JP4963172B2 - 複合材料及び発光素子 - Google Patents
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Landscapes
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Description
Chihaya Adachi、外3名、ジャパニーズ ジャーナル オブ アプライド フィジクス、Vol.27、No.2、1988、pp.L269−L271
本発明の複合材料は、図1にその模式図を示したように、シロキサン結合100によって結合した骨格101中のシリコンに有機基102が共有結合を介して結合している有機無機ハイブリッド材料103に対し、当該有機基と電子の授受を行うことが可能な物質104がさらに添加されている。そして、図2にその模式図を示したように電子の授受を行うことによって電子もしくは正孔が発生し、複合材料の電子もしくは正孔の注入性や導電性が向上する。図2ではトリフェニルアミノ基を有するシリカマトリクスにモリブデン酸化物(MoOx)を含有させることで、モリブデン酸化物がトリフェニルアミノ基の不対電子を受容し、トリフェニルアミノ基に正孔が発生する様子を示した模式図である。
本実施の形態では実施の形態1に示したような複合材料をアルコキシド法によるゾルーゲル法を用いて製造する方法について説明する。
本実施の形態では解膠を用いた方法により実施の形態1に示した材料を製造する方法について説明する。
続いて本発明の発光素子について説明する。本発明の発光素子は電子注入層、電子輸送層、正孔注入層及び正孔輸送層に代表される各機能層の少なくとも一層が、実施の形態1乃至実施の形態3で示したような、シロキサン結合により構成された骨格中のシリコンに有機基が共有結合を介して結合しているハイブリッド材料に、当該有機基と電子の授受を行うことが可能な物質をさらに添加した複合材料により形成された発光素子である。
本実施の形態では、実施の形態1もしくは実施の形態2に記載の本発明の発光装置について図3、図4を参照し、作製方法を示しながら説明する。なお、本実施の形態ではアクティブマトリクス型の発光装置を作製する例を示したが、パッシブマトリクス型の発光装置であっても本発明の発光装置を適用することができるのはもちろんである。
本実施の形態では、本発明の一形態に相当する発光装置のパネルの外観について図6を用いて説明する。図6(A)は基板上に形成されたトランジスタおよび発光素子を対向基板4006との間に形成したシール材によって封止したパネルの上面図であり、図6(B)は図6(A)の断面図に相応する。また、このパネルに搭載されている発光素子の有する構造は、実施の形態4に示したような構成である。
実施の形態6にその一例を示したようなモジュールを搭載した本発明の電子機器として、ビデオカメラ、デジタルカメラ、ゴーグル型ディスプレイ(ヘッドマウントディスプレイ)、ナビゲーションシステム、音響再生装置(カーオーディオコンポ等)、コンピュータ、ゲーム機器、携帯情報端末(モバイルコンピュータ、携帯電話、携帯型ゲーム機または電子書籍等)、記録媒体を備えた画像再生装置(具体的にはDigital Versatile Disc(DVD)等の記録媒体を再生し、その画像を表示しうるディスプレイを備えた装置)などが挙げられる。それらの電子機器の具体例を図7に示す。
[1.構造式(1)で表されるアルコキシシランの合成]
300ml三ツ口フラスコに、4−ブロモトリフェニルアミン4.86g(15mmol)およびテトラヒドロフラン(THF)50mlを入れ、窒素雰囲気中、−78度で攪拌しながらn−ブチルリチウム(15%ヘキサン溶液)11.39ml(18mmol)を滴下した。30分攪拌した後、トリエトキシクロロシラン3.67g(18mmol)を滴下した。室温まで昇温し、終夜攪拌した後、THFを減圧下にて除去した。その後、ヘキサンを加えてLiBrを析出させて濾去し、さらにヘキサンを減圧下にて除去することにより、構造式(1)で表されるN−(4−トリエトキシシリルフェニル)−N、N−ジフェニルアミン(略称;TPA−Si)を5.9g得た(収率96.5%)。
次に、水分濃度を数ppm程度に保ったグローブボックス内において、上記で合成したTPA−Siを0.421g(1.0mmol)、メチルトリメトキシシラン(東京化成工業社製)を0.139g(1.0mmol)採取し、7.43g(100mmol)のTHFに分散した溶液1を調製した。
さらに、得られたゾルを0.45μmのフィルターに通しながらガラス基板上に滴下し、2000rpm・60秒の条件でスピンコートした。スピンコートされた基板と純水を入れたビーカーとを電気炉内に入れ、70℃で8時間加熱することで、水蒸気により加水分解した。さらに、純水が入っているビーカーを炉内から取り出し、150℃で16時間焼成することにより本発明の複合材料を得た。本実施例の複合材料においては、シロキサン結合によって結合した骨格中のシリコンに共有結合を介して結合している有機基は、4−トリフェニルアミノ基であり、この有機基と電子の授受を行うことが可能な物質は酸化バナジウムである。
