JP5155136B2 - 有機エレクトロルミネッセンス素子及びその製造方法 - Google Patents
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Description
なお本実施の形態では、アルカリ金属塩を溶解した層形成塗布液を用いる塗布法により形成されて成る層を電子注入層として説明したが、他の実施の形態としては、アルカリ金属塩を溶解した層形成塗布液を用いる塗布法により形成されて成る層とは異なる電子注入層を設け、該電子注入層と発光層との間に正孔輸送層として機能するアルカリ金属塩を溶解した層形成塗布液を用いる塗布法により形成されて成る層を設けてもよい。
a)陽極/正孔注入層/発光層/電子注入層/陰極
b)陽極/正孔注入層/発光層/電子輸送層/陰極
c)陽極/正孔注入層/発光層/電子輸送層/電子注入層/陰極
d)陽極/正孔輸送層/発光層/電子注入層/陰極
e)陽極/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/陰極
f)陽極/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/電子注入層/陰極
g)陽極/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/電子注入層/陰極
h)陽極/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/陰極
i)陽極/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/電子注入層/陰極
(ここで、記号「/」は、この記号「/」を挟む2つの層が隣接して積層されることを示す。以下同じ。)
j)陽極/(繰り返し単位A)/電荷注入層/(繰り返し単位A)/陰極
また、3層以上の発光層を有する有機EL素子としては、「(繰り返し単位A)/電荷注入層」を「繰り返し単位B」とすると、以下のk)に示す層構成を挙げることができる。
k)陽極/(繰り返し単位B)x/(繰り返し単位A)/陰極
なお記号「x」は、2以上の整数を表し、(繰り返し単位B)xは、繰り返し単位Bがx段積層された積層体を表す。
ここで、電荷発生層とは電界を印加することにより、正孔と電子を発生する層である。電荷発生層としては、例えば酸化バナジウム、インジウムスズ酸化物(Indium Tin Oxide:略称ITO)、酸化モリブデンなどから成る薄膜を挙げることができる。
積層する層の順番や数、及び各層の厚さについては、発光効率や素子寿命を勘案して適宜用いることができる。
本実施の形態の有機EL素子に用いられる基板は、電極を形成し、有機物の層を形成する際に変化しないものであればよく、例えばガラス、プラスチック、高分子フィルム、シリコン基板、これらを積層したものなどが用いられる。前記基板としては、市販のものが入手可能であり、又は公知の方法により製造することができる。
本実施の形態の有機EL素子における陽極としては、透明又は半透明の電極を用いることが、陽極を通して発光する素子を構成しうるため好ましい。かかる透明電極又は半透明電極としては、電気伝導度の高い金属酸化物、金属硫化物や金属の薄膜を用いることができ、透過率が高いものが好適に利用でき、用いる有機層により適宜、選択して用いる。具体的には、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化スズ、ITO、インジウム亜鉛酸化物(IZO)や、金、白金、銀、銅等が用いられ、ITO、IZO、酸化スズが好ましい。作製方法としては、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、メッキ法等が挙げられる。また、該陽極として、ポリアニリンもしくはその誘導体、ポリチオフェンもしくはその誘導体などの有機の透明導電膜を用いてもよい。
陽極には、光を反射させる材料を用いてもよく、該材料としては、仕事関数3.0eV以上の金属、金属酸化物、金属硫化物が好ましい。例えば、光を反射する程度の膜厚の金属薄膜が用いられる。
本発明の特に好ましい態様においては、正孔注入層として、前記金属ドープモリブデン酸化物層を用いることができ、前述した方法で形成することができるが、金属ドープモリブデン酸化物層とは異なる層で正孔注入層を構成する場合、該正孔注入層を形成する材料としては、フェニルアミン系、スターバースト型アミン系、フタロシアニン系、酸化バナジウム、酸化タンタル、酸化タングステン、酸化モリブデン、酸化ルテニウム、酸化アルミニウム等の酸化物、アモルファスカーボン、ポリアニリン、ポリチオフェン誘導体等が挙げられる。
