JP4876609B2 - 有機電子デバイス用の捕捉剤及び有機電子デバイス - Google Patents
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Description
有機電子デバイスは有機材料を用いて、これに電子及び正孔の注入又は取り出しを繰り返すことによって種々の機能を発現するデバイスである。すなわち、その有機材料を繰り返して酸化還元反応を行わせることをデバイス作動機構としている。
そこで有機電子デバイスを配置するには通常密封容器が用いられ、これには極力、酸素及び/又は水分を痕跡量以下に保つことが必要である。従って、有機電子デバイスの作製は、超高真空下及び/又は不活性雰囲気下で製造操作を行っている。
しかしながら、現在までに知られているこれらの捕捉剤は系内の酸素及び/又は水を除去しうる捕捉剤は、その能力が十分なものは少ない。また同一の物質によって、水及び酸素を共に捕捉しうる捕捉材は極めて少ない。
また、本発明は、取扱いが容易で、水や酸素の影響が小さく長寿命な有機電子デバイスを提供することを課題としている。
また、前記他の捕捉剤が、請求項1の捕捉剤と反応しない有機溶媒に溶解するように構成してもよい。
また、前掲の捕捉剤と、該捕捉剤と反応しないバインダーとを混合して成るように構成してもよい。
また、本発明によれば、前掲の捕捉剤を使用して成ることを特徴とする有機電子デバイスが提供される。
また、本発明の有機電子デバイス用の捕捉剤は、捕捉剤溶液を均一な溶液とすることができるため、塗布法によって有機電子デバイスの様々な位置に配することが可能になる。
また、本発明の有機電子デバイスによれば、水や酸素による寿命低下を抑制することができるため、長寿命化を図ることが可能になるという効果を奏する。
本発明の実施の形態に係る有機電子デバイス用の捕捉剤は、水、二硫化炭素、第1級アミン化合物、第2級アミン化合物、第1級ホスフィン化合物及び第2級ホスフィン化合物からなる群より選ばれた極性基を有する1種のものと、一般式AlR3で表されるトリ長鎖アルキルアルミニウム化合物との反応によって得られた生成物から成る。ただし、Rは炭素数6〜18の直鎖アルキル基、分枝アルキル基又は脂環式アルキル基である。
反応組成比は、AlR3と極性化合物とのモル比で、1:0.01から1:2.5の範囲であり、好ましくは、1:0.1から1:2である。反応温度は、常温で十分であるが、50℃程度まで加温することにより、反応はより短時間で完結する。溶媒は無くともよいが、炭化水素系溶媒を用いてもよい。反応方法に特に制限はないが、通常は、AlR3に極性化合物をゆっくり添加して反応する方法が好ましい。
このように、反応に必要な最低限の条件として、AlR3と極性化合物とを反応させる際の組成比を前記の如く選定することにより、水及び酸素の捕捉剤として利用可能な反応生成物を得ることができる。
前記反応生成物より溶媒を除去した後、そのまま、捕捉剤として用いてもよいし、適当な溶媒で希釈して用いてもよいし、バインダーと混合して用いてもよい。
不活性雰囲気下、この捕捉剤の溶液を所望の位置に塗布し、溶剤などの揮発分を除去することにより捕捉剤の膜を形成できる。例えば、有機ELデバイスの各画素に配されているブラックマトリックス及びその近傍に本捕捉剤膜を形成することにより、各画素による発光寿命のばらつきをなくす事ができ、優れた表示性能を持続させることができる。
化学的に水分子と反応するものとしては、金属酸化物、硫酸塩、金属ハロゲン化物、有機金属化合物などが挙げられる。金属酸化物としては、酸化カルシウム、酸化バリウム、酸化マグネシウムなどが挙げられる。硫酸塩としては、硫酸リチウム、硫酸ナトリウム、硫酸カルシウム、硫酸マグネシウムなどが挙げられる。金属ハロゲン化物としては、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、塩化ストロンチウムなどが挙げられる。有機金属化合物としては、トリアシルシクロボロキシン、アルミニウムオキサイドオクチレートなどが挙げられる。
物理的に吸着するものとしては、ゼオライト、シリカゲル、活性アルミナなどが挙げられる。
無機系バインダーとしてはアルコキシシランのポリマーが挙げられる。アルコキシシランとしてはテトラメトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、ジメトキジメチルシラン、ジメトキシジエチルシラン、テトラエトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、ジエトキシジメチルシラン、ジエトキシジエチルシラン、ジメトキシメチルフェニルシランなどが挙げられる。また、塗膜強度を向上させるために、少量のアルコキシジルコニウムを添加することもできる。
さらに、有機バインダーとして、各種のゴムを用いることができる。例えば、スチレンーブタジエンゴム、ポリイソプレン、ポリブタジエン、ブチルゴム、などが用いることもできる。
以下、有機ELデバイスの作製について陽極/発光層/陰極の構造のものを例にとって以下に述べる。
本発明の捕捉剤を用いた有機ELデバイスは、上記のようにして作製された有機ELデバイス付き基板を本発明の捕捉剤付きキャップガラスで封止することにより作製することができる。あるいはインクジェットにより有機EL素子付き基板の任意の位置に捕捉剤を配置後、キャップガラスまたはプラスチック基板で封止して作製することができる。
塗布法にも特に制限は無く、例えば液滴吐出法のような精密に塗布することができる方法をとることも可能となる。
