JPH06350133A - Optical functional element - Google Patents
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Classifications
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- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
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- H10K59/805—Electrodes
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Landscapes
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は光が関与して機能を発揮
する光機能素子に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical functional device that exerts a function with the participation of light.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、有機物の薄膜を用いた各種電子デ
バイスの研究が盛んに行われている。そのなかでも、光
が関与して機能を発揮する光機能素子は、実用上特に重
要である。例えば、液晶表示素子、有機光電池、光化学
ホールバーニング（ＰＨＢ）記録素子、積層型有機エレ
クトロルミネッセンス（ＥＬ）素子（例えば、特開昭５
７−５１７８１号、特開昭５９−１９４３９３号、特開
昭６３−２９５６９５号）、ラングミュア・ブロジェッ
ト（ＬＢ）膜を用いた各種光機能素子（例えば、特開昭
６２−７４６８８号、特開昭６２−２２１５９３号）が
知られている。2. Description of the Related Art In recent years, various electronic devices using organic thin films have been actively researched. Among them, the optical functional element that exerts a function in which light is involved is particularly important in practical use. For example, a liquid crystal display element, an organic photovoltaic cell, a photochemical hole burning (PHB) recording element, a laminated organic electroluminescence (EL) element (see, for example, Japanese Patent Laid-Open No.
7-51781, JP-A-59-194393, JP-A-63-295695), and various optical functional elements using a Langmuir-Blodgett (LB) film (for example, JP-A-62-74688, JP-A-62-74688). No. 62-221593) is known.
【０００３】これらの光機能素子においては、光を透過
させるための透明電極として、光の透過性、導電率、作
製の簡便さ、安定性などの観点から、ＩＴＯ電極または
ＳｎＯ2 電極が最もよく用いられているが、このような
透明電極を有する光機能素子の製造には以下のような問
題が生じる。すなわち、ＩＴＯ電極またはＳｎＯ2 電極
は、酸またはアルカリ洗浄、溶剤洗浄、プラズマ洗浄な
どにより表面クリーニングした後、使用される。このよ
うに処理されたＩＴＯ電極またはＳｎＯ2 電極の表面に
は水酸基が形成されて親水性になる。この状態で、親水
性の透明電極上にさらに親水性の機能性有機分子を積層
する場合には特に問題はないものの、一般的には積層型
有機ＥＬ素子のように、親水性の透明電極上に形成され
る正孔注入性の膜としては、疎水性の機能性有機分子が
用いられるため、界面で膜の剥離が生じたり、当初アモ
ルファスで均一な膜であっても時間の経過とともに結晶
化して不均一になることがある。このような現象は水分
の存在によって加速されるため、湿気のある通常の空気
中の雰囲気では素子の動作が不安定になる場合が多い。
例えば特開平２−２６７８８８号では、ＩＴＯ電極上に
正孔注入性のポリシランを被覆した有機ＥＬ素子が作製
されているが、従来報告されているポリシランは、側鎖
に疎水性基のみを有するため、上述したように親水性の
ＩＴＯ電極表面から疎水性のポリシラン薄膜が剥離しや
すいという問題がある。In these optical functional devices, an ITO electrode or a SnO 2 electrode is most preferable as a transparent electrode for transmitting light from the viewpoints of light transmittance, conductivity, ease of production, stability and the like. Although used, the following problems occur in the manufacture of an optical functional device having such a transparent electrode. That is, the ITO electrode or the SnO 2 electrode is used after surface cleaning by acid or alkali cleaning, solvent cleaning, plasma cleaning or the like. Hydroxyl groups are formed on the surface of the ITO electrode or the SnO 2 electrode treated in this way to make it hydrophilic. In this state, when a hydrophilic functional organic molecule is further laminated on the hydrophilic transparent electrode, there is no particular problem, but in general, as in a laminated organic EL element, the hydrophilic transparent electrode is formed on the hydrophilic transparent electrode. Since a hydrophobic functional organic molecule is used for the hole-injecting film formed in, the film peels at the interface, and even if it is an initially amorphous and uniform film, it crystallizes over time. May be uneven. Since such a phenomenon is accelerated by the presence of moisture, the operation of the element is often unstable in a normal humid atmosphere.
For example, in Japanese Unexamined Patent Publication No. 2-267888, an organic EL element in which a hole-injecting polysilane is coated on an ITO electrode is produced, but the polysilane that has been conventionally reported has only a hydrophobic group in its side chain. As described above, there is a problem that the hydrophobic polysilane thin film is easily peeled off from the hydrophilic ITO electrode surface.
【０００４】一方、ＩＶ族のＳｉ、Ｇｅなどの半導体
は、間接遷移型半導体であり非発光遷移しか生じないと
考えられてきた。これに対して最近、これらの半導体で
も、その表面を微細な細孔または空隙を有する構造とす
ることにより発光遷移特性を示すことがわかってきた。
特に、Ｓｉを用いたものは、ポーラスシリコンと呼ばれ
ている。さらに、このような微細構造を有する半導体を
用いたヘテロ接合素子の研究が進められており、すで
に、最も基本的な接合構造をベースにしたＥＬ素子の研
究がいくつか試みられている。例えば、表面に細孔また
は空隙を有する親水性のＩＶ族ｎ型半導体層上に親水性
のＩＴＯ電極などをスパッタなどで積層形成したものが
報告されているが、得られるＥＬ素子ではＩＴＯ側から
正孔を注入しにくくなるという問題がある。しかも、Ｉ
Ｖ族ｎ型半導体層の表面の凹凸が激しいため、スパッタ
などで形成されたＩＴＯ電極と半導体層とのコンタクト
が不完全になるという問題もあった。On the other hand, it has been considered that semiconductors such as group IV Si and Ge are indirect transition type semiconductors and produce only non-emissive transitions. On the other hand, recently, it has been found that even these semiconductors exhibit emission transition characteristics by forming a structure having fine pores or voids on the surface thereof.
In particular, the one using Si is called porous silicon. Furthermore, research on a heterojunction device using a semiconductor having such a fine structure is underway, and some research on an EL device based on the most basic junction structure has already been attempted. For example, it has been reported that a hydrophilic ITO electrode or the like is laminated and formed on a hydrophilic group IV n-type semiconductor layer having pores or voids on the surface by sputtering or the like. There is a problem that it becomes difficult to inject holes. Moreover, I
There is also a problem that the contact between the ITO electrode formed by sputtering or the like and the semiconductor layer is incomplete because the surface of the V-group n-type semiconductor layer is highly uneven.
【０００５】また、以上のような問題を解決するため
に、親水性でかつ正孔注入性の良好な有機色素膜を親水
性の透明電極とＩＶ族ｎ型半導体層との間に形成するこ
とも考えられる。すなわち、このような有機色素膜は、
親水性の透明電極との界面で剥離などが生じにくく、凹
凸のある半導体表面に溶液をコートして形成した場合に
は良好なコンタクトが得られる。しかし、得られるＥＬ
素子においては、一般に有機色素分子は可視光領域に吸
収を持つため、逆に光学特性が悪くなる問題がある。In order to solve the above problems, a hydrophilic organic dye film having a good hole injecting property is formed between the hydrophilic transparent electrode and the group IV n-type semiconductor layer. Can also be considered. That is, such an organic dye film is
Peeling or the like is less likely to occur at the interface with the hydrophilic transparent electrode, and good contact can be obtained when the semiconductor surface having irregularities is coated with a solution. However, the EL obtained
In the element, organic dye molecules generally have absorption in the visible light region, and therefore, there is a problem that optical characteristics are deteriorated.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、膜の
剥離や構造変化がなく安定な有機ＥＬ素子や、良好なコ
ンタクトが得られ素子特性の良好なＩＶ族半導体ＥＬ素
子などの光機能素子を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an optical function of an organic EL element which is stable without film peeling or structural change and a group IV semiconductor EL element having good contact and good element characteristics. It is to provide an element.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段と作用】本発明の光機能素
子は、親水性の透明電極を通じて光の授受を行う光機能
素子において、前記透明電極に接触して、側鎖に親水性
基が導入されてなるポリシラン薄膜を形成したことを特
徴とするものである。The optical functional element of the present invention is an optical functional element that transmits and receives light through a hydrophilic transparent electrode. In the optical functional element, a hydrophilic group is attached to a side chain in contact with the transparent electrode. It is characterized in that a polysilane thin film to be introduced is formed.