正孔注入層の成膜方法としては、例えば正孔注入材料を含む溶液からの成膜を挙げることができる。溶液からの成膜に用いられる溶媒としては、正孔注入材料を溶解させるものであれば特に制限はなく、クロロホルム、塩化メチレン、ジクロロエタンなどの塩素系溶媒、テトラヒドロフランなどのエーテル系溶媒、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素系溶媒、アセトン、メチルエチルケトンなどのケトン系溶媒、酢酸エチル、酢酸ブチル、エチルセルソルブアセテートなどのエステル系溶媒、および水を挙げることができる。
溶液からの成膜方法としては、スピンコート法、キャスティング法、マイクログラビアコート法、グラビアコート法、バーコート法、ロールコート法、ワイアーバーコート法、ディップコート法、スプレーコート法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、インクジェットプリント法などの塗布法を挙げることができる。
正孔注入層の膜厚は、用いる材料によって最適値が異なり、駆動電圧と発光効率が適度な値となるように適宜設定され、少なくともピンホールが発生しないような厚さが必要であり、あまり厚いと、素子の駆動電圧が高くなるので好ましくない。従って正孔注入層の膜厚は、例えば1nm〜1μmであり、好ましくは2nm〜500nmであり、さらに好ましくは5nm〜200nmである。
金属ドープモリブデン酸化物層を正孔輸送層として用いることもでき、前述した方法で形成することができるが、金属ドープモリブデン酸化物層とは異なる層で正孔輸送層を構成する場合、該正孔輸送層を構成する材料としては、例えばN,N’−ジフェニル−N,N’−ジ(3−メチルフェニル)4,4’−ジアミノビフェニル(TPD)、NPB(4,4'−bis[N−(1−naphthyl)−N−phenylamino]biphenyl)等の芳香族アミン誘導体、ポリビニルカルバゾール若しくはその誘導体、ポリシラン若しくはその誘導体、側鎖若しくは主鎖に芳香族アミンを有するポリシロキサン誘導体、ピラゾリン誘導体、アリールアミン誘導体、スチルベン誘導体、トリフェニルジアミン誘導体、ポリアニリン若しくはその誘導体、ポリチオフェン若しくはその誘導体、ポリアリールアミン若しくはその誘導体、ポリピロール若しくはその誘導体、ポリ(p−フェニレンビニレン)若しくはその誘導体、又はポリ(2,5−チエニレンビニレン)若しくはその誘導体などが例示される。
発光層は、本発明においては有機発光層であることが好ましく、通常、主として蛍光又はりん光を発光する有機物を有する。なお、さらにドーパント材料を含んでいてもよい。本発明において用いることができる発光層を形成する材料としては、例えば以下のものが挙げられる。なお、有機物は、低分子化合物でも高分子化合物でもよく、発光層は、ポリスチレン換算の数平均分子量が、103〜108である高分子化合物を含むことが好ましい。
色素系材料としては、例えば、シクロペンダミン誘導体、テトラフェニルブタジエン誘導体化合物、トリフェニルアミン誘導体、オキサジアゾール誘導体、ピラゾロキノリン誘導体、ジスチリルベンゼン誘導体、ジスチリルアリーレン誘導体、ピロール誘導体、チオフェン環化合物、ピリジン環化合物、ペリノン誘導体、ペリレン誘導体、オリゴチオフェン誘導体、トリフマニルアミン誘導体、オキサジアゾールダイマー、ピラゾリンダイマーなどが挙げられる。
金属錯体系材料としては、例えば、イリジウム錯体、白金錯体等の三重項励起状態からの発光を有する金属錯体、アルミキノリノール錯体、ベンゾキノリノールベリリウム錯体、ベンゾオキサゾリル亜鉛錯体、ベンゾチアゾール亜鉛錯体、アゾメチル亜鉛錯体、ポルフィリン亜鉛錯体、ユーロピウム錯体など、中心金属に、Al、Zn、Beなど又はTb、Eu、Dyなどの希土類金属を有し、配位子にオキサジアゾール、チアジアゾール、フェニルピリジン、フェニルベンゾイミダゾール、キノリン構造などを有する金属錯体などを挙げることができる。
高分子系材料としては、ポリパラフェニレンビニレン誘導体、ポリチオフェン誘導体、ポリパラフェニレン誘導体、ポリシラン誘導体、ポリアセチレン誘導体、ポリフルオレン誘導体、ポリビニルカルバゾール誘導体、上記色素体や金属錯体系発光材料を高分子化したものなどが挙げられる。
