい。なお、ペーストの粘度は、Caの含有量だけでなく、融点300℃以下の金属の種類のよっても変化する。 Moreover, it is preferable that the Ga type alloy in this embodiment has melting | fusing point 50 degreeC or more. When the melting point is lower than 50 ° C., the electrode of the manufactured organic device element may be melted and peeled due to environmental change or the like. In order to be solid at normal temperature and to be in a paste state at a temperature equal to or higher than the melting point, and to have the temperature characteristics as described above, it is preferable that 5-30% by mass of Ca is contained in the Ga-based alloy. Note that the viscosity of the paste varies depending not only on the Ca content but also on the type of metal having a melting point of 300 ° C. or lower.
本実施形態におけるGa系合金は、上記表1に示すようなGa系液体金属と、上記表2に示すような融点300℃以下の金属と、Ca等のアルカリ金属又はアルカリ土類金属とを溶融混合することにより得られるが、Caを用いた場合には、Caの燃焼・爆発を防ぐために、真空溶融炉や不活性気体溶融炉内で溶融混合することが好ましい。 The Ga-based alloy in the present embodiment melts a Ga-based liquid metal as shown in Table 1 above, a metal having a melting point of 300 ° C. or lower as shown in Table 2 above, and an alkali metal or alkaline earth metal such as Ca. Although obtained by mixing, when Ca is used, in order to prevent combustion and explosion of Ca, it is preferable to melt and mix in a vacuum melting furnace or an inert gas melting furnace.
具体的には、Ga金属に溶融し易い金属であるInやSnとCaとの合金を予め真空溶融炉内で作製し、これらのCaIn又はCaSn合金をGa系液体金属に溶融させることが、安全面、取り扱い性の観点から好ましい。 Specifically, it is safe to prepare an alloy of In, Sn, and Ca, which is a metal that is easily melted into Ga metal, in a vacuum melting furnace in advance, and to melt these CaIn or CaSn alloy into Ga-based liquid metal. From the viewpoint of surface and handleability, it is preferable.
Ga系液体金属に、CaInやCaSn合金を浸漬すると、溶解して常温でペースト状態にあるGa系合金を得ることができる。このGa系合金は良好な電子注入機能を有するので、例えば、有機EL層上に塗布すると良好な発光特性を示す。すなわち、有機EL素子やその他の有機デバイス素子においては、より大きな電流を制御し得るようにするために、電荷注入効率(陽電極では正孔注入効率、陰電極では電子注入効率)が良好な電極であることが好ましく、陰電極には電子を放出し易いという観点から仕事関数の低い金属が使用される。従来の陰電極では代表的な金属として仕事関数4.2eVのAlが好適に使用されている。本実施形態におけるGa系合金にあっては、Gaの仕事関数が4.3eVとAlに近いため、ペースト金属としての利点とともに、陰電極としてGa系合金を用いると、陰電極からEL層への電子注入が良好となる利点もある。 When a CaIn or CaSn alloy is immersed in a Ga-based liquid metal, a Ga-based alloy in a paste state at room temperature can be obtained by dissolution. Since this Ga-based alloy has a good electron injection function, for example, when it is applied on the organic EL layer, it exhibits good light emission characteristics. That is, in an organic EL element and other organic device elements, in order to be able to control a larger current, an electrode having a good charge injection efficiency (a positive hole injection efficiency for a positive electrode and an electron injection efficiency for a negative electrode). It is preferable that a metal having a low work function is used for the negative electrode from the viewpoint of easy emission of electrons. In a conventional negative electrode, Al having a work function of 4.2 eV is suitably used as a typical metal. In the Ga-based alloy according to the present embodiment, the work function of Ga is close to 4.3 eV and Al. Therefore, in addition to the advantages as a paste metal, when a Ga-based alloy is used as the negative electrode, the negative electrode is transferred to the EL layer. There is also an advantage that electron injection is good.
