JPH08148281A - 有機薄膜電界発光素子およびその製造方法 - Google Patents
有機薄膜電界発光素子およびその製造方法Info
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Abstract
層で形成され、しかも耐熱性、耐久性に優れた有機薄膜
電界発光素子およびその製造方法を提供する。 【解決手段】 少なくとも一方が透明である電極間に、
電界発光層および/または電荷注入・輸送層が、蒸着重
合法で得られた網目構造を有する高分子薄膜で形成され
ている有機薄膜電界発光素子、およびカルボン酸クロリ
ド反応性基を有するモノマーと、カルボヒドラジド系反
応性基を有するモノマー(但し、一方のモノマーの反応
性基は2官能性基であり、他方のモノマーの反応性基は
3官能性以上の多官能性基である。)とを蒸着重合、熱
処理してポリオキサジアゾールからなる網目構造を有す
る高分子薄膜を形成する工程を有する有機薄膜電界発光
素子の製造方法。
Description
よびその製造方法に関し、さらに詳しくは耐熱性、耐久
性に優れた網目構造を有する高分子薄膜からなる電界発
光層および/または電荷注入・輸送層が形成されている
有機薄膜電界発光素子およびその製造方法に関する。
は、面状発光が可能な自己発光素子であり、視認性に優
れ、しかも完全固体発光素子であるために耐衝撃性が高
いという特長がある。
用バックライト、CRTに代わる次世代の表示素子への
応用を目的として、EL素子に関する研究開発が盛んに
行なわれている。
とに大別される。このうちZnS/Mn系等の無機EL
素子は、駆動電圧が数百ボルトと高く、また、充分な輝
度の青色発光が得難いためにフルカラー画像表示が難し
い。
数十ボルトと低く、また、材料の種類に応じて充分な輝
度の赤、青または緑色発光が得られ、これらの発光素子
を組み合わせることにより表示画像の多色化が容易であ
り、しかも軽量かつ柔軟であるなどの特長を有してい
る。
と、これら電極間に挟持された有機薄膜電界発光層とで
基本的に構成されたキャリア注入型の発光素子である。
これらの電極間に電圧を印加すると、陰極から電界発光
層に電子がキャリアとして注入され、陽極から電界発光
層にホールがキャリアとして注入され、これらのキャリ
アが電界発光層中で再結合する。この際、電界発光層
が、電界発光材料に固有の波長を有する光を発する。こ
のことから明らかなように、有機EL素子の電界発光効
率を高めるためには、キャリアの注入効率および再結合
確率を高める必要がある。
に電子輸送性の材料で形成された電子注入・輸送層、あ
るいは有機EL素子の陽極/電界発光層間にホール輸送
性の材料で形成されたホール注入・輸送層を形成するこ
とにより、キャリアの注入効率および再結合確率を高め
る試みがなされている。
(1987)p.913 では、ITO(IndiumTin Oxide)電極上
に、ホ−ル輸送層、電子輸送性を有する発光層、MgA
g合金製の電子注入電極を順次蒸着して有機EL素子を
形成し、これにより有機EL素子の電界発光効率を向上
させている。
8,p269およびJpn.J.Appl.Phys.,Vol.27,No.4,1988,p713
では、3層型有機電界発光素子は、ITO電極(正極)
上に、ホ−ル注入層、電界発光層、電子注入層およびM
gAg電極(負極)を順次積層し、これにより電界発光
に必要な電圧の閾値を数Vに低下させている。
L素子は、素子を発光させるために電極間に高電流を流
す必要があり、素子を発光させる際にジュール熱で素子
の内部が高温になり、電界発光層などの有機層が結晶化
して電極から剥離したり、あるいは熱分解などが生じた
りして素子が劣化することがあった。
から剥離する原因となる他、結晶化部分でキャリアの注
入・輸送が阻害されるため、ダークスポットを生じる原
因となる。
号公報では、電界発光性低分子材料、ホール注入性低分
子材料および電子輸送性低分子材料をそれぞれ有機高分
子薄膜中に含有せしめ、これにより有機電界発光層およ
び/または有機電荷注入・輸送層の結晶化を防止してい
る。
1 では、高分子半導体を有機電荷輸送・発光層として用
いている。しかしながら、上記いずれの場合において
も、有機高分子材料として直鎖状ポリマーが用いられて
いるため、耐久性、耐熱性には限界があり、さらに耐久
性、耐熱性に優れた有機電界発光層および/または有機
電荷輸送層が必要とされている。
スピンコート法などのような湿式法で形成されていた。
しかしながら、このような方法で有機層を形成すると、
有機層にピンホールが発生し易く、このピンホールが原
因となって素子が駆動時に破壊し易くなる。さらに、湿
式法で有機層を形成した場合、素子中に不純物が混入し
易く、不純物が混入した素子は、劣化し易い。特に湿式
法で有機層(下層)上にさらに有機層(上層)を形成す
る場合には、下層の有機層が溶解あるいは溶出されない
ように、上層の有機層を形成する際に用いる塗布液の溶
剤を選択する必要がある。このように下層と上層とを形
成する際に用いることができる材料、あるいはこれらの
材料を溶解するための溶剤が制限され、結果的に、有機
層を形成する高分子材料、あるいはこの高分子材料に含
有させる低分子材料の種類は少ない。
されたものであって、電界発光層および/または電荷注
入・輸送層が有機層で形成され、しかも耐熱性、耐久性
に優れた有機薄膜電界発光素子およびその製造方法を提
供することを目的としている。
少なくとも一方が透明である電極間に、電界発光層およ
び/または電荷注入・輸送層が、蒸着重合法で得られた
網目構造を有する高分子薄膜で形成されていることを特
徴としている。
は、オキサジアゾール単位を有する高分子からなること
が好ましい。本発明に係る有機薄膜電界発光素子の製造
方法は、少なくとも一方が透明である電極間に、モノマ
ーAとして下記式〔I〕で表される2官能性モノマーを
用い、モノマーBとして下記式〔II〕で表される多官能
性モノマーまたは該モノマーと下記式[III]で表される