上記発光性材料のうち、青色に発光する材料としては、ジスチリルアリーレン誘導体、オキサジアゾール誘導体、及びそれらの重合体、ポリビニルカルバゾール誘導体、ポリパラフェニレン誘導体、ポリフルオレン誘導体などを挙げることができる。なかでも高分子材料のポリビニルカルバゾール誘導体、ポリパラフェニレン誘導体やポリフルオレン誘導体などが好ましい。
また、緑色に発光する材料としては、キナクリドン誘導体、クマリン誘導体、及びそれらの重合体、ポリパラフェニレンビニレン誘導体、ポリフルオレン誘導体などを挙げることができる。なかでも高分子材料のポリパラフェニレンビニレン誘導体、ポリフルオレン誘導体などが好ましい。
また、赤色に発光する材料としては、クマリン誘導体、チオフェン環化合物、及びそれらの重合体、ポリパラフェニレンビニレン誘導体、ポリチオフェン誘導体、ポリフルオレン誘導体などを挙げることができる。なかでも高分子材料のポリパラフェニレンビニレン誘導体、ポリチオフェン誘導体、ポリフルオレン誘導体などが好ましい。
発光層中に発光効率の向上や発光波長を変化させるなどの目的で、ドーパントを添加することができる。このようなドーパントとしては、例えば、ペリレン誘導体、クマリン誘導体、ルブレン誘導体、キナクリドン誘導体、スクアリウム誘導体、ポルフィリン誘導体、スチリル系色素、テトラセン誘導体、ピラゾロン誘導体、デカシクレン、フェノキサゾンなどを挙げることができる。なお、このような発光層の厚さは、通常約20〜2000Åである。
有機物を含む発光層の成膜方法としては、発光材料を含む溶液を基体の上又は上方に塗布する方法、真空蒸着法、転写法などを用いることができる。溶液からの成膜に用いる溶媒の具体例としては、前述の溶液から正孔輸送層を成膜する際に正孔輸送材料を溶解させる溶媒と同様の溶媒が挙げられる。
発光材料を含む溶液を基体上に塗布する方法としては、スピンコート法、キャスティング法、マイクログラビアコート法、グラビアコート法、バーコート法、ロールコート法、ワイアーバーコート法、ディップコート法、スリットコート法、キャピラリーコート法、スプレーコート法、ノズルコート法などのコート法、グラビア印刷法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、反転印刷法、インクジェットプリント法等の印刷法等の塗布法を用いることができる。パターン形成や多色の色分けが容易であるという点で、グラビア印刷法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、反転印刷法、インクジェットプリント法等の印刷法が好ましい。また、昇華性の低分子化合物の場合は、真空蒸着法を用いることができる。さらには、レーザーによる転写や熱転写により、所望のところのみに発光層を形成する方法も用いることができる。
前述したアルカリ金属塩を溶解した層形成塗布液を用いる塗布法により形成されて成る層を電子輸送層として用いることもでき、前述した方法で形成できるが、アルカリ金属塩を溶解した層形成塗布液を用いる塗布法により形成されて成る層とは異なる層で電子輸送層を構成する場合、該電子輸送層を構成する材料としては公知のものが使用でき、オキサジアゾール誘導体、アントラキノジメタン若しくはその誘導体、ベンゾキノン若しくはその誘導体、ナフトキノン若しくはその誘導体、アントラキノン若しくはその誘導体、テトラシアノアンスラキノジメタン若しくはその誘導体、フルオレノン誘導体、ジフェニルジシアノエチレン若しくはその誘導体、ジフェノキノン誘導体、又は8−ヒドロキシキノリン若しくはその誘導体の金属錯体、ポリキノリン若しくはその誘導体、ポリキノキサリン若しくはその誘導体、ポリフルオレン若しくはその誘導体等が例示される。