また、本実施形態におけるGa系合金を構成する、In、Sn、Bi、Ga等の各金属の仕事関数は、それぞれ4.1eV、4.4eV、4.3eV、4.3eVとAlの仕事関数に近いため、本実施形態におけるGa系合金は、上記のような電極形成の製造面の有利さだけでなく、電子注入機能の面から有利である。 In addition, the work functions of the metals such as In, Sn, Bi, and Ga constituting the Ga-based alloy in this embodiment are 4.1 eV, 4.4 eV, 4.3 eV, 4.3 eV, and Al, respectively. Therefore, the Ga-based alloy in the present embodiment is advantageous not only from the manufacturing aspect of electrode formation as described above but also from the aspect of the electron injection function.
本実施形態におけるGa系合金にあっては、必要に応じて他の金属が含まれていても良く、例えば、陰電極の電子注入効率を向上させるために、仕事関数が低い物質として、Ca以外のアルカリ金属及びアルカリ土類金属から選ばれる少なくとも1種類を陰電極に混合することができる。これらの中でも、Li、Na、K、Mg、Rb、Cs、Ba、Be、及びSrから選ばれる1種以上の金属が好ましい。また、添加量は、1質量%以下が好ましく、0.05〜2質量%がより好ましい。この範囲の添加量であれば、Ga系合金のペースト性に影響を与えない。これら金属を添加する方法は、上記した通りである。 In the Ga-based alloy in the present embodiment, other metals may be included as necessary. For example, in order to improve the electron injection efficiency of the negative electrode, as a substance having a low work function, other than Ca At least one selected from alkali metals and alkaline earth metals can be mixed in the negative electrode. Among these, one or more metals selected from Li, Na, K, Mg, Rb, Cs, Ba, Be, and Sr are preferable. Moreover, 1 mass% or less is preferable and 0.05-2 mass% is more preferable. If the addition amount is within this range, the paste properties of the Ga-based alloy are not affected. The method for adding these metals is as described above.
・Bi系合金
また一方で、基板20、21よりも融点の低い金属材料としては、例えばBiとInおよびSnの少なくともいずれか1種とからなるBi合金中に、Alが分散されたBi合金を挙げることができる。
当該合金は、Bi合金中にAlが分散されているので、Bi合金のみを用いた場合と比較して仕事関数を低くすることができる。したがって、このようなBi合金電極を有する本実施形態にかかる有機デバイスでは、Bi合金電極とBi合金電極に接する層との界面にて電子注入障壁を低減することができ、電子注入特性を向上させることが可能である。また、Bi合金はBiとInおよびSnの少なくともいずれか1種とからなるので、PbやCdを含まず、環境に配慮した有機デバイスとすることが可能である。さらにBi合金はBiとInおよびSnの少なくともいずれか1種とからなり、通常はBi合金の融点が所定の範囲内となるので、電極をウェットプロセスで形成可能であり、有機デバイスの大型化および製造コストの低減を実現し、電極形成時の有機層へのダメージを防ぐことができる。また、環境変化に対する信頼性を高めることができる。
-Bi-based alloy On the other hand, as a metal material having a melting point lower than that of the
In the alloy, since Al is dispersed in the Bi alloy, the work function can be lowered as compared with the case where only the Bi alloy is used. Therefore, in the organic device according to this embodiment having such a Bi alloy electrode, the electron injection barrier can be reduced at the interface between the Bi alloy electrode and the layer in contact with the Bi alloy electrode, and the electron injection characteristics are improved. It is possible. In addition, since the Bi alloy is composed of Bi and at least one of In and Sn, it can be an organic device that does not contain Pb or Cd and is environmentally friendly. Further, the Bi alloy is composed of Bi and at least one of In and Sn. Usually, since the melting point of the Bi alloy is within a predetermined range, the electrode can be formed by a wet process, and the organic device can be enlarged. The manufacturing cost can be reduced, and damage to the organic layer during electrode formation can be prevented. Moreover, the reliability with respect to an environmental change can be improved.