2官能性モノマーとの混合モノマー: R1(−X)2 …〔I〕 R2(−Y)m …〔II〕 R3(−Y)2 …〔III 〕 [式中、mは3以上の整数であり、R1 およびR3 は、
同一であっても異なっていてもよく、二価の有機基を表
し、R2 は、m価の有機基(但し、mは3以上の整数で
ある)を表し、XおよびYの一方は、カルボン酸クロリ
ド基であり、XおよびYの他方は、カルボヒドラジド基
または下記式〔IV〕:
あり、Rは炭素数6以下のアルキルまたはアリール基で
ある。]を用い、前記モノマーAと前記モノマーBとを
それぞれ別の蒸発源から真空中で蒸発させて、オキサジ
アゾール単位を有する高分子の前駆体からなる薄膜を形
成し、該薄膜を100〜350℃の温度で10〜240
分間熱処理してオキサジアゾール単位を有する高分子か
らなる薄膜で電界発光層および/または電荷注入・輸送
層を形成する工程を有することを特徴としている。
からなるホール輸送層を形成する場合、上記R1 、R2
およびR3 のうちの少なくとも1個の基が芳香族三級ア
ミンまたは芳香族三級ジアミンから誘導された基である
ことが好ましい。
発光素子およびその製造方法について図面を用いて具体
的に説明する。
明に係る第1〜4の有機薄膜電界発光素子を示す。図1
に示された本発明に係る第1の有機薄膜電界発光素子1
0は、負極1/電界発光層3/正極2の積層構造を有
し、図2に示された本発明に係る第2の薄膜電界発光素
子10は、負極1/電子注入・輸送層4/電界発光層3
/正極2の積層構造を有し、図3に示された本発明に係
る第3の有機薄膜電界発光素子10は、負極1/電界発
光層3/ホール注入・輸送層5/正極2の積層構造を有
し、図4に示された本発明に係る第4の薄膜電界発光素
子10は、負極1/電子注入・輸送層4/電界発光層3
/ホール注入・輸送層5/正極2の積層構造を有してい
る。
1〜4の有機薄膜電界発光素子では、いずれも負極1
(電子注入電極)としてMg、Ag、In、Ca、Al
などで形成された電極が用いられ、正極2(ホール注入
電極)としてITO、Auなどで形成された電極が用い
られている。
あって、この透明電極を通して電界発光層3で発光した
光が照射できるようになっている。また、負極1、正極
2のいずれか一方は、通常、ガラスやポリマーフィルム
などの透明基板上に形成される。
合、このITO電極は、ガラスやポリマーフィルムなど
の透明基板上に薄膜状に形成されている。さらに、本発
明に係る第1の有機薄膜電界発光素子10では、図1に
示された電界発光層3が網目構造を有する高分子薄膜で
形成され、本発明に係る第2の有機薄膜電界発光素子1
0では、図2に示された電子注入・輸送層4、電界発光
層3のうちの少なくとも一層、好ましくは両層が網目構
造を有する高分子薄膜で形成され、本発明に係る第3の
有機薄膜電界発光素子10では、図3に示された電界発
光層3、ホール注入・輸送層5のうちの少なくとも一
層、好ましくは両層が網目構造を有する高分子薄膜で形
成され、本発明に係る第4の有機薄膜電界発光素子10
では、図4に示された電子注入・輸送層4、電界発光層
3、ホール注入・輸送層5の少なくとも一層、好ましく
は全層が網目構造を有する高分子薄膜で形成されてい
る。
高分子薄膜で形成する場合、この網目構造を有する高分
子薄膜は、蒸着重合法で得られ、厚さが100〜200
0オングストローム、好ましくは300〜1000オン
グストロームであることが望ましい。
ホール注入・輸送層5を網目構造を有する高分子薄膜で
形成する場合、この網目構造を有する高分子薄膜は、蒸
着重合法で得られ、厚さが100〜5000オングスト
ローム、好ましくは300〜1000オングストローム
であることが望ましい。
は、m官能性モノマー(但し、mは3以上の整数であ
る)を含む多官能性モノマーを蒸着重合法で重縮合また
は重付加することによって得られ、具体的には、オキサ
ジアゾール単位、イミド結合、アミド結合、アミドイミ
ド結合、尿素結合、アゾメチン結合などの1種または2
種以上の重合単位が相互に結合し合って形成されてい
る。
ル単位は、自ら電界発光性を有している。このため、前
記網目構造を有する高分子薄膜は、オキサジアゾール単
位を含んで形成されていることが好ましい。すなわち、
網目構造を有する高分子薄膜がオキサジアゾール単位を
有する高分子からなる場合、この高分子薄膜は電界発光
性に優れている。
アゾールについて詳述すると下記の通りである。この網
目構造を有するポリオキサジアゾールでは、2価の有機
基R1 と、m価の有機基(但し、mは3以上の整数であ
る)R2 とが次式:
て結合し、これにより網目が形成されている。R1 の全
ては上記2価のオキサジアゾールを介してR2 と結合し
ている必要はなく、R1 の一部は上記2価のオキサジア
ゾールを介してR3 と結合していてもよい。
は、0〜90mol %であることが好ましい。上記のよう
な網目構造を有するポリオキサジアゾールでは、オキサ
ジアゾール環が自ら発光する性質を有しているので、R
1 、R3 が2価の有機基であり、かつR2 がm価の有機
基(但し、mは3以上の整数である)である以外に制限
はないが、網目構造を有するポリオキサジアゾールで電
子輸送層4またはホール輸送層5を形成する場合、網目
構造を有するポリオキサジアゾールとしては後述するよ
うな原料から製造されたポリオキサジアゾールが好まし
い。
を有する有機基が好ましい。R1 、R2 の少なくとも一
方が芳香族環を有する有機基、例えばフェニレン基、ビ
フェニレン基またはトリフェルアミンから誘導される二
価の有機基などのような主としてπ電子共役可能な単位
で構成され、電荷の非局在化が可能な二価の有機基であ
る場合、電子注入・輸送層4の電子輸送能またはホール
注入・輸送層5のホール輸送能を高めることができる。
高めたい場合には、例えばChem. Mater., Vol.3 (1991)
pp.709-714 およびJ. Imag. Sci., Vol.29, No.2 (198