前述したアルカリ金属塩を溶解した層形成塗布液を用いる塗布法により形成されて成る層を電子注入層として用いることもでき、前述した方法で形成できるるが、アルカリ金属塩を溶解した層形成塗布液を用いる塗布法により形成されて成る層とは異なる層で電子注入層を構成する場合、該電子注入層を構成する材料としては、発光層の種類に応じて、アルカリ金属やアルカリ土類金属、或いは前記金属を1種類以上含む合金、或いは前記金属の酸化物、ハロゲン化物及び炭酸化物、或いは前記物質の混合物などが挙げられる。アルカリ金属又はその酸化物、ハロゲン化物、炭酸化物の例としては、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、酸化リチウム、フッ化リチウム、酸化ナトリウム、フッ化ナトリウム、酸化カリウム、フッ化カリウム、酸化ルビジウム、フッ化ルビジウム、酸化セシウム、フッ化セシウム、炭酸リチウム等が挙げられる。また、アルカリ土類金属又はその酸化物、ハロゲン化物、炭酸化物の例としては、マグネシウム、カルシウム、バリウム、ストロンチウム、酸化マグネシウム、フッ化マグネシウム、酸化カルシウム、フッ化カルシウム、酸化バリウム、フッ化バリウム、酸化ストロンチウム、フッ化ストロンチウム、炭酸マグネシウム等が挙げられる。電子注入層は、2層以上を積層したものであってもよい。具体的には、LiF/Caなどが挙げられる。電子注入層は、蒸着法、スパッタリング法、印刷法等により形成される。電子注入層の膜厚としては、1nm〜1μm程度が好ましい。
陰極の材料としては、仕事関数の小さく発光層への電子注入が容易な材料であり、電気伝導度が高く、可視光反射率の高い材料が好ましい。金属では、アルカリ金属やアルカリ土類金属、遷移金属や周期表の13族金属を用いることができる。例えば、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、アルミニウム、スカンジウム、バナジウム、亜鉛、イットリウム、インジウム、セリウム、サマリウム、ユーロピウム、テルビウム、イッテルビウムなどの金属、又は上記金属のうち2つ以上の合金、又はそれらのうち1つ以上と、金、銀、白金、銅、マンガン、チタン、コバルト、ニッケル、タングステン、錫のうち1つ以上との合金、又はグラファイト若しくはグラファイト層間化合物等が用いられる。合金の例としては、マグネシウム−銀合金、マグネシウム−インジウム合金、マグネシウム−アルミニウム合金、インジウム−銀合金、リチウム−アルミニウム合金、リチウム−マグネシウム合金、リチウム−インジウム合金、カルシウム−アルミニウム合金などが挙げられる。また、陰極として透明導電性電極を用いることができ、例えば導電性金属酸化物や導電性有機物などを用いることができる。具体的には、導電性金属酸化物として酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化スズ、及びそれらの複合体であるITOやIZO、導電性有機物としてポリアニリンもしくはその誘導体、ポリチオフェンもしくはその誘導体などの有機の透明導電膜を用いてもよい。なお、陰極を2層以上の積層構造としてもよい。なお、電子注入層が陰極として用いられる場合もある。
本実施の形態の有機EL素子が任意に有しうる、膜厚2nm以下の絶縁層は電荷注入を容易にする機能を有するものである。上記絶縁層の材料としては、金属フッ化物、金属酸化物、有機絶縁材料等が挙げられる。膜厚2nm以下の絶縁層を設けた有機EL素子としては、陰極に隣接して膜厚2nm以下の絶縁層を設けたもの、陽極に隣接して膜厚2nm以下の絶縁層を設けたものが挙げられる。
Cs2MoO4粉末(純度99.9%、フルウチ化学株式会社製)と超純水(電気抵抗率が15MΩ・cm以上)とを重量比で10:90になるように秤量し、スクリュー管に入れ攪拌して層形成塗布液を作製した。Cs2MoO4粉末が完全に溶解していることを目視において確認した。この層形成塗布液の表面張力は58.3mN/mであった。作製した層形成塗布液と、複数の種類の基板との接触角をそれぞれ測定した結果を下記の表1に示す。pH試験紙を用いてpH(水素イオン指数)を測定したところ約7を示した。
<実施例2>
<実施例3>
<実施例4>
<実施例5>
<実施例6>
<実施例7>
<実施例8>
<実施例9>
<実施例10>
BaMoO4粉末(純度>99.9%、Aldrich製)と超純水(電気抵抗率が15MΩ・cm以上)を重量比で1:99になるように秤量し、スクリュー管に入れ攪拌し溶液を作製した。目視においてBaMoO4粉末がほとんど溶解していないことを確認した。pH試験紙を用いてpHを測定したところ約7を示した。
データフィジックス社(独)社製の型番OCA−20の測定装置を測定に用いた。表面張力の測定は、まずシリンジに溶液を充填して、外径1.4mmの金属針をシリンジに装着し、該金属針から溶液を出し、溶液が金属針から離れる直前の形状を画像解析することによって行った。
<実施例11>