本実施形態に用いられるBi合金は、BiとInおよびSnの少なくともいずれか1種とからなるものであれば特に限定されるものではなく、BiとInとSnとからなるものであってもよく、BiとInとからなるものであってもよく、BiとSnとからなるものであってもよい。
なお、本願明細書において、「Bi合金」とはBiを含む合金をいい、Bi含有量が最も多いBi含有合金だけでなく、In含有量やSn含有量が最も多いBi含有合金も含まれる。
The Bi alloy used in this embodiment is not particularly limited as long as it is made of at least one of Bi, In, and Sn, and may be made of Bi, In, and Sn. , Bi and In may be used, and Bi and Sn may be used.
In the present specification, “Bi alloy” refers to an alloy containing Bi, and includes not only a Bi-containing alloy having the highest Bi content but also a Bi-containing alloy having the highest In content and Sn content.
Bi合金の融点としては、有機層にダメージを与えることなくウェットプロセスによりBi合金電極を形成可能な温度であればよく、60℃〜180℃の範囲内であることが好ましく、より好ましくは70℃〜160℃の範囲内、さらに好ましくは72℃〜138℃の範囲内である。Bi合金の融点が高すぎると、Bi合金電極形成時に有機層に大きなダメージを与えてしまうおそれがあるからである。また、有機デバイスを高温環境下でも安定して使用するためには、実用的にはBi合金の融点は上記範囲内であることが好ましく、Bi合金の融点が低すぎると、有機デバイスの使用時にBi合金電極が融解してしまうおそれがあるからである。特に、本実施形態にかかる有機デバイスが有機EL素子である場合には、有機EL素子は駆動時に発熱することから、Bi合金の融点が上記範囲より低いと、熱によりBi合金電極が融解してしまうおそれがある。また、本発明の有機デバイスが有機薄膜太陽電池である場合には、Bi合金の融点が上記範囲より低いと、太陽光の照射によりBi合金電極が融解してしまうおそれがある。
なお、Bi合金にAlを添加しても、Bi合金の融点は変化しない。
The melting point of the Bi alloy may be any temperature at which a Bi alloy electrode can be formed by a wet process without damaging the organic layer, and is preferably in the range of 60 ° C. to 180 ° C., more preferably 70 ° C. It is in the range of ˜160 ° C., more preferably in the range of 72 ° C. to 138 ° C. This is because if the melting point of the Bi alloy is too high, the organic layer may be seriously damaged when forming the Bi alloy electrode. In order to use the organic device stably even in a high temperature environment, it is preferable that the melting point of the Bi alloy is practically within the above range. If the melting point of the Bi alloy is too low, This is because the Bi alloy electrode may be melted. In particular, when the organic device according to the present embodiment is an organic EL element, the organic EL element generates heat during driving. Therefore, when the melting point of the Bi alloy is lower than the above range, the Bi alloy electrode is melted by heat. There is a risk that. Further, when the organic device of the present invention is an organic thin film solar cell, if the melting point of the Bi alloy is lower than the above range, the Bi alloy electrode may be melted by irradiation with sunlight.
Even if Al is added to the Bi alloy, the melting point of the Bi alloy does not change.
Bi合金の組成および融点について表3に例示する。 The composition and melting point of the Bi alloy are exemplified in Table 3.
なお、本願明細書において、Bi合金を構成するBi、In、Snの組成は、予め秤量した各成分の仕込質量であるか、あるいはX線回折法(XRD)、X線光電子分光法(XPS)もしくはその他の適切な方法により測定された組成を意味する。 In the present specification, the composition of Bi, In, and Sn constituting the Bi alloy is the charged mass of each component weighed in advance, or X-ray diffraction (XRD), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) Or the composition measured by the other suitable method is meant.
Bi合金電極中のAlの含有量は、電子注入特性を改善することができれば特に限定されるものではなく、0.0001質量%以上100質量%未満の範囲内とすることができ、好ましくは0.0001質量%〜50質量%の範囲内、より好ましくは0.0006質量%〜10質量%の範囲内である。Al含有量が少なすぎると電子注入特性の改善効果が十分に得られない可能性があり、またAl含有量を多くしても電子注入特性の改善効果に変化がないからである。 The content of Al in the Bi alloy electrode is not particularly limited as long as the electron injection characteristics can be improved, and can be within a range of 0.0001 mass% or more and less than 100 mass%, preferably 0. It is within the range of 0.0001% by mass to 50% by mass, and more preferably within the range of 0.0006% by mass to 10% by mass. This is because if the Al content is too small, the effect of improving the electron injection characteristics may not be sufficiently obtained, and even if the Al content is increased, the effect of improving the electron injection characteristics does not change.