【０００８】本発明において用いられるポリシランは、
主鎖にケイ素−ケイ素（−Ｓｉ−Ｓｉ−）結合を有し、
側鎖に親水性基が置換基として導入されてなるものであ
る。前記親水性基としては、ヒドロキシル基、アミノ
基、カルボキシル基や、エステル結合、アミド結合、エ
ーテル結合、カルバメート結合およびカーボネート結合
からなる群より選ばれた少なくとも１種を有する官能基
などが挙げられ、より具体的には、下記一般式（Ｉ）ま
たは（ＩＩ）で表される反復単位を有するポリシランが
好ましく用いられる。The polysilane used in the present invention is
Has a silicon-silicon (-Si-Si-) bond in the main chain,
The side chain has a hydrophilic group introduced as a substituent. Examples of the hydrophilic group include a hydroxyl group, an amino group, a carboxyl group, and a functional group having at least one selected from the group consisting of an ester bond, an amide bond, an ether bond, a carbamate bond and a carbonate bond, More specifically, polysilane having a repeating unit represented by the following general formula (I) or (II) is preferably used.
【０００９】[0009]
【化１】 （式中、Ｒ1 は炭素数１〜２４の置換もしくは非置換ア
ルキル基または炭素数６〜２４の置換もしくは非置換ア
リール基、Ｒ2 、Ｒ3 は同一であっても異なっていても
よく、炭素数１〜２４の２価の有機基、Ｘ、Ｙは同一で
あっても異なっていてもよく、ヒドロキシル基、アミノ
基、カルボキシル基またはエステル結合、アミド結合、
エーテル結合、カルバメート結合およびカーボネート結
合からなる群より選ばれた少なくとも１種を有する官能
基を示す）。このようなポリシランは、親水性、透明
性、正孔注入性を兼ね備えており、しかも塗布法などに
より形成することができるので、従来の問題点を解消す
ることができる。[Chemical 1] (In the formula, R 1 is a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 24 carbon atoms or a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 24 carbon atoms, R 2 and R 3 may be the same or different, The divalent organic group having 1 to 24 carbon atoms, X and Y may be the same or different, and a hydroxyl group, amino group, carboxyl group or ester bond, amide bond,
A functional group having at least one selected from the group consisting of an ether bond, a carbamate bond and a carbonate bond is shown). Since such polysilane has hydrophilicity, transparency, and hole injectability, and can be formed by a coating method or the like, the conventional problems can be solved.
【００１０】以下、本発明に係るポリシラン薄膜を有す
る光機能素子の基本的な構造および製造方法を説明す
る。まず、有機ＥＬ素子など有機系の光機能素子では、
例えばガラス基板上にＩＴＯなどからなる親水性の透明
電極が形成されたものが使用される。このような透明電
極／ガラス基板の透明電極上に、ポリシランを溶媒に溶
解させた溶液をキャストすると、親水性基どうしの親和
性により、ポリシランの側鎖の親水性基が親水性の透明
電極表面にしっかりと吸着する。したがって、空気中に
水分が存在しても、剥離などがなくなる。The basic structure and manufacturing method of an optical functional device having a polysilane thin film according to the present invention will be described below. First of all, in organic optical functional devices such as organic EL devices,
For example, a glass substrate on which a hydrophilic transparent electrode made of ITO or the like is formed is used. When a solution prepared by dissolving polysilane in a solvent is cast onto such a transparent electrode / transparent electrode of a glass substrate, the hydrophilic group of the side chain of polysilane is hydrophilic due to the affinity of the hydrophilic groups. Adsorb firmly to. Therefore, even if moisture is present in the air, peeling or the like is eliminated.
【００１１】本発明では、このようなポリシラン薄膜が
親水性の透明電極の反対側において疎水性の物質と接触
する場合には、その接触面は疎水性である方が望まし
い。このため、親水性基に加えて、疎水性基が置換基と
して側鎖に導入された両新媒性のポリシラン、例えば前
記一般式（Ｉ）で表される反復単位を有するポリシラン
を用いることが好ましい。一方、ポリシラン薄膜が親水
性の透明電極の反対側において親水性の物質と接触する
場合には、その接触面にも親水性基が露出するように、
疎水性基が置換基として導入されていない前記一般式
（ＩＩ）で表される反復単位を有するポリシランを用い
てもよい。In the present invention, when such a polysilane thin film contacts a hydrophobic substance on the side opposite to the hydrophilic transparent electrode, the contact surface is preferably hydrophobic. Therefore, in addition to the hydrophilic group, an amphiphilic polysilane having a hydrophobic group introduced as a substituent into a side chain, for example, a polysilane having a repeating unit represented by the general formula (I) can be used. preferable. On the other hand, when the polysilane thin film contacts a hydrophilic substance on the opposite side of the hydrophilic transparent electrode, the hydrophilic group is exposed on the contact surface,
You may use the polysilane which has the repeating unit represented by the said General formula (II) by which the hydrophobic group is not introduced as a substituent.
【００１２】また、前記のように親水性基と疎水性基の
両者を有するポリシランは、水面上で単分子膜を形成す
るため、透明電極上にポリシランＬＢ膜を形成すること
もできる。ＬＢ膜を利用すれば、親水性の透明電極上に
はポリシランの親水性基が選択的に配向し、表面側には
疎水性基が選択的に配向するため、積層膜間の親和性が
大幅に増加し、安定化する。また、ＬＢ膜を用いれば、
ポリシラン薄膜の膜厚を薄くできるので、ポリシラン中
での正孔の移動時間を短くすることができ、素子の高速
化、低電圧化を実現することができる。Further, as described above, polysilane having both a hydrophilic group and a hydrophobic group forms a monomolecular film on the water surface, so that a polysilane LB film can be formed on a transparent electrode. If the LB film is used, the hydrophilic groups of polysilane are selectively oriented on the hydrophilic transparent electrode, and the hydrophobic groups are selectively oriented on the surface side, so that the affinity between the laminated films is significantly increased. Increase and stabilize. If an LB film is used,
Since the film thickness of the polysilane thin film can be reduced, the time required for holes to move in the polysilane can be shortened, and the device can be operated at high speed and the voltage can be reduced.
【００１３】さらに、ＬＢ膜を用いれば、ポリシランの
主鎖を膜面内で一定方向に配向させることができる。す
なわち、水面上のポリシラン単分子膜を透明電極上に移
し取るときに、ポリシランの主鎖は水面からの基板の引
き上げ方向に配向する。なお、これとは別の方法、例え
ば基板上にキャストして成膜されたポリシラン薄膜に通
常のラビング処理を施すことによっても、ポリシランの
主鎖をラビング方向に配向させることができる。Further, by using the LB film, the main chain of polysilane can be oriented in a fixed direction within the film surface. That is, when the polysilane monomolecular film on the water surface is transferred onto the transparent electrode, the main chain of polysilane is oriented in the direction of pulling up the substrate from the water surface. The main chain of polysilane can be oriented in the rubbing direction by a method other than this, for example, by subjecting a polysilane thin film formed by casting on a substrate to ordinary rubbing treatment.
