JP6259396B2 - 電極箔及び有機発光デバイス - Google Patents
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Description
前記金属箔と前記反射層の間の界面に有機窒素化合物が存在し、該界面を飛行時間型二次イオン質量分析(TOF−SIMS)により分析した場合に、前記有機窒素化合物中のC−N結合のカウント数の、銅及びC−N結合の総カウント数に対する比CN/(CN+Cu)が0.4以下である、電極箔が提供される。
前記電極箔の前記反射層側の最表面上に設けられる有機発光層と、
を備えた、有機発光デバイスが提供される。
図1に本発明による電極箔の一例の模式断面図を示す。図1に示される電極箔10は、銅又は銅合金からなる金属箔12と、金属箔の少なくとも一方の面に設けられる反射層13、及び所望により反射層上に直接設けられるバッファ層14を備えてなる。すなわち、電極箔10は金属箔12、反射層13およびバッファ層14を備えた3層構成であるが、本発明の電極箔はこれに限定されず、金属箔12および反射層13の2層構成であってもよい。本発明の典型的な態様においては、反射層13は金属箔12の少なくとも一方の面に直接設けられるが、電極箔10としての所期の機能を損ねないかぎり金属箔12と反射層13の間に他の層が存在していてもよい。例えば、金属箔上に一層又はそれ以上の金属層が形成され、この金属層上に反射層13が存在していてもよい。
本発明による電極箔をアノード又はカソードとして用いて、有機発光層を電極箔の反射層側の最表面に備えた有機発光デバイスを構成することができる。すなわち、有機発光層は反射層に直接形成されるか又は存在する場合にはバッファ層に直接形成されるのが好ましい。有機発光層は、励起発光の機能を有する有機EL層等の有機半導体層であればいかなる構成や材質のものであってもよい。有機発光層上には透明又は半透明の対向電極が更に設けられるのが好ましい。本発明の電極箔は、有機発光層の形成に際して、高分子材料や低分子材料をクロロベンゼン等の溶剤に溶解させて塗布するプロセスが好ましく適用可能であり、また、インライン式の真空プロセスも適用可能であり、生産性の向上に適する。
また、正孔注入層または電子注入層としては、金属を用いることも可能である。光取出し側の上部基材としては、ガラスのような剛性の高い材料を用いてもよいし、プラスチックフィルムのようなフレキシブルな材料を用いてもよい。
各種界面BTA濃度の電極箔試料1〜4の作製を以下のとおり行った。その際、算術平均粗さRa及び界面BTA濃度の測定方法は以下のとおりとした。
表面平坦度測定機(Zygo社製、NewView5032)を用いてJIS B 0601−2001に準拠して各試料表面の算術平均粗さRaを測定した。181μm×136μmの範囲について、Filter High:Auto、Filter Low:Fixed(150μm)にて行った。
金属箔と反射層の間の界面におけるBTA濃度(具体的にはCN/(CN+Cu)比)の測定は、飛行時間型二次イオン質量分析装置(TOF−SIMS)(TRIFT IV、アルバック・ファイ株式会社)を用いて、反射層側から金属箔の深さ方向にスパッタリングを行いながら以下の測定条件で行った。
・一次イオン:Au+
・加速電圧:30kV
・測定エリア:□300μm
・測定時間の単位:sec
・測定イオン種:Positive/Negative
・電子中和:有
金属箔として、厚さ65μmの市販の両面平坦電解銅箔(三井金属鉱業社製DFF(Dual Flat Foil)を用意した。銅箔表面の粗さは表面平坦度測定機(Zygo社製、NewView5032)を用いてJIS B 0601−2001に準拠して測定したところ、算術平均粗さRa:18.0nmであった。この測定は、181μm×136μmの範囲について、Filter High:Auto、Filter Low:Fixed(150μm)にて行った。
BTAが塗布された反射層形成前の銅箔を、NaOH及びKOHを合計で2重量%含む洗浄液に3分間浸漬してBTAの溶出を行ったこと以外は、試料1と同様にして試料の作製及び評価を行った。得られた試料表面の算術平均粗さRaを上記同様に測定したところ、1.9nmであった。また、金属箔と反射層の間の界面におけるBTA濃度を測定したところ、CN/(CN+Cu)比が0.57であった。
BTA塗布液のBTA濃度を0.4mmol/Lと低くしたこと以外は、試料1と同様にして試料の作製及び評価を行った。得られた試料表面の算術平均粗さRaを上記同様に測定したところ、2.0nmであった。また、金属箔と反射層の間の界面におけるBTA濃度を測定したところ、CN/(CN+Cu)比が0.29であった。
BTA塗布液のBTA濃度を0.1mmol/Lと低くし、かつ、BTAが塗布された反射層形成前の銅箔を、NaOH及びKOHを合計2重量%含む溶液に3分間浸漬してBTAの溶出を行ったこと以外は、試料1と同様にして試料の作製及び評価を行った。得られた試料表面の算術平均粗さRaを上記同様に測定したところ、1.9nmであった。また、金属箔と反射層の間の界面におけるBTA濃度を測定したところ、CN/(CN+Cu)比が0.04であった。
(1)有機発光デバイスの作製