5)pp.69-72に開示されているジフェノキノン誘導体およ
びフルオレノン誘導体などのような電子注入・輸送性添
加剤を、例えば前記ポリオキサジアゾール中のオキサジ
アゾール単位当たり0.01〜80mol%、好ましく
は1〜60mol%の量で添加するとよい。
能をより一層高めたい場合には、例えばChem. Lett., 1
989, pp.1145に開示されている4,4',4"-トリス(N,N-ジ
フェニルアミノ)トリフェニルアミンや4,4',4"-トリス
[N-(3-メチルフェニル)-N-フェニルアミノ] トリフェニ
ルアミンなどのトリフェニルアミン誘導体などのような
ホール注入・輸送性添加剤を、例えば前記ポリオキサジ
アゾール中のオキサジアゾール単位当たり0.01〜8
0mol%、好ましくは1〜50mol%の量で添加す
るとよい。
発光素子は、特許請求の範囲に記載された範囲内で様々
な変形が可能である。さらに上記図1〜4に示された有
機薄膜電界発光素子10は、それぞれ負極1または正極
2が形成された面を覆うようにして酸化防止膜などの保
護膜が形成されていてもよく、有機薄膜電界発光素子1
0全体をこれらの保護膜で封止してもよい。このような
保護膜を負極1または正極2上に形成すると、負極1ま
たは正極2の安定性が増し、薄膜電界発光素子10の実
用性および耐久性が向上する。このような保護膜は仕事
関数の大きな金属、エポキシ系樹脂、シリコーン系樹脂
またはフッ素系樹脂などで形成することができる。
明に係る薄膜電界発光素子は、通常、 i ) 基板上に電極1または2を形成する工程、 ii) 電極1または2上に所望により第1の電荷輸送層4
または5を蒸着重合法で形成する工程、 iii)電極1または2上、あるいは第1の電荷輸送層4ま
たは5上に電界発光層3を蒸着重合法で形成する工程、 iv) 電界発光層3上に所望により第1の電荷輸送層4ま
たは5とは反対符号の電荷を輸送する能力を有する第2
の電荷輸送層4または5(例えば第1の電荷輸送層が電
子輸送層4である場合、第2の電荷輸送層はホール輸送
層5)を蒸着重合法で形成する工程、 v ) 電界発光層3上または第2の電荷輸送層4または5
上に対向電極1または2((例えば工程i ) で形成され
た電極が負極1である場合、対向電極は正極2)を形成
する工程、および vi) 所望により対向電極上に電界発光素子の封止層を形
成する工程を経て製造される。
または電荷輸送層4および/または5を網目構造が有す
る高分子薄膜で形成され、また、この高分子薄膜が蒸着
重合法で形成されている。
リオキサジアゾールで形成されている場合、本発明に係
る有機薄膜電界発光素子の製造方法は、少なくとも一方
が透明である電極間に、モノマーAとして下記式〔I〕
で表される2官能性モノマーを用い、モノマーBとして
下記式〔II〕で表される多官能性モノマーまたは該モノ
マーと下記式[III] で表される2官能性モノマーとの
混合モノマー: R1(−X)2 …〔I〕 R2(−Y)m …〔II〕 R3(−Y)2 …〔III 〕 [式中、mは3以上の整数であり、R1 およびR3 は、
同一であっても異なっていてもよく、二価の有機基であ
り、R2 は、m価の有機基(但し、mは3以上の整数で
ある)であり、XおよびYの一方は、カルボン酸クロリ
ド基であり、XおよびYの他方は、カルボヒドラジド基
または下記式〔IV〕:
あり、Rは炭素数6以下のアルキルまたはアリール基で
ある。]を用い、前記モノマーAと前記モノマーBとを
それぞれ別の蒸発源から真空中で蒸発させてオキサジア
ゾール単位を含まない高分子であってオキサジアゾール
単位を有する高分子の前駆体となる高分子薄膜を形成
し、該薄膜を100〜400℃、好ましくは200〜3
50℃の温度で熱処理してオキサジアゾール単位を有す
る高分子薄膜からなる電界発光層および/または電荷注
入・輸送層を形成する工程を経て製造される。この際、
適切なオキサジアゾールを有する薄膜を形成する点か
ら、熱処理時間を10〜240分、好ましくは60〜1
20分に調整することが望ましい。
ー、上記式〔II〕で表される多官能性モノマー、上記式
〔III 〕で表される2官能性モノマーとしては、例えば
それぞれ下記式〔V〕〜〔VII 〕で表されるモノマーが
用いられる。
り、R’はm価の有機基であり、R”はn価の有機基で
ある。l(エル)=2の場合には、mおよび/またはn
は3以上の整数であり、lが3以上の整数である場合に
はmまたはnは2である。
合、あるいはlが3以上の整数であり、mが2である場
合、上記式〔V〕で表されるモノマーと上記式〔VI〕で
表されるモノマーとを反応させる工程を経て網目構造を
有するポリオキサジアゾールが製造される。
ある場合、あるいはlが3以上の整数であり、nが2で
ある場合、上記式〔V〕で表されるモノマーと上記式
〔VII〕で表されるモノマーとを反応させる工程を経て
網目構造を有するポリオキサジアゾールが製造される。
キサジアゾールを製造する場合、重合時の上記式〔V〕
で表されるモノマーと上記式〔VI〕で表されるモノマー
とのモル比、あるいは上記式〔V〕で表されるモノマー
と上記式〔VII 〕で表されるモノマーとのモル比は、モ
ノマー同士の反応が化学量論的に行われるよう〔V〕:
〔VI〕=m:l、〔V〕:〔VII 〕=n:lに調整する
ことが好ましい。
2の場合には上記式〔V〕で表されるモノマー)と3官
能性以上の多官能性モノマー(例えばmが3以上の整数
である場合には上記式〔VI〕で表されるモノマー)とを
反応させる工程を経て網目構造を有するポリオキサジア
ゾールが製造されるが、このうちの多官能性モノマー
は、2官能性モノマーと多官能性モノマーとの混合モノ
マーであってもよい。この混合モノマー中における2官
能性モノマーの含有率は、0〜90mol %であることが
好ましい。
〔I〕で表される化合物と上記式〔II〕で表される化合
物とを反応させるか、あるいは上記式〔I〕で表される
化合物を上記式〔II〕で表される化合物と下記式〔III