本実施形態においては、Bi合金電極中のAlの濃度が、有機層側の反対側から有機層側に向かって増加していることが好ましい。このような構成であれば、Bi合金電極において有機層側の反対側から有機層側に向かって仕事関数を低くすることができ、Bi合金電極とBi合金電極に接する層との界面にて電子注入障壁をより一層低減することができるからである。
Bi合金においてAlは不純物の溶質元素である。溶質元素の溶解度は、液体中に比べ固相中の方が低い。したがって、凝固の進行にともない液体中に、溶質元素が偏析され濃化する。つまり、凝固過程におけるAlの移動は、合金凝固時に不純物であるAlが偏析されるために生じる。この原理を用いて、有機層の反対側から凝固させることによって、有機層の反対側から有機層側に向かってAlの濃度を増加させることが可能となる。
なお、Bi合金電極中のAlの濃度が有機層側の反対側から有機層側に向かって増加していることは、X線光電子分光法(XPS)にて、試料をX線源と分析器に対して傾斜させる角度分解による深さ方向測定、またはイオンビームスパッタリングを用いた深さ方向測定により確認することができる。
In the present embodiment, it is preferable that the concentration of Al in the Bi alloy electrode increases from the side opposite to the organic layer side toward the organic layer side. With such a configuration, the work function of the Bi alloy electrode can be lowered from the side opposite to the organic layer side toward the organic layer side, and electrons are formed at the interface between the Bi alloy electrode and the layer in contact with the Bi alloy electrode. This is because the injection barrier can be further reduced.
In the Bi alloy, Al is an impurity solute element. The solubility of solute elements is lower in the solid phase than in the liquid. Therefore, solute elements are segregated and concentrated in the liquid as the solidification progresses. That is, the movement of Al during the solidification process occurs because Al as an impurity is segregated during alloy solidification. By using this principle and solidifying from the opposite side of the organic layer, the concentration of Al can be increased from the opposite side of the organic layer toward the organic layer side.
The fact that the concentration of Al in the Bi alloy electrode increases from the side opposite to the organic layer side toward the organic layer side means that the sample is analyzed by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). It can be confirmed by measuring in the depth direction by angle resolution that is inclined with respect to or by measuring the depth direction using ion beam sputtering.
Bi合金電極の仕事関数としては、Bi合金のみの仕事関数よりも低ければ特に限定されるものではない。また、Bi合金電極の仕事関数の下限は、Alの仕事関数と同程度であればよい。具体的に、Bi合金電極の仕事関数は、3.9eV〜4.6eVの範囲内であることが好ましく、より好ましくは3.9eV〜4.3eVの範囲内、さらに好ましくは3.9eV〜4.1eVの範囲内である。
なお、仕事関数は、理研計器(株)製の光電子分光装置AC−3を用いて測定した仕事関数の値を適用した。測定は、基板上に、測定しようとする材料で形成した層を単層として形成し、上記の光電子分光装置AC−3で光電子が放出されるエネルギー値で決定した。測定条件としては、50nWの光量で0.05eV刻みで行った。
The work function of the Bi alloy electrode is not particularly limited as long as it is lower than the work function of the Bi alloy alone. Further, the lower limit of the work function of the Bi alloy electrode may be about the same as that of Al. Specifically, the work function of the Bi alloy electrode is preferably in the range of 3.9 eV to 4.6 eV, more preferably in the range of 3.9 eV to 4.3 eV, and still more preferably 3.9 eV to 4 eV. Within the range of 1 eV.
In addition, the value of the work function measured using the photoelectron spectrometer AC-3 by Riken Keiki Co., Ltd. was applied to the work function. The measurement was performed based on the energy value at which photoelectrons were emitted from the photoelectron spectrometer AC-3 by forming a layer formed of the material to be measured on the substrate as a single layer. As measurement conditions, it was performed in increments of 0.05 eV with a light amount of 50 nW.