比較のため、上記実施例からバナジウムトリイソプロポキシドオキシドを除いたゾルを調製し、比較サンプル1を作製した。すなわち、0.217g(0.53mmol)のTPA−Siと0.072g(0.53mmol)のメチルトリメトキシシランが7.40g(100mmol)のTHFに分散されたゾルを、上記実施例と同様に調製し、同様の条件でガラス基板上に塗布、焼成したサンプルを作製した。本比較サンプル1は、有機基(4−トリフェニルアミノ基)と電子の授受を行うことが可能な物質である酸化バナジウムを入れていない従来の有機無機ハイブリッド材料である。
比較のため、上記実施例からTPA−Siを除いたゾルを調製し、比較サンプル2を作製した。すなわち、0.072g(0.53mmol)のメチルトリメトキシシラン、0.122g(0.50mmol)のバナジウムトリイソプロポキシドオキシド、および0.067g(0.51mmol)のアセト酢酸エチルが7.21g(100mmol)のTHFに分散されたゾルを、上記実施例と同様に調製し、同様の条件でガラス基板上に塗布、焼成したサンプルを作製した。本比較サンプル2は酸化バナジウムは存在するが、酸化バナジウムと電子の授受を行うことができる有機基(4−トリフェニルアミノ基)がなく、メチル基しかない有機無機ハイブリッド材料である。
分光光度計(日立製、U−4000)を用い、上述のようにして作製した本実施例のサンプル、比較サンプル1、および比較サンプル2の紫外−可視−赤外吸収スペクトルを測定した。結果を図13(a)に示す。また、400nm〜1200nmの可視域から近赤外領域にかけてのスペクトルを拡大した図を、図13(b)に示す。
52 半導体層
53 ゲート絶縁層
54 ゲート電極
59 絶縁膜(水素化膜)
60 層間絶縁層
63 層間絶縁層
64 電極
65 隔壁
66 発光積層体
67 電極
70 薄膜トランジスタ
88 樹脂
89 乾燥剤
90 偏光板
91 保護フィルム
93 発光素子
94 対向基板
100 シロキサン結合
101 骨格
102 有機基
103 有機無機ハイブリッド材料
104 物質
200 絶縁表面
201 電極
202 正孔注入輸送層
203 発光層
204 電子注入輸送層
205 電極
206 正孔注入輸送層
207 正孔注入輸送層
208 発光層
209 間隔層
210 発光層
51a 下地絶縁層
51b 下地絶縁層
61a 接続部
61b 配線
1401 スイッチング用TFT
1402 容量素子
1403 駆動用TFT
1404 電流制御用TFT
1405 発光素子
1406 TFT
1410 信号線
1411 電源線
1412 電源線
1414 走査線
1415 走査線
1500 画素部
1554 共通電位線
1561 ダイオード
2001 筐体
2003 表示部
2004 スピーカー部
2101 本体
2102 筐体
2103 表示部
2104 音声入力部
2105 音声出力部
2106 操作キー
2108 アンテナ
2201 本体
2202 筐体
2203 表示部
2204 キーボード
2205 外部接続ポート
2206 ポインティングマウス
2301 本体
2302 表示部
2303 スイッチ
2304 操作キー
2305 赤外線ポート
2401 筐体
2402 表示部
2403 スピーカー部
2404 操作キー
2405 記録媒体挿入部
4001 基板
4001 基板
4002 画素部
4003 信号線駆動回路
4004 走査線駆動回路
4005 シール材
4006 対向基板
4007 充填材
4008 薄膜トランジスタ
4010 薄膜トランジスタ
4011 発光素子
4014 配線
4016 接続端子
4018 フレキシブルプリントサーキット(FPC)
4019 異方性導電膜
4015a 配線
4015b 配線
Claims (3)
- シロキサン結合によって結合した骨格中のシリコンに有機基が結合している材料と、
前記有機基と電子の授受をすることができる遷移金属の酸化物と、を有し、
前記有機基は4―トリフェニルアミノ基であり、
前記遷移金属はバナジウムであることを特徴とする複合材料。 - 一対の電極と、
前記一対の電極の間に電流を流すことで発光する発光層と、複合材料よりなる層と、を有し、
前記複合材料は、請求項1に記載の複合材料であることを特徴とする発光素子。 - 請求項2において、
前記発光層は、シロキサン結合によって結合した骨格中におけるシリコンに、電圧をかけることで発光する有機基が共有結合した物質を有する層であることを特徴とする発光素子。
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