〕で表される化合物との混合物と反応させる工程を経
て網目構造を有するポリオキサジアゾールが製造され
る。
有機薄膜電界発光素子の電子注入・輸送層を形成する場
合、上記式〔I〕〜〔III 〕で表される化合物の少なく
とも1種は下記化合物、およびこれらの化合物を結合基
で結合して得られる化合物であることが好ましい。
るいは上記式〔III 〕で表される化合物として上記例示
化合物が用いられている場合、これら例示化合物中でR
4 〜R17のうち2個の置換基は、いずれもカルボン酸ク
ロリド基であるか、あるいはカルボヒドラジド基、上記
式〔IV〕に示されたシリル化カルボヒドラジド基から選
ばれる1種の反応性置換基である。上記式〔II〕で表さ
れる化合物としてm価の上記例示化合物が用いられてい
る場合、これら例示化合物中のR4 〜R17のうちm個の
置換基は、いずれもカルボン酸クロリド基であるか、あ
るいはカルボヒドラジド基、上記式〔IV〕に示されたシ
リル化カルボヒドラジド基から選ばれる1種の反応性置
換基である。
れぞれ独立して水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、ニ
トロ基、アルキル基、アラルキル基、アルキルオキシ基
からなる群より選ばれる基である。
が、上記例示化合物を結合基で結合して得られる化合物
である場合、上記その他の置換基のうち、少なくとも1
種は直接結合または−CH2 −、−SiH2 −、−O
−、−S−、−C(CH3 )2−、−CH(CH3 )
−、−CH(Ph)−、−Si(CH3 )2 −などのよ
うな結合基であり、この直接結合または結合基を介して
複数の化合物が結合している。この場合、この複数の化
合物は、互いに同一であっても異なっていてもよく、上
記例示化合物群から選択された化合物である。
る有機薄膜電界発光素子のホール注入・輸送層を形成す
る場合、上記式〔I〕〜〔III 〕で表される化合物の少
なくとも1種は下記化合物、およびこれらの化合物を結
合基で結合して得られる化合物であることが好ましい。
るいは上記式〔III 〕で表される化合物として上記例示
化合物が用いられている場合、これら例示化合物中でR
18〜R31のうち2個の置換基は、いずれもカルボン酸ク
ロリド基であるか、あるいはカルボヒドラジド基、上記
式〔IV〕に示されたシリル化カルボヒドラジド基から選
ばれる1種の反応性置換基である。上記式〔II〕で表さ
れる化合物としてm価の上記例示化合物が用いられてい
る場合、これら例示化合物中のR18〜R31のうちm個の
置換基は、いずれもカルボン酸クロリド基であるか、あ
るいはカルボヒドラジド基、上記式〔IV〕に示されたシ
リル化カルボヒドラジド基から選ばれる1種の反応性置
換基である。
れぞれ独立して水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、ニ
トロ基、アルキル基、アラルキル基、アルキルオキシ基
からなる群より選ばれる基である。
が、上記例示化合物を結合基で結合して得られる化合物
である場合、上記その他の置換基のうち、少なくとも1
種は直接結合または−CH2 −、−SiH2 −、−O
−、−S−、−C(CH3 )2−、−CH(CH3 )
−、−CH(Ph)−、−Si(CH3 )2 −などのよ
うな結合基であり、この直接結合または結合基を介して
複数の化合物が結合している。この場合、この複数の化
合物は、互いに同一であっても異なっていてもよく、上
記例示化合物群から選択された化合物である。
薄膜電界発光素子の電界発光層を形成する場合、ポリオ
キサジアゾール自体が自ら蛍光を発する機能を有してい
るので、上記式〔I〕中のR1 および上記式〔II〕中の
R2 が二価の有機基であり、かつ上記式〔III 〕中のR
3 は二価の有機基である以外に制限はないが、上記式
〔I〕〜〔III 〕で表される化合物として上記例示化合
物あるいはこれらを結合して得られる化合物を用いる
と、電界発光層であるポリオキサジアゾール薄膜に電界
発光能のみならず、電荷の注入・輸送能が付与されるの
で好ましい。
ら誘導される残基を用いると、さらに高い発光強度を得
ることができる。
るいは上記式〔III〕で表される化合物として上記例示
化合物が用いられている場合、これら例示化合物中でR
30〜R35のうち2個の置換基は、いずれもカルボン酸ク
ロリド基であるか、あるいはカルボヒドラジド基、上記
式〔IV〕に示されたシリル化カルボヒドラジド基から選
ばれる1種の反応性置換基である。上記式〔II〕で表さ
れる化合物としてm価の上記例示化合物が用いられてい
る場合、これら例示化合物中のR30〜R35のうちm個の
置換基は、いずれもカルボン酸クロリド基であるか、あ
るいはカルボヒドラジド基、上記式〔IV〕に示されたシ
リル化カルボヒドラジド基から選ばれる1種の反応性置
換基である。
れぞれ独立して水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、ニ
トロ基、アルキル基、アラルキル基、アルキルオキシ基
からなる群より選ばれる基である。
し、しかもオキサジアゾール単位を有する高分子薄膜で
電界発光層を形成すると、この電界発光層は、電界発光
時に蛍光性染料または顔料に固有の蛍光を発する。例え
ば、蛍光性染料または顔料として、クマリン343、ア
ルミキノリノール錯体、NK757、DCMを用いた場
合には、電界発光素子がそれぞれ青緑、緑、黄、赤色に
発光する。このように本発明によれば、前記式(I)で
表されるポリオキサジアゾール誘導体で形成された電界
発光層中に蛍光性染料または顔料を含有させることによ
り、この蛍光性染料または顔料の種類に応じて電界発光
素子の発光色が制御できる。
層をポリオキサジアゾール薄膜で形成し、かつこのポリ
オキサジアゾール薄膜を蒸着重合法で形成する場合、こ
のポリオキサジアゾール薄膜は、例えば次の順序で形成
される。
蒸着用チャンバー21内に、被蒸着基板22、例えばI