Bi合金にAlを添加する方法としては、溶融した状態のBi合金にAlを混合する方法を用いることができる。具体的には、溶融状態のBi合金に、ワイヤ、棒、シート、塊等の任意の形状のAlを浸漬させることで、Bi合金にAlを添加することができる。溶融状態のBi合金にAlを混合しても、Bi合金の融点程度であればAlは溶融しないので、合金にはならず、Bi合金に分散した状態となる。 As a method of adding Al to the Bi alloy, a method of mixing Al with a Bi alloy in a molten state can be used. Specifically, Al can be added to the Bi alloy by immersing Al in an arbitrary shape such as a wire, a rod, a sheet, or a lump in the molten Bi alloy. Even if Al is mixed with the Bi alloy in the molten state, the Al does not melt as long as the melting point of the Bi alloy is reached, so it does not become an alloy but is dispersed in the Bi alloy.
Bi合金電極の形成方法としては、Bi合金中にAlが分散された電極を形成可能な方法であれば特に限定されるものではないが、溶融状態のBi合金とAlとからなる電極材料を塗布する方法が好ましく用いられる。塗布法等のウェットプロセスであれば、Bi合金電極形成時の有機層へのダメージを防ぐことができる。また、蒸着法等のドライプロセスを用いることなく有機デバイスの全ての層を塗布法等のウェットプロセスにより形成することができるようになり、有機デバイスの大型化、製造コストの低減を実現することができる。さらに、溶融状態のBi合金とAlとからなる電極材料を塗布する方法は、Bi合金電極の厚みを制御し易いという利点を有する。 The method for forming the Bi alloy electrode is not particularly limited as long as it can form an electrode in which Al is dispersed in the Bi alloy, but an electrode material composed of a molten Bi alloy and Al is applied. Is preferably used. If it is a wet process such as a coating method, damage to the organic layer during Bi alloy electrode formation can be prevented. In addition, all layers of the organic device can be formed by a wet process such as a coating method without using a dry process such as a vapor deposition method, which can increase the size of the organic device and reduce the manufacturing cost. it can. Further, the method of applying an electrode material composed of a molten Bi alloy and Al has an advantage that the thickness of the Bi alloy electrode can be easily controlled.
溶融状態のBi合金とAlとかららなる電極材料を塗布する方法としては、ノズル等の吐出部に加熱機構を有する塗布装置を用いる方法であれば特に限定されるものではなく、一般的な塗布方法が使用でき、例えば、ディスペンサを用いる方法、スプレーコート法、ブレードコート法、キャスト法、バーコート法、ダイコート法、インクジェット法等が挙げられる。塗布装置において、ノズル等の吐出部が有する加熱機構はSUS等の安定性に優れる合金で加工されていることが好ましい。さらに、溶融状態の金属浴に基板を浸漬することで塗布することも可能である。
溶融状態のBi合金とAlとからなる電極材料を塗布した後は、冷却され、Bi合金電極が形成される。
Bi合金電極形成時の雰囲気としては、例えば、窒素、アルゴン等の不活性ガスが挙げられる。
また、後述するスペーサ30で二枚の基板20、21が支持された状態において、毛細管現象を用いて、当該融状態のBi合金とAlとからなる電極材料を注入し、その後冷却することによりBi合金電極が形成してもよい。
The method of applying an electrode material composed of a molten Bi alloy and Al is not particularly limited as long as it is a method using a coating apparatus having a heating mechanism in a discharge portion such as a nozzle. For example, a method using a dispenser, a spray coating method, a blade coating method, a casting method, a bar coating method, a die coating method, and an ink jet method can be used. In the coating apparatus, it is preferable that the heating mechanism of the discharge unit such as a nozzle is processed with an alloy having excellent stability such as SUS. Furthermore, it is also possible to apply the substrate by immersing the substrate in a molten metal bath.
After applying an electrode material made of a molten Bi alloy and Al, it is cooled to form a Bi alloy electrode.