【００１４】このときのポリシラン薄膜の配向の程度
は、配向の角度パラメータＡＳから見積もることができ
る。ここで、ポリシラン薄膜のケイ素−ケイ素結合の膜
面内での配向の角度オーダーパラメータＡＳを、 ＡＳ＝（Ａ（０）−Ａ（９０））／Ａ（０） で定義する。ただし、Ａ（η）は基板に垂直方向から偏
光を入射したときのポリシラン薄膜のケイ素−ケイ素結
合の電子遷移に帰属される吸収極大を表し、吸収強度が
一番大きい配置で測定した値をＡ（０）、その配置に対
して直交するように基板の回転させた配置で測定した値
をＡ（９０）とする。このとき、ＡＳ＞０．５であれ
ば、ポリシランの主鎖がη＝０の方向に配向しているこ
とを示し、ＡＳ＝１であれば完全配向である。したがっ
て、ＡＳは１に近いほど好ましいが、実用的には０．７
より大きければ十分である。このように配向したポリシ
ラン薄膜を下地としてその上に有機分子を積層する場
合、通常の真空蒸着法を用いても、適切な分子の選択や
条件の調整により、エピタキシャル的に分子が配向した
積層膜を作製することができる。このようにしてポリシ
ラン薄膜上に発光性の有機分子を配向させて積層すれ
ば、発光光が基板に垂直な方向に特に強く放射され、し
かも偏光機能を有する例えば液晶表示デバイス（ＬＣ
Ｄ）のバックライトとして好適な有機ＥＬ素子を作製す
ることができる。The degree of orientation of the polysilane thin film at this time can be estimated from the orientation angle parameter AS. Here, the angle order parameter AS of the orientation of the silicon-silicon bond of the polysilane thin film in the film plane is defined by AS = (A (0) -A (90)) / A (0). However, A (η) represents the absorption maximum attributed to the electronic transition of the silicon-silicon bond of the polysilane thin film when polarized light is incident on the substrate in the vertical direction, and the value measured in the arrangement having the largest absorption intensity is A (0), A (90) is a value measured in the arrangement in which the substrate is rotated so as to be orthogonal to the arrangement. At this time, if AS> 0.5, it indicates that the main chain of the polysilane is oriented in the direction of η = 0, and if AS = 1, the orientation is perfect. Therefore, AS is more preferable as it is closer to 1, but 0.7 is practically used.
Larger is enough. When an organic molecule is laminated on a polysilane thin film oriented in this way as a base, a laminated film in which the molecules are epitaxially oriented can be obtained by selecting an appropriate molecule and adjusting the conditions even if a normal vacuum deposition method is used. Can be produced. When the luminescent organic molecules are oriented and laminated on the polysilane thin film in this way, the emitted light is particularly strongly radiated in the direction perpendicular to the substrate and has a polarization function, for example, a liquid crystal display device (LC).
An organic EL device suitable as a backlight of D) can be produced.
【００１５】すなわち、従来の有機ＥＬ素子において
は、真空蒸着法で作製された発光層がアモルファス構造
を有しているので、その素子の発光の分布はすべての方
向に一様であり、しかも偏光していない。したがって、
このような有機ＥＬ素子をＬＣＤのバックライトとして
用いた場合、ＬＣＤの視野は１００度前後しかないの
で、視野をはずれる範囲をバックライトで明るく照らす
ことになり効率が悪い。また、バックライトで利用でき
る光はＬＣＤの面の一方向への偏光成分のみであるた
め、偏光板などが必要となり、ＬＣＤが重くなるという
問題があった。That is, in the conventional organic EL device, since the light emitting layer produced by the vacuum deposition method has an amorphous structure, the light emission distribution of the device is uniform in all directions, and the polarized light is polarized. I haven't. Therefore,
When such an organic EL element is used as a backlight for an LCD, the field of view of the LCD is only about 100 degrees, so that the area outside the field of view is illuminated brightly by the backlight, which is inefficient. In addition, since the light that can be used in the backlight is only a polarized component in one direction of the surface of the LCD, a polarizing plate or the like is required, which causes a problem that the LCD becomes heavy.
【００１６】これに対して最近、高分子分散型液晶を用
いる方法、コレステリック液晶により偏光板と色分離光
学系を構成する方式（ＪＪＡＰ．，（１９９０），３２
４）、偏光変換光学系を用いてバックライトの利用効率
を向上させる試み（今井ら、電子情報通信学会秋期全国
大会講演、（１９８９）、Ｃ−３４）がなされている
が、いずれの場合も、これまでのバックライトに別の部
品を追加しなければならない。一方、上述したように、
発光層中で発光性の有機分子が配向した有機ＥＬ素子に
よれば、ＬＣＤの面に垂直な方向に特に強く放射される
発光光を効率よく利用できるとともに、偏光発光である
ため偏光板などが不要となる。On the other hand, recently, a method using a polymer-dispersed liquid crystal and a method using a cholesteric liquid crystal to form a polarizing plate and a color separation optical system (JJAP., (1990), 32)
4) Attempts to improve the utilization efficiency of the backlight by using the polarization conversion optical system (Imai et al., Autumn Conference of the Institute of Electronics, Information and Communication Engineers (1989), C-34) have been made, but in any case , I have to add another part to the existing backlight. On the other hand, as mentioned above,
According to the organic EL element in which the light emitting organic molecules are oriented in the light emitting layer, the emitted light particularly strongly emitted in the direction perpendicular to the plane of the LCD can be efficiently used, and since polarized light is emitted, a polarizing plate or the like can be formed. It becomes unnecessary.
【００１７】さらにＩＶ族半導体ＥＬ素子においては、
細孔または空隙を有する凹凸の激しい親水性のＩＶ族半
導体層の表面に、側鎖に親水性基が導入されてなるポリ
シラン薄膜をコートした後、例えばＩＴＯ電極をスパッ
タすることにより、コンタクトが不良で正孔の注入が不
十分であるという問題をともに回避できる。なお、この
ＩＶ族半導体層の好ましい厚さは、１０ｎｍ〜２００μ
ｍ、さらには５〜１０μｍである。コンタクトをさらに
強固にするためには、ポリシランをコートした後、窒素
雰囲気中においてそのガラス転移点以上の温度で加熱す
ることが好ましい。このとき本発明では、可視光領域で
の透明性が高いポリシラン薄膜を用いたことにより、光
学特性が良好で実用的なＩＶ族半導体ＥＬ素子を得るこ
とができる。Further, in the group IV semiconductor EL device,
The surface of the hydrophilic group IV semiconductor layer having pores or voids and having a large degree of unevenness is coated with a polysilane thin film having a hydrophilic group introduced into its side chain, and then, for example, an ITO electrode is sputtered to cause defective contact. Thus, it is possible to avoid the problem that the injection of holes is insufficient. The preferable thickness of the group IV semiconductor layer is 10 nm to 200 μm.
m, and further 5 to 10 μm. In order to further strengthen the contact, it is preferable to coat the polysilane and then heat it in a nitrogen atmosphere at a temperature equal to or higher than its glass transition point. At this time, in the present invention, by using the polysilane thin film having high transparency in the visible light region, it is possible to obtain a practical group IV semiconductor EL device having good optical characteristics.