TO電極付き基板がこのITO電極(被蒸着面)上に蒸
着膜が形成されるようにセットする。
ーA、および前記式〔II〕で表される重合用モノマーB
を、真空蒸着装置20内の別々の蒸着源23a、23b
に入れる。重合用モノマーBとして前記式〔II〕で表さ
れるモノマーと前記式〔III〕で表されるモノマーとの
混合モノマーを用いる場合には、前記式〔III 〕で表さ
れるモノマーをさらに別の蒸着源(図示せず)に入れ
る。
常、10ー2Pa以下、好ましくは10ー3Pa以下になる
まで蒸着用チャンバー21内を減圧する。ここで、前記
式〔I〕〜〔III 〕で表されるモノマーがそれぞれ前記
式〔VI〕で表されるカルボヒドラジド類である場合、蒸
着重合の際にHClが発生して電極ないし装置を腐食す
ることが考えられる。これに対し前記式〔I〕〜〔III
〕で表されるモノマーがそれぞれ前記式〔VII]で表さ
れるシリル化カルボヒドラジド類である場合、上記のよ
うな腐食の懸念が緩和される。
の値を示すまでの間に、被蒸着面、たとえばITO電極
付基板のITO電極面の温度を−50〜200℃、好ま
しくは20〜100℃の温度に調整する。
の圧力に達した後、この圧力下で重合用モノマーAとB
とが、好ましくは化学量論的に反応するような量で被蒸
着面上に蒸着され、かつ0.1〜10オングストローム
/秒、好ましくは1〜4オングストローム/秒の蒸着速
度で蒸着膜(重合体)が形成されるように蒸発源23
a、23b、さらに必要に応じて前記式〔III 〕で表さ
れるモノマーを収容している蒸着源(図示せず)の温度
を制御する。この際の温度は、30〜200℃程度であ
ることが好ましい。
0オングストローム程度の蒸着重合膜を形成させた後、
この蒸着膜を、通常、100〜350℃、好ましくは2
00〜300℃の温度で、通常、10〜240分間、好
ましくは60〜120分間真空中または不活性ガス中で
熱処理することによりオキサジアゾール単位を含む薄膜
が得られる。この際、e)工程で得られた重合体のカル
ボヒドラジド単位は、前記熱処理によってオキサジアゾ
ール単位へと変化する。
ール薄膜は、3次元網目構造を有しており、ピンホール
のない表面が平坦な薄膜であり、極めて高い耐熱性を有
している。
層、ホール輸送層が網目構造を有する高分子薄膜で形成
され、この網目構造を有する高分子薄膜によって、従
来、有機薄膜電界発光素子で問題とされていた有機層の
結晶化、劣化が防止され、耐熱性、耐久性の高い有機薄
膜電界発光素子が提供される。
の少ない、均一な、しかも耐熱性の高い有機薄膜電界発
光素子の有機層が形成される。
的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定される
ものではない。
ムのITO付きガラス(HOYA社製)を用いた。この基板
を基板洗浄剤(セミコクリーンELグレード、フルウチ
化学製)、脱イオン水、アセトン、イソプロピルアルコ
ール(IPA)の順に超音波洗浄した後、沸騰したイソ
プロピルアルコールから引き上げて乾燥した。
ス基板を、真空蒸着装置中の温度制御可能な基板ホルダ
ーに取り付けた。モノマーとしてN,N',O,O'-テトラキス
(トリメチルシリル)-3,5- トリフェニルアミンジカル
ボニルジヒドラジド2gと市販のトリメシン酸クロリド
2g(東京化成製)を用い、それぞれを真空蒸着装置内
の別の蒸着源に入れた。
るまで油拡散ポンプにより減圧した後、まず、基板前面
に配置され、基板と蒸着源とを遮断するシャッターを閉
じた状態にして、蒸着源を赤外線ランプ加熱方式によっ
て加熱した。次いで、それぞれのモノマーが10-8〜1
0-7mol/sec・cm2 の蒸発速度で蒸着するよう
に温度設定し、基板前面のシャッターを開き、ITO付
きガラス基板上に上記モノマーを蒸着させた。このとき
N,N',O,O'-テトラキス(トリメチルシリル)-3,5- トリ
フェニルアミンジカルボニルジヒドラジドとトリメシン
酸クロリドの蒸発速度のモル比が3:2になるようにし
た。該基板上の蒸着膜の膜厚が、水晶振動子膜厚計で測
定して、厚さ1000オングストロームを示したところ
で再びシャッターを閉じた。
し、蒸着膜の付着している基板を1時間熱処理した。こ
の操作によって上記N,N',O,O'-テトラキス(トリメチル
シリル)-3,5- トリフェニルアミンジカルボニルジヒド
ラジドとトリメシン酸クロリドとの重合反応を完結させ
た。
ポリオキサジアゾール薄膜を形成した。熱処理後のポリ
オキサジアゾール薄膜の膜厚を表面形状測定器(DEK
TAK−3030、日本真空技術製)により測定したと
ころ、500オングストロームであった。 [ポリオキサジアゾールよりなる重合体薄膜が生成した
ことの確認]厚さ0.5mmのAl基板上にN,N',O,O'-
テトラキス(トリメチルシリル)-3,5- トリフェニルア
ミンジカルボニルジヒドラジドとトリメシン酸クロリド
とを上記と同様の操作を行うことにより膜厚1μmの蒸
着重合膜を形成した後、300℃で1時間熱処理した
(試料)。
で測定したところ、3212cm-1のヒドラジド基に起
因した特性吸収(N−H伸縮振動)と、1666のカル
ボニル基のC=O伸縮振動が消失し、オキサジアゾール
環に起因した1478cm-1、1536cm-1(−C=
N−、および>C=C<の伸縮振動)の吸収、および1
002cm-1、959cm-1(=C−O−C=伸縮振
動)の吸収が観察され、オキサジアゾール環が生成して
いることが確認された。この薄膜は有機溶剤には溶解し
なかった。また、上記蒸着重合によって得られた薄膜の
FT−IRスペクトルは、溶液重合法によって得られた
薄膜のFT−IRスペクトルと一致した。
メチルシリル)-3,5- トリフェニルアミンジカルボニル
ジヒドラジドとトリメシン酸クロリドとの重合反応によ
りポリオキサジアゾールが生成していることが確認され
た。 [電解発光素子の作製および発光の確認]前記ITO付
きガラス基板上に設けられたポリオキサジアゾール薄膜