As an atmosphere at the time of Bi alloy electrode formation, inert gas, such as nitrogen and argon, is mentioned, for example.
Further, in a state where the two
電極11、12の形成方法についても特に限定することはなく、たとえばスパッタリング法、真空蒸着法などのドライプロセスを用いてもよく、塗布法などのウェットプロセスを用いてもよい。
なお、本実施形態の有機デバイス100にあっては、有機デバイス素子10を挟み込むように設置される二つの基板20、21がスペーサ30によって支持されているため、有機デバイス素子10を形成するための空間を自由に設計することができる。したがって、特に上側の電極12を形成するにあたり、その形成方法を自由に選択することができる。
The method for forming the
In addition, in the
電極11、12の厚みついても特に限定することはなく、有機デバイス100の種類や用途、さらには電極11、12に求められる性能に応じて適宜設計することができる。電極に光透過性が要求される場合には、電極の厚みを10nm〜1000nm程度としてもよく、20nm〜500nm程度が好ましい。
一方で前述の通り、スペーサ30が存在していることの効果により、電極の厚さを従来よりも厚く設計することもでき、塗布で形成可能な厚みであれば特に上限について限定されることはないが、材料の利用効率を考慮すると、例えば、上側の電極12の厚さを50nm〜3000μm程度としてもよい。
The thickness of the
On the other hand, as described above, due to the effect of the presence of the
・有機層
有機デバイス素子10を構成する有機層13は、上述の対向する二つの電極11、12間に配置されるものであり、電子注入により、有機デバイス100の種類に応じて様々な機能を発揮する層である。
有機層13は、単層であってもよく、複数の層を積層した積層構造体であってもよい。
-Organic layer The
The
たとえば、本実施形態にかかる有機デバイス100が有機ELデバイスである場合、有機層13としては、正孔注入輸送層、有機発光層、および電子注入輸送層を順次積層した積層構造体などが挙げられる。
また、本実施形態にかかる有機デバイス100が有機薄膜太陽電池である場合、有機層13としては、正孔取出し層、光電変換層、および電子取出し層を順次積層した積層構造体などが挙げられる。
さらに、本実施形態にかかる有機デバイス100が有機トランジスタである場合、有機層13としては、有機半導体層などが挙げられる。
For example, when the
Moreover, when the
Furthermore, when the
なお、前述の有機層13を構成する各層の詳細、つまりその材料や層の厚さ、さらにはその製造方法などについては、本発明は特に限定することはなく、従来公知の各層を適宜選択することができる。したがって、有機層13は分子量が1000以上の高分子化合物から構成されていてもよく、分子量が1000未満の低分子化合物から構成されていてもよい。さらに、有機層13を製造するにあっては、蒸着によってもよく、塗布によってもよい。
The details of each layer constituting the
また、本実施形態における有機層13が複数の層を積層した積層構造体である場合にあっては、当該複数の層の中に無機物や金属錯体からなる層が含まれていてもよい。つまり、例えば、本実施形態にかかる有機デバイス100が有機ELデバイスであり、当該有機層13が、正孔注入輸送層、有機発光層、および電子注入輸送層を順次積層した積層構造体である場合、正孔注入輸送層や電子注入輸送層が無機物や金属錯体からなる層であってもよい。またさらに、必要に応じて電荷発生層が追加されてもよい。
Moreover, in the case where the
・基板
本実施形態にかかる有機デバイス100は、対向する二つの基板20、21を有している。基板20、21は、前述の有機デバイス素子10を支持し、または封止する役割を果たしている。
-Substrate The
このような基板20、21は、フレキシブルな基板であってもよく、リジッドな基板であってもよい。
基板20、21は、光透過性を有していてもよく有していなくてもよく、本実施形態にかかる有機デバイス100の種類や用途等に応じて適宜選択される。
The