例1で作製された電極箔試料1〜4をアノードとして用いて有機発光デバイスを以下のようにして作製した。まず、電極箔試料1〜4上に、PEDOT:PSS(Clevios(登録商標)P VP AI4083,H.C.Starck社製)を膜厚約65nmになるように塗布して、200℃で15分間焼成(アニール処理)することにより正孔注入層を形成した。そして、TFB(ポリ[(9,9−ジオクチルフルオレニル−2,7−ジイル)−コ−(4,4’−(N−(4−sec−ブチルフェニル))ジフェニルアミン)])(アメリカンダイソース社製、「Hole Transport Polymer ADS259BE」)をTHF溶媒に溶解した溶液を、正孔注入層の上に膜厚20nmになるようにスピンコーターで塗布してTFB被膜を作製し、これを100℃で10分間乾燥することによって、インターレイヤーを形成した。さらに、高分子発光材料(アメリカンダイソース社製、「Light Emitting Polymer ADS111RE」)をTHF溶媒に溶解した溶液を、インターレイヤーの上にスピンコーターで塗布し、100℃で10分間焼成(アニール処理)することによって、発光層を形成した。さらに、発光層の上に、電子注入層として、Ba(高純度化学製)を5nmの膜厚で形成した。そして最後に、電子注入層の上にAg(高純度化学社製)を20nmの膜厚で真空蒸着し、カソードとして第2電極を形成した。
上記作製された有機発光デバイスの外部量子効率を、ガラス基板上にアルミニウムが蒸着された試料を100%とした場合の相対値として測定した。具体的には、各電極箔試料を用いた得られた有機発光デバイスにおいて、電極間に電流密度が10mA/cm2となるように電流を流し、正面を0度とした場合の0度〜80度の各角度における輝度を輝度計(トプコンテクノハウス社製BM−7A)により計測し全光束量の計算を行い、外部量子効率を算出した。
例1の試料2の作製方法において、BTAが塗布された反射層形成前の銅箔を、NaOH及びKOHを合計で2重量%含む洗浄液に浸漬する時間を0分、0.5分、3分、10分と変化させることにより、BTA濃度に相当するCN/(CN+Cu)比の変化を調べた。その結果は図5に示されるとおりであった。図5に示される結果から明らかなように、浸漬時間を調節することにより、界面BTA濃度を制御することが可能である。防錆剤としてトリルトリアゾール(TTA)やカルボキシベンゾトリアゾール(C−BTA)についても、上記同様にして残留濃度を制御可能である。
例1の試料2の作製において、研磨条件を適宜変更することにより、種々の算術平均粗さRaを表面に有する5種類の電極箔(CN/(CN+Cu)=0.57)を作製した。得られた電極箔について例2と同様にして外部量子効率の測定を行ったところ、図6に示されるような結果が得られた。参考のため、図6には、試料3(CN/(CN+Cu)=0.29)及び試料4(CN/(CN+Cu)=0.04)について測定された外部量子効率のプロットも併せて示してある。図6に示される結果から、界面BTA濃度が高い場合であっても、電極箔表面の算術平均粗さRaが低いほど外部量子効率の向上効果が見受けられるものの、界面BTA濃度(CN/(CN+Cu)比)を低くすることで、Raの低減効果からは予測し得ないほど顕著に外部量子効率が向上することが分かる(図中の矢印参照)。
Claims (11)
- 銅又は銅合金からなる金属箔と、前記金属箔の少なくとも一方の面に設けられる反射層とを備えてなる電極箔であって、
前記金属箔と前記反射層の間の界面に有機窒素化合物が存在し、該界面を飛行時間型二次イオン質量分析(TOF−SIMS)により分析した場合に、前記有機窒素化合物中のC−N結合のカウント数の、銅及びC−N結合の総カウント数に対する比CN/(CN+Cu)が0.001〜0.3である、電極箔。 - 前記有機窒素化合物が、トリアゾール又はその誘導体若しくは異性体である、請求項1に記載の電極箔。
- 前記トリアゾール又はその誘導体若しくは異性体が、ベンゾトリアゾール、ベンゾトリアゾール誘導体、アミノトリアゾ−ル、アミノトリアゾール異性体、及びアミノトリアゾ−ル誘導体からなる群から選択される少なくとも一種である、請求項2に記載の電極箔。
- 前記電極箔の前記反射層側の最表面が、JIS B 0601−2001に準拠して測定される、60nm以下の算術平均粗さRaを有する、請求項1〜3のいずれか一項に記載の電極箔。
- 前記算術平均粗さRaが10nm以下である、請求項4に記載の電極箔。
- 前記反射層上に直接設けられる透明又は半透明のバッファ層をさらに備えてなる、請求項1〜5のいずれか一項に記載の電極箔。
- 前記金属箔が、1〜250μmの厚さを有する、請求項1〜6のいずれか一項に記載の電極箔。
- 有機発光デバイスの電極として用いられる、請求項1〜7のいずれか一項記載の電極箔。
- 有機発光デバイスの支持基材を兼ねた電極として用いられる、請求項1〜8のいずれか一項記載の電極箔。
- 請求項1〜9のいずれか一項に記載の電極箔と、
前記電極箔の前記反射層側の最表面上に設けられる有機発光層と、
を備えた、有機発光デバイス。 - 前記有機発光層上に透明又は半透明の対向電極を備えた、請求項10に記載の有機発光デバイス。
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