上記電子ブロック層となる高分子化合物1を合成した。まず攪拌翼、バッフル、長さ調整可能な窒素導入管、冷却管、及び温度計を備えるセパラブルフラスコに2,7−ビス(1,3,2−ジオキサボロラン−2−イル)−9,9−ジオクチルフルオレン158.29重量部と、ビス−(4−ブロモフェニル)−4−(1−メチルプロピル)−ベンゼンアミン136.11重量部と、トリカプリルメチルアンモニウムクロリド(ヘンケル社製 Aliquat 336)27重量部と、トルエン1800重量部とを仕込み、窒素導入管から窒素を導入しながら、攪拌下90℃まで昇温した。酢酸パラジウム(II)0.066重量部と、トリ(o−トルイル)ホスフィン0.45重量部とを加えた後、17.5%炭酸ナトリウム水溶液573重量部を1時間かけて滴下した。滴下終了後、窒素導入管を液面より引き上げ、還流下7時間保温した後、フェニルホウ酸3.6重量部を加え、14時間還流下保温し、室温まで冷却した。反応液水層を除いた後、反応液油層をトルエンで希釈し、3%酢酸水溶液、イオン交換水で洗浄した。分液油層にN,N−ジエチルジチオカルバミド酸ナトリウム三水和物13重量部を加え4時間攪拌した後、活性アルミナとシリカゲルとの混合カラムに通液し、トルエンを通液してカラムを洗浄した。濾液及び洗液を混合した後、メタノールに滴下して、ポリマーを沈殿させた。得られたポリマー沈殿を濾別し、メタノールで沈殿を洗浄した後、真空乾燥機でポリマーを乾燥させ、ポリマー192重量部を得た。得られたポリマーを高分子化合物1とよぶ。高分子化合物1のポリスチレン換算重量平均分子量は、3.7×105であり、数平均分子量は8.9×104であった。
ポリスチレン換算重量平均分子量及び数平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により求めた。GPCの検量線の作成にはポリマーラボラトリーズ社製標準ポリスチレンを使用した。測定する重合体は、約0.02重量%の濃度になるようテトラヒドロフランに溶解させ、GPCに10μL注入した。GPC装置は島津製作所製LC−10ADvpを用いた。カラムは、ポリマーラボラトリーズ社製PLgel 10μm MIXED−Bカラム(300×7.5mm)を2本直列に接続して用い、移動相としてテトラヒドロフランを25℃、1.0mL/minの流速で流した。検出器にUV検出器を用い、228nmの吸光度を測定した。
東京システム開発社製の有機EL測定装置を用いて電流‐電圧‐輝度、発光スペクトルの測定を行なった。本実施例で作製した有機EL素子に約12Vの電圧を印加したところ、正面輝度が1000cd/m2となった。このときの電流密度は0.088A/cm2であり、EL発光スペクトルは460nmにピークを示した。このように、層形成塗布液を用いて塗布法によって形成された電子注入層を備える有機EL素子が発光することを確認した。
(1−1:真空蒸着法による、ガラス基板へのAlドープMoO3の蒸着)
複数のガラス基板を用意し、その片面を蒸着マスクを用いて部分的に被覆し、蒸着チャンバー内に基板ホルダーを用い取り付けた。
MoO3粉末(アルドリッチ社製、純度99.99%)を、ボックスタイプの昇華物質用のタングステンボードに詰め、材料が飛び散らないように穴の開いたカバーで覆い、蒸着チャンバー内にセットした。Al(高純度化学社製、純度99.999%)は坩堝に入れ、蒸着チャンバー内にセットした。
蒸着チャンバー内の真空度を3×10−5Pa以下とし、MoO3は抵抗加熱法により徐々に加熱し十分に脱ガスを行い、Alは電子ビームにより坩堝内で溶かし込みを行い十分に脱ガスを行なってから蒸着に供した。蒸着中の真空度は9×10−5Pa以下とした。膜厚及び蒸着速度は水晶振動子で常時モニターした。MoO3の蒸着速度が約2.8Å/秒、Alの蒸着速度が約0.1Å/秒となった時点でメインシャッターを開き、基板への成膜を開始した。蒸着中は基板を回転させ、膜厚が均一になるようにした。蒸着速度を上記速度に制御して約36秒間成膜を行ない、膜厚約100Åの共蒸着膜が設けられた基板を得た。膜中のMoO3及びAlの合計に対するAlの組成比は約3.5mol%であった。
成膜後、得られた基板を大気中に取り出し、光学顕微鏡(500倍)で膜表面を観察したところ、結晶構造が認められずアモルファス状態であることが確認された。
得られた基板を純水に1分間曝し、光学顕微鏡で再び観察したところ変化は無く、表面は溶けていなかった。この基板をさらに純水に3分間曝し続けるか、又は純水を含ませた不織布(商品名「ベンコット」、小津産業株式会社製)で膜を拭いた後、目視で観察したところ、いずれの場合も膜は変化無く残っていた。