【００１８】なお、細孔または空隙を有する親水性のＩ
Ｖ族半導体層の表面にポリシラン薄膜をコートする前
に、発光層として他の発光性の有機分子または無機物質
を蒸着またはキャストし、その上にポリシラン薄膜をコ
ートしてもよい。また、発光層として発光性の有機分子
または無機物質とポリシランとの混合溶液をキャストし
てコートしてもよい。このような構造では、ポリシラン
薄膜を形成したことにより膜の界面で剥離などが生じる
ことなく、発光性の有機分子または無機物質に、ＩＶ族
半導体層から電子が、ポリシラン薄膜から正孔がそれぞ
れ注入され、ＥＬ発光を起こすことができる。A hydrophilic I having pores or voids is used.
Before coating the surface of the group V semiconductor layer with the polysilane thin film, another luminescent organic molecule or inorganic substance may be vapor-deposited or cast as the light emitting layer, and the polysilane thin film may be coated thereon. Further, a mixed solution of a light emitting organic molecule or an inorganic substance and polysilane may be cast and coated as the light emitting layer. In such a structure, an electron is injected from the group IV semiconductor layer and a hole is injected from the polysilane thin film into the luminescent organic molecule or inorganic substance without peeling or the like occurring at the interface of the film due to the formation of the polysilane thin film. As a result, EL light emission can be caused.
【００１９】以下、本発明に係る光機能素子の具体的な
構造および駆動原理を簡単に説明する。 （有機エレクトロルミネセンス素子）この素子は、透明
電極上に形成された前記ポリシラン薄膜からなる正孔注
入層と蛍光色素分子を含む発光層との二層構造からなる
有機薄膜、または透明電極上に形成された前記ポリシラ
ン薄膜からなる正孔注入層、前記発光層および電子注入
層を有する三層構造もしくはそれ以上の多層構造からな
る有機薄膜の上に、もう一方の電極を形成した構造を有
する。The specific structure and driving principle of the optical functional element according to the present invention will be briefly described below. (Organic electroluminescence device) This device is an organic thin film having a two-layer structure of a hole injection layer made of the polysilane thin film formed on a transparent electrode and a light emitting layer containing fluorescent dye molecules, or a transparent electrode. It has a structure in which the other electrode is formed on an organic thin film having a three-layer structure or a multilayer structure having the hole injection layer made of the polysilane thin film, the light emitting layer, and the electron injection layer formed.
【００２０】いずれの構造の素子でも、電子および正孔
が発光層に注入されて再結合する結果、発光する。正孔
注入層および電子注入層は注入確率を増大させる働きを
有する。In the device having any structure, electrons and holes are injected into the light emitting layer and recombine to emit light. The hole injection layer and the electron injection layer have a function of increasing the injection probability.
【００２１】（有機光電池）この素子は、透明電極上に
形成された前記ポリシラン薄膜からなる正孔輸送層と可
視光線を吸収して電子と正孔とを生じる色素分子を含む
電荷発生層との二層構造からなる有機薄膜、または透明
電極上に形成された前記ポリシラン薄膜からなる正孔輸
送層、前記電荷発生層および電子輸送層を有する三層構
造もしくはそれ以上の多層構造からなる有機薄膜の上
に、もう一方の電極を形成した構造を有する。(Organic Photovoltaic Cell) This device comprises a hole-transporting layer formed of the above-mentioned polysilane thin film formed on a transparent electrode, and a charge-generating layer containing a dye molecule that absorbs visible light to generate electrons and holes. An organic thin film having a two-layer structure, or a hole transport layer made of the polysilane thin film formed on a transparent electrode, a three-layer structure having the charge generation layer and the electron transport layer, or an organic thin film having a multilayer structure of more than three layers. It has a structure in which the other electrode is formed on top.
【００２２】いずれの構造の素子でも、発生した電子お
よび正孔が再結合するのを防止して電荷分離を効率よく
行わせ、光電変換効率を増大させる働きを有する。 （ＩＶ族半導体ＥＬ素子）この素子は、ＩＶ族のＳｉ、
Ｇｅなどの半導体基板表面に光を照射しながら電解する
ことにより形成された発光層を有し、この発光層上に前
記ポリシラン薄膜からなる正孔注入層が接合され、さら
にその上に透明電極が形成された構造を有する。この素
子では、発光層中に、正孔注入層から正孔が、半導体基
板から電子がそれぞれ注入され、再結合して発光する。In any element having any structure, it has a function of preventing recombination of generated electrons and holes to efficiently perform charge separation and increasing photoelectric conversion efficiency. (Group IV semiconductor EL element) This element is a group IV Si,
It has a light emitting layer formed by electrolyzing the surface of a semiconductor substrate such as Ge while irradiating light, and a hole injection layer made of the polysilane thin film is bonded onto the light emitting layer, and a transparent electrode is further formed thereon. It has a formed structure. In this element, holes are injected from the hole injection layer and electrons are injected from the semiconductor substrate into the light emitting layer, and are recombined to emit light.
【００２３】[0023]
【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。 実施例１（有機ＥＬ素子） ガラス基板上にＩＴＯをスパッタして作製したＩＴＯ電
極／基板（表面抵抗約１０Ω／ｃｍ2 、２５ｍｍ×２５
ｍｍ×０．２ｍｍ）を光オゾン洗浄した。次に、ＩＴＯ
電極上に、構造式（１）で示されるポリシランのメタノ
ール溶液（濃度２０ｗｔ％）をスピンコートし、膜厚７
０ｎｍのポリシラン薄膜（正孔注入層）を形成した。こ
の薄膜を大気中において１００℃で１時間加熱乾燥し
た。次に、基板を真空蒸着装置にセットし、正孔注入層
の上に構造式（２）で示される８−ヒドロキシキノリン
アルミニウムを蒸着し、膜厚３０ｎｍの薄膜（発光層）
を形成した。最後に、発光層の上に、面積０．２ｃｍ2
のアルミニウム電極を６個形成した。EXAMPLES Examples of the present invention will be described below. Example 1 (organic EL element) ITO electrode / substrate (surface resistance of about 10 Ω / cm 2 , 25 mm × 25) prepared by sputtering ITO on a glass substrate.
mm × 0.2 mm) was light ozone washed. Next, ITO
A solution of polysilane represented by the structural formula (1) in methanol (concentration: 20 wt%) was spin-coated on the electrode to give a film thickness of 7
A 0 nm polysilane thin film (hole injection layer) was formed. This thin film was dried by heating at 100 ° C. for 1 hour in the atmosphere. Next, the substrate is set in a vacuum vapor deposition apparatus, and 8-hydroxyquinoline aluminum represented by the structural formula (2) is vapor-deposited on the hole injection layer to form a thin film (light emitting layer) having a thickness of 30 nm.
Was formed. Finally, on the light emitting layer, an area of 0.2 cm 2
6 aluminum electrodes were formed.
【００２４】この素子を作製後直ちに、真空下において
１２Ｖの直流電圧を印加して輝度を測定したところ、測
定した６電極とも３００〜６００ｃｄ／ｍ2 を示した。
さらにこの素子を大気中において室温で１カ月放置した
後、前記と同一の条件で輝度を測定したところ、いずれ
の電極も３００〜６００ｃｄ／ｍ2 を示し、保存による
素子特性の劣化はほとんど認められなかった。Immediately after the production of this device, a direct current voltage of 12 V was applied under vacuum to measure the luminance. The measured six electrodes showed 300 to 600 cd / m 2 .