基板20、21の材料としては、有機デバイス100の種類や用途等に応じて適宜選択されるものであり、例えば、石英、アルカリガラス、無アルカリガラス等のガラスやこれらの薄ガラス、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリメタクリレート、ポリメチルメタクリレート、ポリメチルアクリレート、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフッ化ビニル、ポリオレフィン、フッ素系樹脂等の樹脂、さらにはSUS基板を挙げることができる。
また、基板20、21は、単層のみならず、前述の材料を複数積層した積層構造体であってもよい。特に、第1基板20として、樹脂を用いる場合にあっては、水や酸素の侵入を防ぐためのバリア層が積層された構造であることが好ましい。
基板20、21の厚さは特に限定されないが、通常0.5mm〜2.0mm程度である。
The material of the
Further, the
Although the thickness of the board |
・スペーサ
本実施形態にかかる有機デバイス100は、前述の二つの基板20、21間に配置されており、当該二つの基板20、21を支持するためのスペーサ30を有していることを特徴とする。本実施形態は、「ざぐり」加工された基板を用いて有機デバイス素子を覆うという従来からの発想を転換し、スペーサによって有機デバイス素子を挟み込むように設置される二枚の基板を支持している点において斬新である。
-Spacer The
このようなスペーサ30の形状は特に限定されることはなく、上記の作用効果、つまり二つの基板20、21を支持することができる形状であればよく、適宜設計可能である。具体的には、例えば、図1に示すような柱状に加え、球状、壁状、さらには粒子を積み重ねた形状、などを採用することができる。また、柱状の場合であっても、図1に示すような矩形状の他、台形状や円柱状としてもよい。
また、スペーサ30の高さについても特に限定されることはなく、二枚の基板20、21の間隔をどの程度にするか、換言すれば二つの基板20、21の間に挟まれる有機デバイス素子10の大きさにを考慮して、自由に設計可能である。具体的には、例えば1μm〜3000μm程度としてもよい。
The shape of the
Further, the height of the
このようなスペーサ30の材質についても特に限定されることはない。例えば、前記基板20、21において用いることができる各種樹脂、つまり、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリメタクリレート、ポリメチルメタクリレート、ポリメチルアクリレート、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフッ化ビニル、ポリオレフィン、フッ素系樹脂等の樹脂を用いてもよく、一方で、シリカ、無アルカリガラス、石英ガラス、ソーダ石灰ガラス、ホウケイ酸ガラス、チタンバリウム系ガラスなどの無機材料を用いてもよい。
The material of the
また、スペーサ30の形成方法にあっても特に限定されることはなく、従来公知の形成方法から適宜選択することができる。例えば、スペーサ30を個別の製造しておき、これを基板20、21に接着剤を用いて設置してよく、基板20、21を形成するのと同時に、スペーサ30を形成してもよい。さらには、厚手の基板材料を用意しておき、エッチングなどによってスペーサ30を形成してもよい。なお、接着剤を用いる場合にあっては、当該接着剤は熱硬化性の接着剤であっても、光硬化性の接着剤であってもよい。
Moreover, even if it exists in the formation method of the
スペーサ30を形成するタイミングについても特に限定されることはない。例えば、下側の基板20に有機デバイス素子10を形成し、次いで下側の基板20にスペーサ30を形成し、最後に上側の基板21を載置して、当該上側の基板21とスペーサ30とを接着してもよく、有機デバイス素子10の形成とスペーサ30の形成との順序を入れ替えてもよい。さらには、上側の基板21にスペーサ30を設けておき、最後に下側の基板20と接着するようにしてもよい。
The timing for forming the
次に、スペーサが設けられる位置について説明する。 Next, the position where the spacer is provided will be described.
図2は、図1に示す有機デバイスの概略正面図である。 FIG. 2 is a schematic front view of the organic device shown in FIG.