別の得られた基板をアセトンに1分間曝し、光学顕微鏡で観察したところ変化は無く、表面が溶けていなかった。この基板をさらにアセトンに3分間曝し続けるか、又はアセトンを含ませた不織布で膜を拭いた後、目視で確認したところ、いずれの場合も膜は変化無く残っていた。
また、成膜後の蒸着膜の透過率を、透過率・反射率測定装置FilmTek 3000(商品名、Scientific Computing International社製)を用いて測定した。結果を表2に示す。光の波長約300nmぐらいから透過スペクトルが立ち上がり、波長320nmにおける透過率が21.6%、360nmにおける透過率が56.6%であった。後述する比較例2と比較して、320nmにおいて3.6倍、360nmにおいて1.6倍の透過率を有していた。
蒸着中に、チャンバーに酸素を導入した他は実施例12の(1−1)と同様に操作し、共蒸着膜が設けられた基板を得た。酸素量はマスフローコントローラーにより15sccmに制御した。蒸着中の真空度は約2.3×10−3Paであった。得られた共蒸着膜の膜厚は約100Åであり、膜中のMoO3及びAlの合計に対するAlの組成比は約3.5mol%であった。
蒸着速度を、MoO3については約3.7Å/秒、Alについては約0.01Å/秒に制御した他は実施例12の(1−1)と同様に操作し、共蒸着膜が設けられた基板を得た。得られた共蒸着膜の膜厚は約100Åであり、膜中のMoO3及びAlの合計に対するAlの組成比は約1.3mol%であった。
実施例12の(1−1)で得られた基板を、大気雰囲気のクリーンオーブンに入れ、250℃で60分間加熱処理した。冷却後、蒸着膜の透過率を実施例1の(1−3)と同様に測定した。結果を表2に示す。波長320nmにおける透過率が28.9%、360nmにおける透過率が76.2%であった。後述する比較例1と比較して、320nmにおいて4.7倍、360nmにおいて2.2倍の透過率を有していた。
Alを蒸着せず、MoO3のみを約2.8Å/秒で蒸着した他は実施例12と同様に操作し、膜厚約100Åの蒸着膜が設けられた基板を得た。
成膜後、得られた基板を大気中に取り出し、光学顕微鏡(500倍)で膜表面を観察したところ、結晶構造が認められずアモルファス状態であることが確認された。
得られた基板を純水に1分間曝し、光学顕微鏡で再び観察したところ、にじみ模様が認められ、表面が溶けていることが観察された。この基板をさらに純水に3分間曝し続けるか、又は純水を含ませた不織布で膜を拭いた後、目視で観察したところ、いずれの場合も膜が消失していた。
別の得られた基板をアセトンに1分間曝し、光学顕微鏡で観察したところ、にじみ模様が認められ、表面が溶けていることが観察された。この基板をさらにアセトンに3分間曝し続けるか、又はアセトンを含ませた不織布で膜を拭いた後、目視で確認したところ、いずれの場合も膜は消失していた。
また、成膜後の蒸着膜の透過率を、実施例12の(1−3)と同様に測定した。結果を表2に示す。波長320nmにおける透過率が6.1%、360nmにおける透過率が35.4%であり、透過率が低いことが認められた。
攪拌翼、バッフル、長さ調整可能な窒素導入管、冷却管、温度計をつけたセパラブルフラスコに 2,7−ビス(1,3,2−ジオキサボロラン−2−イル)−9,9−ジオクチルフルオレン158.29重量部、ビス−(4−ブロモフェニル)−4−(1−メチルプロピル)−ベンゼンアミン 136.11重量部、トリカプリルメチルアンモニウムクロリド(ヘンケル社製 Aliquat 336) 27重量部、トルエン1800重量部を仕込み、窒素導入管より窒素を流しながら、攪拌下90℃まで昇温した。酢酸パラジウム(II) 0.066重量部、トリ(o−トルイル)ホスフィン0.45重量部を加えた後、17.5%炭酸ナトリウム水溶液573重量部を1時間かけて滴下した。滴下終了後、窒素導入管を液面より引き上げ、還流下7時間保温した後、フェニルホウ酸3.6重量部を加え、14時間還流下保温し、室温まで冷却した。反応液水層を除いた後、反応液油層をトルエンで希釈し、3%酢酸水溶液、イオン交換水で洗浄した。分液油層にN,N−ジエチルジチオカルバミド酸ナトリウム三水和物13重量部を加え4時間攪拌した後、活性アルミナとシリカゲルの混合カラムに通液し、トルエンを通液してカラムを洗浄した。濾液及び洗液を混合した後、メタノールに滴下して、ポリマーを沈殿させた。得られたポリマー沈殿を濾別し、メタノールで沈殿を洗浄した後、真空乾燥機でポリマーを乾燥させ、ポリマー192重量部を得た。得られたポリマーを高分子化合物1とよぶ。高分子化合物1のポリスチレン換算重量平均分子量及び数平均分子量を下記のGPC分析法により求めたところ、ポリスチレン換算重量平均分子量は、3.7x105であり、数平均分子量は8.9x104であった。