Further, this device was left at room temperature in the atmosphere for 1 month, and the brightness was measured under the same conditions as above. All the electrodes showed 300 to 600 cd / m 2, and deterioration of the device characteristics due to storage was almost recognized. There wasn't.
【００２５】[0025]
【化２】 [Chemical 2]
【００２６】[0026]
【化３】 [Chemical 3]
【００２７】実施例２（有機ＥＬ素子） 構造式（１）で示されるポリシランの代わりに、構造式
（３）で示されるポリシランを用いたことを除いては、
実施例１と同様な方法で有機ＥＬ素子を作製した。Example 2 (organic EL device) Except that the polysilane represented by the structural formula (1) was replaced by the polysilane represented by the structural formula (3),
An organic EL device was produced in the same manner as in Example 1.
【００２８】この素子を作製後直ちに、真空下において
１２Ｖの直流電圧を印加して輝度を測定したところ、測
定した６電極とも３００〜６００ｃｄ／ｍ2 を示した。
さらにこの素子を大気中において室温で１カ月放置した
後、前記と同一の条件で輝度を測定したところ、いずれ
の電極も３００〜６００ｃｄ／ｍ2 を示し、保存による
素子特性の劣化はほとんど認められなかった。Immediately after the production of this device, a direct current voltage of 12 V was applied under vacuum to measure the luminance, and the measured 6 electrodes showed 300 to 600 cd / m 2 .
Further, this device was left at room temperature in the atmosphere for 1 month, and the brightness was measured under the same conditions as above. All the electrodes showed 300 to 600 cd / m 2, and deterioration of the device characteristics due to storage was almost recognized. There wasn't.
【００２９】[0029]
【化４】 [Chemical 4]
【００３０】実施例３（有機ＥＬ素子） 構造式（１）で示されるポリシランの代わりに、構造式
（４）で示されるポリシランを用いたことを除いては、
実施例１と同様な方法で有機ＥＬ素子を作製した。Example 3 (Organic EL Device) Except that the polysilane represented by the structural formula (1) was replaced by the polysilane represented by the structural formula (4),
An organic EL device was produced in the same manner as in Example 1.
【００３１】この素子を作製後直ちに、真空下において
１２Ｖの直流電圧を印加して輝度を測定したところ、測
定した６電極とも４００〜６００ｃｄ／ｍ2 を示した。
さらにこの素子を大気中において室温で１カ月放置した
後、前記と同一の条件で輝度を測定したところ、いずれ
の電極も４００〜６００ｃｄ／ｍ2 を示し、保存による
素子特性の劣化はほとんど認められなかった。Immediately after the production of this device, a DC voltage of 12 V was applied under vacuum and the luminance was measured. The measured 6 electrodes showed 400 to 600 cd / m 2 .
Further, this device was allowed to stand in the air at room temperature for 1 month, and then the brightness was measured under the same conditions as described above. All the electrodes showed 400 to 600 cd / m 2, and deterioration of the device characteristics due to storage was almost recognized. There wasn't.
【００３２】[0032]
【化５】 [Chemical 5]
【００３３】比較例１（有機ＥＬ素子） 構造式（１）で示されるポリシランのメタノール溶液の
代わりに、構造式（５）で示されるポリシランのクロロ
ホルム溶液（濃度２０ｗｔ％）を用いたことを除いて
は、実施例１と同様な方法で有機ＥＬ素子を作製した。Comparative Example 1 (Organic EL Device) Except that a chloroform solution of polysilane represented by Structural Formula (5) (concentration 20 wt%) was used in place of the methanol solution of Polysilane represented by Structural Formula (1). In other words, an organic EL device was produced by the same method as in Example 1.
【００３４】この素子を作製後直ちに、真空下において
１２Ｖの直流電圧を印加して輝度を測定したところ、測
定した６電極とも３００〜６００ｃｄ／ｍ2 を示した。
さらにこの素子を大気中において室温で１カ月放置した
後、前記と同一の条件で輝度を測定したところ、いずれ
の電極も０〜２００ｃｄ／ｍ2 を示し、保存による素子
特性の劣化が認められた。Immediately after the production of this device, a direct current voltage of 12 V was applied under vacuum and the luminance was measured. The measured six electrodes showed 300 to 600 cd / m 2 .
Further, this device was allowed to stand in the air at room temperature for 1 month, and then the brightness was measured under the same conditions as described above. All the electrodes showed 0 to 200 cd / m 2, and deterioration of the device characteristics due to storage was observed. .
【００３５】[0035]
【化６】 [Chemical 6]
【００３６】実施例４（有機ＥＬ素子） ガラス基板上にＩＴＯをスパッタして作製したＩＴＯ電
極／基板（表面抵抗約１０Ω／ｃｍ2 、２５ｍｍ×２５
ｍｍ×０．２ｍｍ）を光オゾン洗浄した。また、構造式
（１）で示されるポリシランのシクロヘキサノン溶液
（濃度５ｗｔ％）を調製し、これをＬＢトラフに満たし
た１８℃の純水上に滴下し、水面にポリシランの単分子
膜を形成した。この単分子膜をテフロンバリアーにより
表面圧が１２ｄｙｎ／ｃｍになるまで圧縮した。この表
面圧を保ったまま、ＩＴＯ電極／基板を水面下から５ｍ
ｍ／ｍｉｎの速度で空気中に引き上げ、ＩＴＯ電極上に
単分子膜を移し取った後、この単分子膜を窒素気流中で
３０分間乾燥した。さらに、基板を水中に引き下げ、次
に引き上げる操作を行うことにより、２層の単分子膜を
移し取り、合計３層のポリシラン累積膜（正孔注入層）
を形成した。次に、基板を真空蒸着装置にセットし、正
孔注入層の上に構造式（２）で示される８−ヒドロキシ
キノリンアルミニウムを蒸着し、膜厚５０ｎｍの薄膜
（発光層）を形成した。最後に、発光層の上に、面積
０．２ｃｍ2 のアルミニウム電極を６個形成した。Example 4 (organic EL element) ITO electrode / substrate (surface resistance of about 10 Ω / cm 2 , 25 mm × 25) prepared by sputtering ITO on a glass substrate.
mm × 0.2 mm) was light ozone washed. Further, a cyclohexanone solution of polysilane represented by the structural formula (1) (concentration: 5 wt%) was prepared, and this was dropped onto pure water at 18 ° C. filled with an LB trough to form a polysilane monomolecular film on the water surface. . The monomolecular film was compressed by a Teflon barrier until the surface pressure became 12 dyn / cm. While maintaining this surface pressure, move the ITO electrode / substrate 5m below the water surface.
After pulling up in air at a speed of m / min to transfer the monomolecular film onto the ITO electrode, the monomolecular film was dried in a nitrogen stream for 30 minutes. Furthermore, by pulling the substrate down into water and then pulling it up, two monolayer films are transferred, and a total of three polysilane cumulative films (hole injection layer) are transferred.
Was formed. Next, the substrate was set in a vacuum vapor deposition apparatus, and 8-hydroxyquinoline aluminum represented by the structural formula (2) was vapor-deposited on the hole injection layer to form a thin film (light emitting layer) having a film thickness of 50 nm. Finally, six aluminum electrodes having an area of 0.2 cm 2 were formed on the light emitting layer.