スペーサ30は、有機デバイス素子10の周囲を完全に包囲するように形成する必要はなく、図2に示すように四隅にのみ設けてもよい。スペーサ30は、有機デバイス素子10を挟み込むように設けられる基板20、21を支持することにより、有機デバイス素子10が設置される空間を形成するものであり、したがって、当該作用効果を奏することができれば、設置箇所については特に限定されることはない。
このように、所定の間隔を空けてスペーサ30を設けることにより、スペーサ30同士の間(図2中の矢印参照)を利用して、有機デバイス素子10を構成する種々の層を形成したり、基板20、21との間に存在する空間を利用して乾燥材を設置したりすることができる。
一方で、図示はしないが、例えば、有機デバイス素子10の周囲を取り囲むように壁状にスペーサを設けることもできる。このように壁状にスペーサを設けることにより、有機デバイス素子10の気密性を向上することができ、有機デバイス素子10に水分等が侵入することを防止することができる。
The
In this manner, by providing the
On the other hand, although not illustrated, for example, a spacer may be provided in a wall shape so as to surround the periphery of the
図3は、本発明の別の実施形態にかかる有機デバイスの概略正面図である。なお、図1と同じ構成については同じ符号を用いている。 FIG. 3 is a schematic front view of an organic device according to another embodiment of the present invention. In addition, the same code | symbol is used about the same structure as FIG.
図3に示すように、本実施形態にかかる有機デバイスは、いわゆる「多面付け」、つまり、基板20、21の間に複数の有機デバイス素子10、10・・・が配置される場合もある。この場合において、スペーサ30は、有機デバイス素子10同士の間に、適当に設置することができる。
As shown in FIG. 3, the organic device according to this embodiment may be so-called “multi-faceted”, that is, a plurality of
図4は、本発明の別の実施形態にかかる有機デバイスの概略断面図である。なお、図1と同じ構成については同じ符号を用いている。 FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of an organic device according to another embodiment of the present invention. In addition, the same code | symbol is used about the same structure as FIG.
図4に示すように、本実施形態にかかる有機デバイス100にあっては、スペーサ30に支持されている二つの基板20、21間に存在する空間に乾燥材40が配置されている。
このように、本実施形態にかかる有機デバイス100にあっては、前述の通り、スペーサの設置位置を適宜設計することにより、基板20、21間に適当な空間を作ることができ、当該空間を有効利用することができる。当該空間に乾燥材40を配置することにより、有機デバイス素子10が水分に侵されることを防止することができ、有機デバイス素子10の長寿命化を図ることができる。
As shown in FIG. 4, in the
Thus, in the
乾燥材40については、特に限定されることはなく、有機デバイスの分野において既に用いられている各種乾燥材の中から適宜選択して用いることができる。
また、乾燥材40の配置方法についても特に限定されることはなく、図4に示すように上側の基板21に乾燥材40を接着することで配置してもよい。なお、図示はしないが、下側の基板20に乾燥材を設置してもよく、両方の基板20、21に設置してもよい。
The
Also, the arrangement method of the
図5は、本発明の別の実施形態にかかる有機デバイスの概略断面図である。なお、図1と同じ構成については同じ符号を用いている。 FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of an organic device according to another embodiment of the present invention. In addition, the same code | symbol is used about the same structure as FIG.
図5に示すように、本実施形態にかかる有機デバイス100にあっては、これを構成する上側の基板21にざぐり部22が設けられており、当該ざぐり部22に乾燥材40が配置されている。このように、基板21の一部にざぐり部22を設け、当該部分に乾燥材40を配置してもよい。ざぐり部22を設け、当該部分に乾燥材40を配置することにより、有機デバイス10と乾燥材とが接触し難くなり、製造時の歩留まりを向上することができる。
この場合であっても、図示はしないが、下側の基板20にざぐり部を設け、当該ざぐり部に乾燥材を設置してもよく、両方の基板20、21にざぐり部を設け、当該ざぐり部に乾燥材を設置してもよい。
As shown in FIG. 5, in the
Even in this case, although not illustrated, a counterbore part may be provided on the
100…有機デバイス
10…有機デバイス素子
11、12…電極
13…有機層
20、21…基板
30…スペーサ
40…乾燥材
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記有機デバイス素子を挟み込むように配置された対向する二つの基板と、を有し、
前記二つの基板は、その間に配置されたスペーサによって支持されていることを特徴とする有機デバイス。 An organic device element comprising two opposing electrodes and an organic layer disposed between the two electrodes;
Two opposing substrates arranged so as to sandwich the organic device element,
The organic device, wherein the two substrates are supported by a spacer disposed therebetween.
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