ポリスチレン換算重量平均分子量及び数平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により求めた。GPCの検量線の作成にはポリマーラボラトリーズ社製標準ポリスチレンを使用した。測定する重合体は、約0.02重量%の濃度になるようテトラヒドロフランに溶解させ、GPC装置に10μL注入した。
GPC装置は島津製作所製LC−10ADvpを用いた。カラムは、ポリマーラボラトリーズ社製 PLgel 10μm MIXED−B カラム (300 x 7.5mm)を2本直列に接続して用い、移動相としてテトラヒドロフランを25℃、1.0mL/minの流速で流した。検出器はUV検出器を用い228nmの吸光度を測定した。
(有機EL素子の作製)
基板としてITOの薄膜が表面にパターニングされたガラス基板を用い、このITO薄膜上に、実施例13と同様の手順で、膜厚100ÅのAlドープMoO3層を真空蒸着法により蒸着した。
成膜後、基板を大気中に取り出し、その蒸着膜上にスピンコート法により、合成例1で得た高分子化合物1を成膜し、膜厚20nmのインターレイヤー層を形成した。取り出し電極部分及び封止エリアに成膜されたインターレイヤー層を除去し、ホットプレートで200℃、20分間ベイクを行った。
これ以降封止までのプロセスは、真空中あるいは窒素中で行い、プロセス中の素子が大気に曝されないようにした。
作製した素子に、輝度が1000cd/m2となるよう通電し、電流−電圧特性を測定した。また、10mAで定電流駆動し、初期輝度約2000cd/m2で発光を開始させてからそのまま発光を持続させ、発光寿命を測定した。結果を表2及び表3に示す。後述する比較例2と比較して、最大電力効率が若干高く、1000cd/m2発光時の駆動電圧が低下し、寿命が約1.6倍延長している。
AlドープMoO3層を、実施例14と同様の手順で成膜した他は、実施例16と同様に操作し、有機EL素子を作製し、電流−電圧特性及び発光寿命を測定した。発光寿命は、10mAで定電流駆動し、初期輝度約2000cd/m2で発光を開始させてからそのまま発光を持続させて測定した。結果を表3及び表4に示す。後述する比較例2と比較して、最大電力効率が若干高く、1000cd/m2発光時の駆動電圧が低下し、寿命が約2.4倍延長している。
AlドープMoO3層を成膜する代わりに、比較例2と同様の手順でMoO3層を成膜した他は、実施例16と同様に操作し、有機EL素子を作製し、電流−電圧特性及び発光寿命を測定した。発光寿命は、10mAで定電流駆動し、初期輝度約2000cd/m2で発光を開始させてからそのまま発光を持続させて測定した。結果を表3及び表4に示す。
層形成塗布液により形成された層を有する有機EL素子の効果と、金属ドープモリブデン酸化物層を有する有機EL素子の効果とは、互いに排除する関係にはないことは明らかであり、一つの有機EL素子において、層形成塗布液により形成された層を設け、かつ金属ドープモリブデン酸化物層を備えた場合には、層形成塗布液により形成された層を有する有機EL素子の効果と、金属ドープモリブデン酸化物層を有する有機EL素子の効果とを、同時に得ることができる。
2 陽極
3 陰極
4 発光層
5 電子注入層
6 基板
7 金属ドープモリブデン酸化物層
Claims (18)
- 陽極、陰極、並びに前記陽極及び前記陰極間に介在する発光層を形成する工程と、
前記陽極と前記発光層との間に、酸化モリブデン及びドーパント金属を同時に堆積して成る金属ドープモリブデン酸化物層を形成する工程と、
前記発光層と前記陰極との間に、アルカリ金属塩を溶解した、アルコール及び/又は水を含む層形成塗布液を用いる塗布法により層を形成する工程と
を含む、有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。 - 前記金属ドープモリブデン酸化物層の可視光透過率が、50%以上である、請求項1に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