【００３７】この素子を作製後直ちに、真空下において
６Ｖの直流電圧を印加して輝度を測定したところ、測定
した６電極とも４００〜６００ｃｄ／ｍ2 を示した。さ
らにこの素子を大気中において室温で１カ月放置した
後、前記と同一の条件で輝度を測定したところ、いずれ
の電極も４００〜６００ｃｄ／ｍ2 を示し、保存による
素子特性の劣化はほとんど認められなかった。Immediately after the production of this device, a direct current voltage of 6 V was applied under vacuum to measure the luminance. The measured 6 electrodes showed 400 to 600 cd / m 2 . Further, this device was allowed to stand in the air at room temperature for 1 month, and then the brightness was measured under the same conditions as described above. All the electrodes showed 400 to 600 cd / m 2, and deterioration of the device characteristics due to storage was almost recognized. There wasn't.
【００３８】実施例５（有機ＥＬ素子） 実施例４と同様にして、ＩＴＯ電極上に構造式（１）で
示されるポリシランのＬＢ膜を３層累積した（正孔注入
層）。偏光ＵＶスペクトルから、このＬＢ膜ではポリシ
ランの主鎖は基板引き上げ方向に配向していることが確
認された（ＡＳ＝０．７）。Example 5 (Organic EL Device) In the same manner as in Example 4, three LB films of polysilane represented by the structural formula (1) were accumulated on the ITO electrode (hole injection layer). From the polarized UV spectrum, it was confirmed that the main chain of polysilane was oriented in the substrate pulling direction in this LB film (AS = 0.7).
【００３９】次に、基板を真空蒸着装置にセットし、正
孔注入層の上に構造式（６）で示されるペンタフェニル
シクロブタジエンを蒸着し、膜厚３０ｎｍの薄膜（発光
層）を形成した。さらに、発光層の上に構造式（７）で
示されるオキサジアゾール誘導体を蒸着し、膜厚５０ｎ
ｍの薄膜（電子注入層）を形成した。最後に、電子注入
層の上に、面積０．２ｃｍ2 のアルミニウム電極を６個
形成した。Next, the substrate was set in a vacuum vapor deposition apparatus, and pentaphenylcyclobutadiene represented by the structural formula (6) was vapor deposited on the hole injection layer to form a thin film (light emitting layer) having a thickness of 30 nm. . Further, an oxadiazole derivative represented by the structural formula (7) is vapor-deposited on the light emitting layer to form a film having a thickness of 50 n.
m thin film (electron injection layer) was formed. Finally, six aluminum electrodes having an area of 0.2 cm 2 were formed on the electron injection layer.
【００４０】この素子を作製後直ちに、真空下において
８Ｖの直流電圧を印加して輝度を測定したところ、測定
した６電極とも４００〜６００ｃｄ／ｍ2 の青色発光を
示した。また、偏光板を用いて観察したところ偏光発光
が確認され、発光層中でペンタフェニルシクロブタジエ
ン分子が配向していることが推定された。Immediately after the production of this device, a direct current voltage of 8 V was applied under vacuum, and the luminance was measured. As a result, all 6 measured electrodes showed blue light emission of 400 to 600 cd / m 2 . In addition, polarized light emission was confirmed by observation using a polarizing plate, and it was estimated that the pentaphenylcyclobutadiene molecules were oriented in the light emitting layer.
【００４１】[0041]
【化７】 [Chemical 7]
【００４２】[0042]
【化８】 [Chemical 8]
【００４３】実施例６（有機ＥＬ素子） ペンタフェニルシクロブタジエンの代わりにアントラセ
ンを用いたことを除いては、実施例５と同様にして有機
ＥＬ素子を作製した。Example 6 (Organic EL device) An organic EL device was prepared in the same manner as in Example 5 except that anthracene was used instead of pentaphenylcyclobutadiene.
【００４４】この素子を作製後直ちに、真空下において
８Ｖの直流電圧を印加して輝度を測定したところ、測定
した６電極とも３００〜５００ｃｄ／ｍ2 の青色発光を
示した。また、偏光板を用いて観察したところ偏光発光
が確認され、発光層中でアントラセン分子が配向してい
ることが推定された。Immediately after the production of this device, a direct current voltage of 8 V was applied under vacuum, and the luminance was measured. As a result, all 6 measured electrodes showed blue light emission of 300 to 500 cd / m 2 . Further, when observed using a polarizing plate, polarized light emission was confirmed, and it was estimated that the anthracene molecules were oriented in the light emitting layer.
【００４５】実施例７（有機ＥＬ素子） 実施例１と同様な方法でＩＴＯ電極上に構造式（１）で
示されるポリシランの薄膜（正孔注入層）を形成した。
次いで、このポリシラン薄膜を通常のＬＣＤ用のラビン
グ装置によりラビング処理した。偏光ＵＶスペクトルか
ら、得られたポリシラン薄膜ではポリシランの主鎖はラ
ビング方向に配向していることが確認された（ＡＳ＝
０．６５）。Example 7 (Organic EL Device) In the same manner as in Example 1, a polysilane thin film (hole injection layer) represented by the structural formula (1) was formed on the ITO electrode.
Then, this polysilane thin film was rubbed by a usual rubbing device for LCD. From the polarized UV spectrum, it was confirmed that in the obtained polysilane thin film, the main chain of polysilane was oriented in the rubbing direction (AS =
0.65).
【００４６】次に、基板を真空蒸着装置にセットし、正
孔注入層の上に構造式（６）で示されるペンタフェニル
シクロブタジエンを蒸着し、膜厚３０ｎｍの薄膜（発光
層）を形成した。さらに、発光層の上に構造式（７）で
示されるオキサジアゾール誘導体を蒸着し、膜厚５０ｎ
ｍの薄膜（電子注入層）を形成した。最後に、電子注入
層の上に、面積０．２ｃｍ2 のアルミニウム電極を６個
形成した。Next, the substrate was set in a vacuum vapor deposition apparatus, and pentaphenylcyclobutadiene represented by the structural formula (6) was vapor deposited on the hole injection layer to form a thin film (light emitting layer) having a thickness of 30 nm. . Further, an oxadiazole derivative represented by the structural formula (7) is vapor-deposited on the light emitting layer to form a film having a thickness of 50 n.
m thin film (electron injection layer) was formed. Finally, six aluminum electrodes having an area of 0.2 cm 2 were formed on the electron injection layer.
【００４７】この素子を作製後直ちに、真空下において
１２Ｖの直流電圧を印加して輝度を測定したところ、測
定した６電極とも４００〜６００ｃｄ／ｍ2 の青色発光
を示した。また、偏光板を用いて観察したところ偏光発
光が確認され、発光層中でペンタフェニルシクロブタジ
エン分子が配向していることが推定された。Immediately after the production of this element, a direct current voltage of 12 V was applied in a vacuum and the luminance was measured. As a result, all 6 measured electrodes showed blue light emission of 400 to 600 cd / m 2 . In addition, polarized light emission was confirmed by observation using a polarizing plate, and it was estimated that the pentaphenylcyclobutadiene molecules were oriented in the light emitting layer.
【００４８】実施例８（有機ＥＬ素子） ペンタフェニルシクロブタジエンの代わりに構造式
（８）で示されるジアセチレンモノマーを用い、ジアセ
チレンモノマーを蒸着した後に紫外線を照射したことを
除いては、実施例７と同様にして有機ＥＬ素子を作製し
た。なおこの有機ＥＬ素子は、紫外線の照射によりジア
セチレンモノマーが重合して生成したポリジアセチレン
を発光性の有機分子として発光層中に含む。Example 8 (Organic EL Device) Example 8 was repeated except that the diacetylene monomer represented by the structural formula (8) was used in place of pentaphenylcyclobutadiene, and the diacetylene monomer was deposited and then irradiated with ultraviolet rays. An organic EL device was produced in the same manner as in Example 7. This organic EL device contains polydiacetylene produced by polymerization of diacetylene monomer by irradiation of ultraviolet rays in the light emitting layer as a light emitting organic molecule.