(発光層)上に、MgAg電極を共蒸着して、電界発光
素子を作製した。なお、MgAg合金の重量組成比(M
g/Ag)は10/1となるように設定した。
1に示すタイプの薄膜電界発光素子10であり、ITO
電極を正極2とし、MgAg電極を負極1として電極間
1,2に直流電圧10Vを印加したところ、青緑色(5
10nm)の電界発光(EL)が生じた。
ラス基板を、真空蒸着装置中の温度制御可能な基板ホル
ダーに取り付けた。
リメチルシリル)トリメシン酸ジヒドラジド2gと3,5-
トリフェニルアミンジカルボニルジクロリド2gを用
い、それぞれを真空蒸着装置内の別の蒸着源に入れた。
るまで油拡散ポンプにより減圧した後、まず、基板前面
に配置され、基板と蒸着源とを遮断するシャッターを閉
じた状態にして、蒸着源を赤外線ランプ加熱方式によっ
て加熱した。次いで、それぞれのモノマーが10-8〜1
0-7mol/sec・cm2 の蒸発速度で蒸着するよう
に温度設定し、基板前面のシャッターを開き、ITO付
きガラス基板上に上記モノマーを蒸着させた。このとき
N,N',O,O'-テトラキス(トリメチルシリル)トリメシン
酸ジヒドラジドと3,5-トリフェニルアミンジカルボニル
ジクロリドの蒸発速度のモル比が2:3になるようにし
た。該基板上の蒸着膜の膜厚が、水晶振動子膜厚計で測
定して、厚さ1000オングストロームを示したところ
で再びシャッターを閉じた。
し、蒸着膜の付着している基板を1時間熱処理した。こ
の操作によって上記N,N',O,O'-テトラキス(トリメチル
シリル)トリメシン酸ジヒドラジドと3,5-トリフェニル
アミンジカルボニルジクロリドとの重合反応を完結させ
た。
ポリオキサジアゾール薄膜(発光層)を形成した。熱処
理後の各層のポリオキサジアゾール薄膜の膜厚を測定し
たところ、500オングストロームであった。 [ポリオキサジアゾール薄膜が生成したことの確認]厚
さ0.5mmのAl基板上にN,N',O,O'-テトラキス(ト
リメチルシリル)トリメシン酸ジヒドラジドと3,5-トリ
フェニルアミンジカルボニルジクロリドとを上記と同様
の操作を行うことにより膜厚1μmの蒸着重合膜を形成
した後、300℃で1時間熱処理した(試料)。
で測定したところ、3212cm-1のヒドラジド基に起
因した特性吸収(N−H伸縮振動)と、1666のカル
ボニル基のC=O伸縮振動が消失し、オキサジアゾール
環に起因した1478cm-1、1536cm-1(−C=
N−、および>C=C<の伸縮振動)の吸収、および1
002cm-1、959cm-1(=C−O−C=伸縮振
動)の吸収が観察され、オキサジアゾール環が生成して
いることが確認された。この薄膜は有機溶剤には溶解し
なかった。また、上記蒸着重合によって得られた薄膜の
FT−IRスペクトルは、溶液重合法によって得られた
薄膜のFT−IRスペクトルと一致した。
メチルシリル)トリメシン酸ジヒドラジドと3,5-トリフ
ェニルアミンジカルボニルジクロリドとの重合反応によ
り、ポリオキサジアゾールが生成していることが確認さ
れた。 [電解発光素子の作製および発光の確認]上記のように
してポリオキサジアゾール薄膜がITO上に形成されて
いるITO付きガラス基板のポリオキサジアゾール薄膜
上に、MgAg電極を共蒸着して電界発光素子を作製し
た。なお、MgAg合金の重量組成比(Mg/Ag)は
10/1となるように設定した。
1に示すタイプの薄膜電界発光素子10であり、ITO
電極を正極2とし、MgAg電極を負極1として電極間
1,2に直流電圧10Vを印加したところ、青緑色(5
10nm)の電界発光(EL)が生じた。
ラス基板を、真空蒸着装置中の温度制御可能な基板ホル
ダーに取り付けた。
リメチルシリル)-3,5- トリフェニルアミンジカルボニ
ルジヒドラジド2gと4,4'- ビフェニルジカルボン酸ジ
クロリド2gと市販のトリメシン酸クロリド2g(東京
化成製)を用い、それぞれを真空蒸着装置内の別の蒸着
源に入れた。
るまで油拡散ポンプにより減圧した後、まず、基板前面
に配置され、基板と蒸着源とを遮断するシャッターを閉
じた状態にして、蒸着源を赤外線ランプ加熱方式によっ
て加熱した。次いで、N,N',O,O'-テトラキス(トリメチ
ルシリル)-3,5- トリフェニルアミンジカルボニルジヒ
ドラジドが10-8〜10-7mol/sec・cm2 の蒸
発速度で蒸着するように温度設定し、また、4,4'- ビフ
ェニルジカルボン酸ジクロリドの蒸発速度とトリメシン
酸クロリドの蒸発速度との和が10-8〜10-7mol/
sec・cm2となるように温度設定した。このときN,
N',O,O'-テトラキス(トリメチルシリル)-3,5- トリフ
ェニルアミンジカルボニルジヒドラジドと4,4'- ビフェ
ニルジカルボン酸ジクロリドとトリメシン酸ジクロリド
の蒸発速度の比が2:1:1になるようにした。その
後、基板前面のシャッターを開き、ITO付きガラス基
板上に上記モノマーを蒸着させた。該基板上の蒸着膜の
膜厚が、水晶振動子膜厚計で測定して、厚さ1000オ
ングストロームを示したところで再びシャッターを閉じ
た。
し、蒸着膜の付着している基板を1時間熱処理した。こ
の操作によって上記N,N',O,O'-テトラキス(トリメチル
シリル)-3,5- トリフェニルアミンジカルボニルジヒド
ラジドと4,4'- ビフェニルジカルボン酸ジクロリドとト
リメシン酸クロリドとの重合反応を完結させた。
ポリオキサジアゾール薄膜を形成した。熱処理後のポリ
オキサジアゾール薄膜の膜厚を測定したところ、500
オングストロームであった。 [ポリオキサジアゾールよりなる重合体薄膜が生成した
ことの確認]厚さ0.5mmのAl基板上にN,N',O,O'-
テトラキス(トリメチルシリル)-3,5- トリフェニルア
ミンジカルボニルジヒドラジドと4,4'- ビフェニルジカ
ルボン酸ジクロリドとトリメシン酸クロリドとを上記と
同様の操作を行うことにより膜厚1μmの蒸着重合膜を
形成した後、300℃で1時間熱処理した(試料)。