- 前記金属ドープモリブデン酸化物に含まれるドーパント金属が、遷移金属、周期表の13族金属及びこれらの混合物からなる群より選択される、請求項1又は請求項2に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
- 前記ドーパント金属が、アルミニウムである、請求項3に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
- 前記金属ドープモリブデン酸化物におけるドーパント金属の割合が、0.1〜20.0mol%である、請求項1から請求項4のうち、いずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
- 前記金属ドープモリブデン酸化物層に接して高分子化合物を含む層を有する、請求項1から請求項5のうち、いずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
- 前記金属ドープモリブデン酸化物層を形成する工程を、真空蒸着、スパッタリング又はイオンプレーティングにより行う、請求項1から請求項6のうち、いずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
- 前記金属ドープモリブデン酸化物層を形成する工程は、酸化モリブデン及びドーパント金属を同時に堆積した層を加熱する工程をさらに含む、請求項7に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
- 前記アルカリ金属塩が、モリブデン酸、タングステン酸、タンタル酸、ニオブ酸、バナジウム酸、チタン酸及び亜鉛酸から成る群から選択される少なくとも1種の塩である、請求項1から請求項8のうち、いずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
- 前記アルカリ金属塩が、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム及びセシウムから成る群から選択される少なくとも1種の塩であること特徴とする請求項1から請求項9のうち、いずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
- 前記アルカリ金属塩が、セシウム塩である、請求項1から請求項10のうち、いずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
- 前記アルカリ金属塩が、モリブデン酸セシウムである、請求項1から請求項11のうち、いずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
- 前記層形成塗布液が、界面活性剤を含む、請求項1から請求項12のうち、いずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
- ポリエチレンナフタレートから成る基板に対する前記層形成塗布液の接触角が、60°以下である、請求項1から請求項13のうち、いずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
- 前記層形成塗布液の水素イオン指数が、7以上13以下である、請求項1から請求項14のうち、いずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
- 請求項1から請求項15のうち、いずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法により製造された有機エレクトロルミネッセンス素子を備える、照明装置。
- 請求項1から請求項15のうち、いずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法により製造された有機エレクトロルミネッセンス素子を備える、面状光源。
- 請求項1から請求項15のうち、いずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法により製造された有機エレクトロルミネッセンス素子を備える、表示装置。
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