【００４９】この素子を作製後直ちに、真空下において
１２Ｖの直流電圧を印加して輝度を測定したところ、測
定した６電極とも４００〜６００ｃｄ／ｍ2 の発光を示
した。また、偏光板を用いて観察したところ偏光発光が
確認され、発光層中でポリジアセチレンが配向している
ことが推定された。Immediately after the production of this device, a direct current voltage of 12 V was applied under vacuum and the luminance was measured. As a result, all 6 measured electrodes showed light emission of 400 to 600 cd / m 2 . Further, when observed using a polarizing plate, polarized light emission was confirmed, and it was estimated that polydiacetylene was oriented in the light emitting layer.
【００５０】[0050]
【化９】 [Chemical 9]
【００５１】実施例９（有機光電池） 実施例４と同様な方法で、ＩＴＯ電極上に構造式（１）
で示されるポリシランのＬＢ膜を３層累積し、その上
に、構造式（９）で示されるトリフェニルアミン誘導体
を蒸着し、膜厚５０ｎｍの薄膜を形成した（正孔輸送
層）。その上に、銅フタロシアニンを蒸着し、膜厚５０
ｎｍの薄膜（電荷発生層）を形成した。さらにその上
に、構造式（１０）で示されるｐ−ジフェノキノン誘導
体を蒸着し、膜厚５０ｎｍの薄膜（電子輸送層）を形成
した。最後に、電子輸送層の上に、面積０．２ｃｍ2 の
アルミニウム電極を６個形成した。Example 9 (organic photovoltaic cell) In the same manner as in Example 4, the structural formula (1) was formed on the ITO electrode.
Three LB films of polysilane represented by are accumulated, and a triphenylamine derivative represented by the structural formula (9) is vapor-deposited thereon to form a thin film having a thickness of 50 nm (hole transport layer). Copper phthalocyanine is vapor-deposited on it, and the film thickness is 50
nm thin film (charge generation layer) was formed. Further, a p-diphenoquinone derivative represented by the structural formula (10) was vapor-deposited thereon to form a thin film (electron transport layer) having a film thickness of 50 nm. Finally, six aluminum electrodes having an area of 0.2 cm 2 were formed on the electron transport layer.
【００５２】この素子を作製後直ちに、基板側から波長
５００ｎｍ以下の光をカットしたタングステンランプ光
を照射し、光電変換効率を測定したところ、測定した６
電極とも１．２〜１．５％を示した。さらにこの素子を
大気中において室温で１カ月放置した後、前記と同様に
光電変換効率を測定したところ、いずれの電極も１．３
〜１．５％を示し、保存による素子特性の劣化はほとん
ど認められなかった。Immediately after the production of this device, the substrate side was irradiated with light of a tungsten lamp having a wavelength of 500 nm or less and the photoelectric conversion efficiency was measured.
Both the electrodes showed 1.2 to 1.5%. Furthermore, after leaving this element in the atmosphere at room temperature for 1 month, the photoelectric conversion efficiency was measured in the same manner as above.
% To 1.5%, and almost no deterioration in device characteristics due to storage was observed.
【００５３】[0053]
【化１０】 [Chemical 10]
【００５４】[0054]
【化１１】 [Chemical 11]
【００５５】比較例２（有機光電池） ポリシランのＬＢ膜を形成しないことを除いては実施例
９と同様にして光電池を作製した。Comparative Example 2 (Organic Photovoltaic Cell) A photovoltaic cell was prepared in the same manner as in Example 9 except that the polysilane LB film was not formed.
【００５６】この素子を作製後直ちに、基板側から波長
５００ｎｍ以下の光をカットしたタングステンランプ光
を照射し、光電変換効率を測定したところ、測定した６
電極とも１．２〜１．５％を示した。さらにこの素子を
大気中において室温で１カ月放置した後、前記と同様に
光電変換効率を測定したところ、いずれの電極も０．３
〜１％を示し、保存による素子特性の劣化が起こってい
た。Immediately after the production of this device, a tungsten lamp light with a light having a wavelength of 500 nm or less cut off was irradiated from the substrate side to measure the photoelectric conversion efficiency.
Both the electrodes showed 1.2 to 1.5%. Furthermore, after leaving this element in the atmosphere at room temperature for 1 month, the photoelectric conversion efficiency was measured in the same manner as above.
˜1%, indicating that the device characteristics had deteriorated due to storage.
【００５７】実施例１０（ＩＶ族半導体ＥＬ素子） ｎ−Ｓｉ基板の裏面にＡｌ電極を形成した後、表面微細
構造を形成する領域以外は耐酸性のワックスで覆った。
次いで、フッ酸（４９ｗｔ％）：エタノール（９９ｗｔ
％）＝２：３の混合溶液中で、陽極をＳｉ、陰極を白金
板とし、タングステンランプを照射しながら、２０ｍＡ
／ｃｍ2 の電流密度で表面微細化して厚さ１０μｍの発
光層を形成した。次に、表面を純水で洗浄した後、乾燥
した。その後、構造式（１）で示されるポリシランのメ
タノール溶液（濃度２０ｗｔ％）を表面が微細化された
Ｓｉ基板上にスピンコートし、膜厚７０ｎｍの薄膜（正
孔注入層）を形成した。この基板を真空蒸着装置にセッ
トし、正孔注入層の上にＩＴＯ電極をスパッタした。Example 10 (Group IV semiconductor EL device) After forming an Al electrode on the back surface of an n-Si substrate, an area other than a region for forming a surface fine structure was covered with an acid resistant wax.
Next, hydrofluoric acid (49 wt%): ethanol (99 wt%
%) = 2: 3 in a mixed solution of 20 mA while irradiating a tungsten lamp with Si as an anode and a platinum plate as a cathode.
The surface was miniaturized at a current density of / cm 2 to form a light emitting layer having a thickness of 10 μm. Next, the surface was washed with pure water and then dried. After that, a methanol solution of polysilane represented by the structural formula (1) (concentration: 20 wt%) was spin-coated on the Si substrate having a fine surface to form a thin film (hole injection layer) having a film thickness of 70 nm. This substrate was set in a vacuum vapor deposition apparatus, and an ITO electrode was sputtered on the hole injection layer.
【００５８】この素子を作製後直ちに、真空下において
１２Ｖの直流電圧を印加して輝度を測定したところ、４
００ｃｄ／ｍ2 を示した。さらにこの素子を大気中にお
いて室温で１カ月放置した後、輝度を測定したところ、
４００ｃｄ／ｍ2 を示し、保存による素子特性の劣化は
ほとんど認められなかった。Immediately after the production of this device, a DC voltage of 12 V was applied under vacuum to measure the luminance.
It was 00 cd / m 2 . Further, the device was allowed to stand in the air at room temperature for 1 month, and the brightness was measured.
It showed 400 cd / m 2, and almost no deterioration in device characteristics due to storage was observed.
【００５９】実施例１１（ＩＶ族半導体ＥＬ素子） Ｓｉ基板の代わりにＧｅ基板を用いたことを除いては、
実施例１０と同様な方法でＩＶ族半導体ＥＬ素子を作製
した。Example 11 (Group IV semiconductor EL device) Except that a Ge substrate was used instead of the Si substrate,
A Group IV semiconductor EL device was produced in the same manner as in Example 10.