で測定したところ、3212cm-1のヒドラジド基に起
因した特性吸収(N−H伸縮振動)と、1666のカル
ボニル基のC=O伸縮振動が消失し、オキサジアゾール
環に起因した1478cm-1、1536cm-1(−C=
N−、および>C=C<の伸縮振動)の吸収、および1
002cm-1、959cm-1(=C−O−C=伸縮振
動)の吸収が観察され、オキサジアゾール環が生成して
いることが確認された。この薄膜は有機溶剤には溶解し
なかった。また、上記蒸着重合によって得られた薄膜の
FT−IRスペクトルは、溶液重合法によって得られた
薄膜のFT−IRスペクトルと一致した。
メチルシリル)-3,5- トリフェニルアミンジカルボニル
ジヒドラジドと4,4'- ビフェニルジカルボン酸ジクロリ
ドとトリメシン酸クロリドとの重合反応によりポリオキ
サジアゾールが生成していることが確認された。 [電解発光素子の作製および発光の確認]前記ITO付
きガラス基板上に設けられたポリオキサジアゾール薄膜
(発光層)上に、MgAg電極を共蒸着して、電界発光
素子を作製した。なお、MgAg合金の重量組成比(M
g/Ag)は10/1となるように設定した。
1に示すタイプの薄膜電界発光素子10であり、ITO
電極を正極2とし、MgAg電極を負極1として電極間
1,2に直流電圧10Vを印加したところ、青緑色(5
10nm)の電界発光(EL)が生じた。
ラス基板を、真空蒸着装置中の温度制御可能な基板ホル
ダーに取り付けた。
リメチルシリル)-3,5- トリフェニルアミンジカルボニ
ルジヒドラジド2gとN,N',O,O'-テトラキス(トリメチ
ルシリル)-5-tert-ブチルイソフタル酸ジヒドラジド2
gと市販のトリメシン酸クロリド2g(東京化成製)を
用い、それぞれを真空蒸着装置内の別の蒸着源に入れ
た。
るまで油拡散ポンプにより減圧した後、まず、基板前面
に配置され、基板と蒸着源とを遮断するシャッターを閉
じた状態にして、蒸着源を赤外線ランプ加熱方式によっ
て加熱した。まず、N,N',O,O'-テトラキス(トリメチル
シリル)-3,5- トリフェニルアミンジカルボニルジヒド
ラジドとトリメシン酸クロリドとがそれぞれ10-8〜1
0-7mol/sec・cm2 の蒸発速度で蒸着するよう
に温度設定し、基板前面のシャッターを開き、ITO付
きガラス基板上に上記モノマーを蒸着させた。このとき
N,N',O,O'-テトラキス(トリメチルシリル)-3,5- トリ
フェニルアミンジカルボニルジヒドラジドとトリメシン
酸クロリドの蒸発速度のモル比が3:2になるようにし
た。該基板上の蒸着膜の膜厚が、水晶振動子膜厚計で測
定して、厚さ1000オングストロームを示したところ
で再びシャッターを閉じた。
シリル)-5-tert-ブチルイソフタル酸ジヒドラジドとト
リメシン酸クロリドとが、それぞれ10-8〜10-7mo
l/sec・cm2 の蒸発速度で蒸着するように温度設
定し、基板前面のシャッターを開き、ITO付きガラス
基板上に上記モノマーを蒸着させた。このときN,N',O,
O'-テトラキス(トリメチルシリル)-5-tert-ブチルイ
ソフタル酸ジヒドラジドの蒸発速度のモル比が3:2に
なるようにした。該基板上の蒸着膜の膜厚が、水晶振動
子膜厚計で測定して、厚さ600オングストロームを示
したところで再びシャッターを閉じた。
し、蒸着膜の付着している基板を1時間熱処理した。こ
の操作によって上記N,N',O,O'-テトラキス(トリメチル
シリル)-3,5- トリフェニルアミンジカルボニルジヒド
ラジドとトリメシン酸クロリドとの重合反応およびN,
N',O,O'-テトラキス(トリメチルシリル)-5-tert-ブチ
ルイソフタル酸ジヒドラジドとトリメシン酸クロリドと
の重合反応を完結させた。
互いに異なる2層のポリオキサジアゾール薄膜を形成し
た。熱処理後の各層のポリオキサジアゾール薄膜の膜厚
を測定したところ、それぞれ500オングストローム、
300オングストロームであった。 [互いに異なる2層のポリオキサジアゾール薄膜が生成
したことの確認]厚さ0.5mmのAl基板上にN,N',
O,O'-テトラキス(トリメチルシリル)-3,5- トリフェ
ニルアミンジカルボニルジヒドラジドとトリメシン酸ク
ロリドとを上記と同様の操作を行うことにより膜厚1μ
mの蒸着重合膜を形成した後、300℃で1時間熱処理
した(試料)。同様に、厚さ0.5mmのAl基板上に
N,N',O,O'-テトラキス(トリメチルシリル)-5-tert-ブ
チルイソフタル酸ジヒドラジドとトリメシン酸クロリド
とを蒸着重合して厚さ1μmの重合体薄膜を形成した
後、300℃で1時間熱処理した(試料)。
反射法で測定したところ、3212cm-1のヒドラジド
基に起因した特性吸収(N−H伸縮振動)と、1666
のカルボニル基のC=O伸縮振動が消失し、オキサジア
ゾール環に起因した1478cm-1、1536cm
-1(−C=N−、および>C=C<の伸縮振動)の吸
収、および1002cm-1、959cm-1(=C−O−
C=伸縮振動)の吸収が観察され、オキサジアゾール環
が生成していることが確認された。この薄膜は有機溶剤
には溶解しなかった。また、上記蒸着重合によって得ら
れた薄膜のFT−IRスペクトルは、溶液重合法によっ
て得られた薄膜のFT−IRスペクトルと一致した。
メチルシリル)-3,5- トリフェニルアミンジカルボニル
ジヒドラジドとトリメシン酸クロリドとの重合反応およ
びN,N',O,O'-テトラキス(トリメチルシリル)-5-tert-
ブチルイソフタル酸ジヒドラジドとトリメシン酸クロリ
ドとの重合反応により、ポリオキサジアゾールが生成し
ていることが確認された。 [電解発光素子の作製および発光の確認]上記のように
して互いに異なる2層のポリオキサジアゾール薄膜がI
TO上に形成されているITO付きガラス基板のポリオ
キサジアゾール薄膜上に、MgAg電極を共蒸着して、
電界発光素子を作製した。なお、MgAg合金の重量組
成比(Mg/Ag)は10/1となるように設定した。