尚、液滴吐出法とは、液滴を所望の領域に吐出することにより、被吐出物からなる所望パターンを形成する方法であり、インクジェット法と呼ぶ場合もある。この場合、吐出する液滴は、本実施の形態においては水及び酸素の捕捉剤を含む組成物である。さらに液滴吐出とは、吐出時に噴霧されるものに限らず、液状体の1滴1滴が連続するように吐出される場合も含むものである。また、塗布法としては、液滴吐出法以外にも、スピンコート法、ロールコート法、カーテンコート法、ディップコート法、スプレー法等の各種の塗布法を用いることができる。
前記有機電子デバイスとして、例えば、有機薄膜トランジスタ(TFT(Thin Film Transistor))、有機太陽電池、有機光電変換膜を用いたCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)センサ(有機CMOSセンサ)、有機電子ペーパーがある。
(実施例1)
トリオクチルアルミニウム50gをトルエンに溶解し、激しく攪拌しながらトリオクチルアルミニウムに対して1当量分の水を含む含水トルエンを−10℃で一気に加え、この溶液を50℃で1時間攪拌した。溶媒を50℃(10−2Torr)で留去して、目的とする生成物からなる水及び酸素の捕捉剤を得た。
トリデシルアルミニウム50gの50重量%トルエン溶液を、トリデシルアルミニウムに対して1当量の二硫化炭素の10重量%トルエン溶液に、−10℃で一気に加えた。この反応混合物をさらに80℃で2時間攪拌した。溶媒であるトルエンを含む揮発成分を50℃(10−2Torr)で留去した。残った白色固体を目的とする反応性生物とし、水及び酸素の捕捉剤として得た。
十分に乾燥した流動パラフィン50gに、実施例1の生成物(捕捉剤)50gを添加し、均一に混合溶解した。500μm厚の透明ガラス基板にサンドブラスト加工を施し、さらにフッ酸によるエッチング処理を施して深さ300μmの凹部を形成したキャップガラス基板に、上記混合溶液を塗布し、140℃のホットプレートで20分間加熱成膜した。得られたキャップガラスを、パッシブ型ドライバを配した透明電極(ITO)にPEDOT−PSS(スピンコート法)/低分子タイプRGB発光材料(蒸着法)/LiF(バッファ層、蒸着法)/Al(陰極、蒸着法)画素を積層した有機ELデバイスに貼りあわせた。この有機ELデバイスは優れた発光輝度を示し、発光寿命も良好な値を示した。
十分に乾燥した液状ポリマー(日石ポリブテン、HV−1900)の50wt%トルエン溶液100gに実施例1の生成物(捕捉剤)50gとトリアシルシクロトリボロキシン25gを均一に溶解した。500μm厚の透明ガラス基板にサンドブラスト加工を施し、さらにフッ酸によるエッチング処理を施して深さ0.3mmの凹部を形成したキャップガラス基板に上記生成物溶液を塗布した後、140℃で20分間加熱成膜した。得られたキャップガラスを、実施例3と同様の有機ELデバイスに貼りあわせた。この有機ELデバイスは優れた発光輝度を示し、発光寿命も良好な値を示した。
ジシクロペンタニルメタクリレート(日立化成製FA−513M)をAIBN(アゾビスイソブチロニトリル)で重合した50wt%ジグライム溶液50グラムに実施例1の生成物(捕捉剤)25g、アルミニウムオキサイドオクチレート5gを添加して均一に混合溶解した。実施例1で用いたと同様の処理を施したガラス基板に上記生成物溶液を塗布し140℃で20分間加熱成膜した。実施例4と同様の有機ELデバイス基板と得られたキャップガラスを貼り合わせた。得られた有機ELデバイスは良好な発光輝度を示し、発光寿命も良好であった。
十分に乾燥した流動パラフィン50gに、実施例2に係る生成物(捕捉剤)50gを添加し、均一に混合溶解した。500μm厚の透明ガラス基板にサンドブラスト加工を施し、さらにフッ酸によるエッチング処理を施して深さ300μmの凹部を形成したキャップガラス基板に、上記混合溶液を塗布し、140℃のホットプレートで20分間加熱成膜した。得られたキャップガラスを、実施例3と同様の有機ELデバイスに貼りあわせた。この有機ELデバイスは優れた発光輝度を示し、発光寿命も良好な値を示した。
また、本発明の実施の形態に係る有機電子デバイスは、有機ELパネル、有機TFT、有機太陽電池、有機CMOSセンサ等、有機材料を用いた各種の有機電子デバイスに適用可能である。
Claims (6)
- 一般式AlR3で表されるトリ長鎖アルキルアルミニウム化合物と、水、二硫化炭素、第1級アミン化合物、第2級アミン化合物、第1級ホスフィン化合物及び第2級ホスフィン化合物からなる群より選ばれた1種のものとの反応によって得られた生成物から成る有機電子デバイス用の捕捉剤。ただし、Rは炭素数6〜18の直鎖アルキル基、分枝アルキル基又は脂環式アルキル基である。
- 請求項1記載の捕捉剤と他の捕捉剤を混合して成ることを特徴とする有機電子デバイス用の捕捉剤。
- 前記他の捕捉剤が、請求項1の捕捉剤と反応しない有機溶媒に溶解することを特徴とする請求項2記載の有機電子デバイス用の捕捉剤。
- 請求項1〜3のいずれか一に記載の捕捉剤と、該捕捉剤と反応しないバインダーとを混合して成ることを特徴とする有機電子デバイス用の捕捉剤。
- 請求項1〜4に記載の有機電子デバイスが有機ELデバイス、有機薄膜トランジスタ、有機太陽電池又は有機CMOSセンサであることを特徴とする有機電子デバイス用の捕捉剤。
- 請求項1〜5のいずれか一に記載の捕捉剤を使用して成ることを特徴とする有機電子デバイス。
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