【００６０】この素子を作製後直ちに、真空下において
１２Ｖの直流電圧を印加して輝度を測定したところ、３
００ｃｄ／ｍ2 を示した。さらにこの素子を大気中にお
いて室温で１カ月放置した後、輝度を測定したところ、
３００ｃｄ／ｍ2 を示し、保存による素子特性の劣化は
ほとんど認められなかった。Immediately after the production of this device, a DC voltage of 12 V was applied under vacuum and the luminance was measured.
It was 00 cd / m 2 . Further, the device was allowed to stand in the air at room temperature for 1 month, and the brightness was measured.
It showed 300 cd / m 2, and almost no deterioration in device characteristics due to storage was observed.
【００６１】実施例１２（ＩＶ族半導体ＥＬ素子） 構造式（１）で示されるポリシランの代わりに構造式
（１１）で示されるポリシランを用いたことを除いて
は、実施例１０と同様な方法でＩＶ族半導体ＥＬ素子を
作製した。Example 12 (Group IV semiconductor EL device) A method similar to that of Example 10 except that the polysilane represented by the structural formula (11) was used in place of the polysilane represented by the structural formula (1). Then, a group IV semiconductor EL device was produced.
【００６２】この素子を作製後直ちに、真空下において
１２Ｖの直流電圧を印加して輝度を測定したところ、４
００ｃｄ／ｍ2 を示した。さらにこの素子を大気中にお
いて室温で１カ月放置した後、輝度を測定したところ、
４００ｃｄ／ｍ2 を示し、保存による素子特性の劣化は
ほとんど認められなかった。Immediately after the production of this device, a DC voltage of 12 V was applied in vacuum to measure the luminance.
It was 00 cd / m 2 . Further, the device was allowed to stand in the air at room temperature for 1 month, and the brightness was measured.
It showed 400 cd / m 2, and almost no deterioration in device characteristics due to storage was observed.
【００６３】[0063]
【化１２】 [Chemical 12]
【００６４】比較例３（ＩＶ族半導体ＥＬ素子） 構造式（１）で示されるポリシランのメタノール溶液の
代わりに構造式（５）で示されるポリシランのクロロホ
ルム溶液（濃度２０ｗｔ％）を用いたことを除いては、
実施例１０と同様な方法でＩＶ族半導体ＥＬ素子を作製
した。Comparative Example 3 (Group IV semiconductor EL device) Instead of the methanol solution of polysilane represented by the structural formula (1), a chloroform solution of polysilane represented by the structural formula (5) (concentration 20 wt%) was used. Except
A Group IV semiconductor EL device was produced in the same manner as in Example 10.
【００６５】この素子を作製後直ちに、真空下において
１２Ｖの直流電圧を印加して輝度を測定したところ、４
００ｃｄ／ｍ2 を示した。さらにこの素子を大気中にお
いて室温で１カ月放置した後、輝度を測定したところ、
１００ｃｄ／ｍ2 を示し、保存による素子特性の劣化が
認められた。Immediately after the production of this element, a DC voltage of 12 V was applied in vacuum to measure the luminance.
It was 00 cd / m 2 . Further, the device was allowed to stand in the air at room temperature for 1 month, and the brightness was measured.
It showed 100 cd / m 2, and deterioration of device characteristics due to storage was recognized.
【００６６】実施例１３（有機ＥＬ素子） ｎ−Ｓｉ基板の裏面にＡｌ電極を形成した後、表面微細
構造を形成する領域以外を耐酸性のワックスで覆った。
次いで、フッ酸（４９ｗｔ％）：エタノール（９９ｗｔ
％）＝２：３の混合溶液中で、陽極をＳｉ、陰極を白金
板とし、タングステンランプを照射しながら、２０ｍＡ
／ｃｍ2 の電流密度で表面微細化して厚さ１００μｍの
電子注入層とした。次に、表面を純水で洗浄した後、乾
燥した。その後、構造式（２）で示される８−ヒドロキ
シキノリンアルミニウムを１０ｎｍの厚さに蒸着した
（発光層）。次に、構造式（１）で示されるポリシラン
のメタノール溶液（濃度２０ｗｔ％）をスピンコート
し、膜厚７０ｎｍの薄膜（正孔注入層）を形成した。こ
の基板を真空蒸着装置にセットし、正孔注入層の上にＩ
ＴＯ電極をスパッタした。Example 13 (Organic EL Element) After forming an Al electrode on the back surface of an n-Si substrate, an area other than the area for forming a surface fine structure was covered with an acid resistant wax.
Next, hydrofluoric acid (49 wt%): ethanol (99 wt%
%) = 2: 3 in a mixed solution of 20 mA while irradiating a tungsten lamp with Si as an anode and a platinum plate as a cathode.
The surface was miniaturized at a current density of / cm 2 to form an electron injection layer having a thickness of 100 μm. Next, the surface was washed with pure water and then dried. Then, 8-hydroxyquinoline aluminum represented by the structural formula (2) was vapor-deposited to a thickness of 10 nm (light emitting layer). Next, a methanol solution of polysilane represented by the structural formula (1) (concentration: 20 wt%) was spin-coated to form a thin film (hole injection layer) having a film thickness of 70 nm. This substrate is set in a vacuum vapor deposition apparatus and I is deposited on the hole injection layer.
The TO electrode was sputtered.
【００６７】この素子を作製後直ちに、真空下において
１２Ｖの直流電圧を印加して輝度を測定したところ、８
−ヒドロキシキノリンアルミニウム分子中での発光再結
合に相当する６００ｃｄ／ｍ2 を示した。さらにこの素
子を大気中において室温で１カ月放置した後、輝度を測
定したところ、６００ｃｄ／ｍ2 を示し、保存による素
子特性の劣化はほとんど認められなかった。Immediately after the production of this element, a DC voltage of 12 V was applied under vacuum to measure the luminance.
It showed 600 cd / m 2 corresponding to the radiative recombination in the hydroxyquinoline aluminum molecule. Further, the device was allowed to stand in the air at room temperature for 1 month, and then the brightness was measured. As a result, it showed 600 cd / m 2, and deterioration of the device characteristics due to storage was hardly recognized.
【００６８】[0068]
【発明の効果】以上詳述したように本発明の光機能素子
は大気中に長期間放置しても安定であり、素子特性が良
好で実用的な有機ＥＬ素子、有機光電池、ＩＶ族半導体
ＥＬ素子などの光機能素子を提供できる。As described above in detail, the optical functional device of the present invention is stable even when left in the air for a long period of time, has good device characteristics, and is a practical organic EL device, organic photovoltaic cell, group IV semiconductor EL device. An optical functional element such as an element can be provided.
Claims (1)
う光機能素子において、前記透明電極に接触して、側鎖
に親水性基が導入されてなるポリシラン薄膜を形成した
ことを特徴とする光機能素子。1. An optical functional element that transmits and receives light through a hydrophilic transparent electrode, wherein a polysilane thin film having a hydrophilic group introduced into a side chain is formed in contact with the transparent electrode. Optical functional element.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13842293A JPH06350133A (en) | 1993-06-10 | 1993-06-10 | Optical functional element |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13842293A JPH06350133A (en) | 1993-06-10 | 1993-06-10 | Optical functional element |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06350133A true JPH06350133A (en) | 1994-12-22 |
Family
ID=15221599
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13842293A Pending JPH06350133A (en) | 1993-06-10 | 1993-06-10 | Optical functional element |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06350133A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6456003B1 (en) | 1999-01-28 | 2002-09-24 | Nec Corporation | Organic electroluminescent devices and panels |
-
1993
- 1993-06-10 JP JP13842293A patent/JPH06350133A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6456003B1 (en) | 1999-01-28 | 2002-09-24 | Nec Corporation | Organic electroluminescent devices and panels |
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