3に示すタイプの薄膜電界発光素子10であり、ITO
電極を正極2とし、MgAg電極を負極1として電極間
1,2に直流電圧15Vを印加したところ、青緑色(5
10nm)の電界発光(EL)が生じた。
素子の構成を模式的に示す断面図である。
素子の構成を模式的に示す断面図である。
素子の構成を模式的に示す断面図である。
素子の構成を模式的に示す断面図である。
製造方法を説明するための図面である。
Claims (4)
- 【請求項1】少なくとも一方が透明である電極間に、電
界発光層および/または電荷注入・輸送層が、蒸着重合
法で得られた網目構造を有する高分子薄膜で形成されて
いることを特徴とする有機薄膜電界発光素子。 - 【請求項2】前記網目構造を有する高分子薄膜が、オキ
サジアゾール単位を有する高分子からなることを特徴と
する請求項1に記載の有機薄膜電界発光素子。 - 【請求項3】少なくとも一方が透明である電極間に、 モノマーAとして下記式[I]で表される2官能性モノ
マーを用い、 モノマーBとして下記式[II]で表される多官能性モノ
マーまたは該モノマーと下記式[III]で表される2官能
性モノマーとの混合モノマー: R1(−X)2 …〔I〕 R2(−Y)m …〔II〕 R3(−Y)2 …〔III〕 [式中、 mは3以上の整数であり、 R1 およびR3 は、同一であっても異なっていてもよ
く、二価の有機基を表し、 R2 は、m価の有機基(但し、mは3以上の整数であ
る)を表し、 XおよびYの一方は、カルボン酸クロリド基であり、 XおよびYの他方は、カルボヒドラジド基または下記式
〔IV〕: 【化1】 で表されるシリル化カルボヒドラジド基であり、Rは炭
素数6以下のアルキルまたはアリール基である。]を用
い、前記モノマーAと前記モノマーBとをそれぞれ別の
蒸発源から真空中で蒸発させて、オキサジアゾール単位
を有する高分子の前駆体からなる薄膜を形成し、該薄膜
を100〜400℃の温度で熱処理してオキサジアゾー
ル単位を有する高分子薄膜となし、該薄膜を電界発光層
および/または電荷注入・輸送層とする工程を有するこ
とを特徴とする有機薄膜電界発光素子の製造方法。 - 【請求項4】前記R1 、R2 およびR3 のうちの少なく
とも1個の基が芳香族三級アミンまたは芳香族三級ジア
ミンから誘導された基であることを特徴とする請求項3
に記載の有機薄膜電界発光素子の製造方法。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP24012895A JP3863929B2 (ja) | 1994-09-19 | 1995-09-19 | 有機薄膜電界発光素子およびその製造方法 |
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JP22383094 | 1994-09-19 | ||
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH1095787A (ja) * | 1996-07-17 | 1998-04-14 | Fuji Xerox Co Ltd | シラン化合物及びその製造方法 |
JPH10251277A (ja) * | 1996-07-17 | 1998-09-22 | Fuji Xerox Co Ltd | シラン化合物及びその製造方法 |
WO2005000942A1 (ja) * | 2003-06-30 | 2005-01-06 | Hirose Engineering Co., Ltd. | 青色発光ポリマー、その製造方法およびそれを利用した発光素子 |
WO2008072586A1 (ja) * | 2006-12-15 | 2008-06-19 | Idemitsu Kosan Co., Ltd. | 有機エレクトロルミネッセンス素子用材料及び有機エレクトロルミネッセンス素子 |
JP2008189920A (ja) * | 1994-12-28 | 2008-08-21 | Cambridge Display Technol Ltd | 高分子および光学素子 |
-
1995
- 1995-09-19 JP JP24012895A patent/JP3863929B2/ja not_active Expired - Fee Related
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---|---|---|---|---|
JP2008189920A (ja) * | 1994-12-28 | 2008-08-21 | Cambridge Display Technol Ltd | 高分子および光学素子 |
JPH1095787A (ja) * | 1996-07-17 | 1998-04-14 | Fuji Xerox Co Ltd | シラン化合物及びその製造方法 |
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WO2008072586A1 (ja) * | 2006-12-15 | 2008-06-19 | Idemitsu Kosan Co., Ltd. | 有機エレクトロルミネッセンス素子用材料及び有機エレクトロルミネッセンス素子 |
US8119828B2 (en) | 2006-12-15 | 2012-02-21 | Idemitsu Kosan Co., Ltd. | Material for an organic electroluminescence device and an organic electroluminescence device |
JP5249781B2 (ja) * | 2006-12-15 | 2013-07-31 | 出光興産株式会社 | 有機エレクトロルミネッセンス素子用材料及び有機エレクトロルミネッセンス素子 |
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