JPH08333568A - Organic thin-film diode and its production - Google Patents

Organic thin-film diode and its production

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JPH08333568A
JPH08333568A JP16695495A JP16695495A JPH08333568A JP H08333568 A JPH08333568 A JP H08333568A JP 16695495 A JP16695495 A JP 16695495A JP 16695495 A JP16695495 A JP 16695495A JP H08333568 A JPH08333568 A JP H08333568A
Authority
JP
Japan
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layer
hole
organic thin
compound
transporting
Prior art date
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Application number
JP16695495A
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Japanese (ja)
Inventor
Noriyoshi Nanba
憲良 南波
Masatoshi Nakayama
正俊 中山
Kenji Nakatani
賢司 中谷
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TDK Corp
Original Assignee
TDK Corp
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Publication date
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Publication of JPH08333568A publication Critical patent/JPH08333568A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE: To obtain an organic thin-film light-emitting diode having a hole injection (transfer) layer composed of a specific aromatic compound and having high reliability and long life because the hole injection (transfer) layer does not crystallize over a long period. CONSTITUTION: This organic thin-film diode is provided with a light-emitting layer and a hole injection layer or a hole injection and transfer layer. The hole injection layer or the hole injection and transfer layer is composed of an aromatic compound produced by crosslinking (A) a compound having 1-12 aromatic rings with (B) an N-containing compound capable of forming a hole- transfer functional group. The component A is preferably a compound having 3-8 benzene rings such as triphenylamine of formula. The component B is preferably aniline, nitrogen or ammonia when the component A is triphenylamine. The objective diode is produced by crosslinking the component A with the component B by glow-discharge polymerization (preferably low-temperature plasma polymerization) while introducing the component A and the component B at the same time, thereby forming an aromatic compound constituting the hole injection layer or the hole injection and transfer layer.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、有機薄膜ダイオードの
製造方法に関し、さらに詳細には、電荷注入発光を行う
有機薄膜ダイオードの製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing an organic thin film diode, and more particularly to a method for manufacturing an organic thin film diode which performs charge injection and light emission.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、有機薄膜ダイオード(有機EL)
が盛んに研究されている。これは、ITOなどの透明電
極上にTPDなどのホール輸送材料を蒸着により薄膜と
し、さらにアルミキノリノール錯体などの蛍光体を発光
層として積層し、さらにMgなどの仕事関数の小さな金
属電極を形成した基本構成を有する素子で、10V 前後
の電圧で数千cd/cm2ときわめて高い輝度が得られること
で注目されている。
2. Description of the Related Art In recent years, organic thin film diodes (organic EL)
Is being actively researched. In this method, a hole transport material such as TPD is deposited on a transparent electrode such as ITO to form a thin film, a phosphor such as an aluminum quinolinol complex is laminated as a light emitting layer, and a metal electrode having a small work function such as Mg is formed. It has attracted attention because it is an element having a basic structure and can obtain an extremely high brightness of several thousand cd / cm 2 at a voltage of around 10V.

【0003】従来、電荷輸送材料、特にホール輸送材料
としてはTPDのような芳香族アミン誘導体の蒸着膜が
知られている。しかしながら、このような芳香族アミン
誘導体を用いた素子は発光寿命が極端に短かった。この
原因としてはTPDなどの芳香族アミン化合物が非常に
結晶化しやすく、薄膜の均一性が失われて電荷の注入が
うまくいかなくなるためであると考えられている。この
ような電荷輸送材料の結晶化を防止するために、材料を
2量体化するなど分子量を大きくした化合物、あるいは
大阪大学、城田によって開発されたスターバーストと呼
ばれる、捻じれた大きな枝の星形構造を持つ化合物群な
どの蒸着膜が用いられている。このほかには、ポリまた
はオリゴチオフェンなどの蒸着膜、あるいは溶剤にTP
Dなどのホール輸送材料とポリマーを溶解してスピンコ
ートによって薄膜を形成したもの、またはスピンコート
膜にさらにホール輸送材料を積層したものなどを用いる
方法が報告されている。これらの方法を用いた素子の発
光寿命はかなり改良されているが、実用にはまだまだ不
十分である。この原因としては、ほとんどが透明電極ま
たは金属電極との接触界面で電荷注入層材料の結晶化が
生じるため、またはスピンコート膜中に水分および酸素
などが含まれるために素子を駆動中に劣化が促進される
ためと考えられる。また、これらの化合物は構造が複雑
であって、幾工程にもなり合成が比較的困難であった。
さらに、分子が大きく、難溶性物質であるために精製も
困難である。純度は発光特性に敏感であるために、精製
方法の確立も課題であった。このため、結晶化を生じな
い電荷輸送層材料により、真空中での一貫した成膜が望
まれている。材料自身も簡単な化合物が利用できれば、
合成、精製が容易となることから、実用性がさらに高ま
るものと思われる。
As a charge transport material, particularly a hole transport material, a vapor deposition film of an aromatic amine derivative such as TPD is conventionally known. However, the device using such an aromatic amine derivative has an extremely short emission life. It is considered that this is because the aromatic amine compound such as TPD is very easily crystallized, the uniformity of the thin film is lost, and the charge injection is not successful. In order to prevent such crystallization of the charge transport material, a compound with a large molecular weight such as dimerization of the material, or a star with a large twisted branch called Starburst developed by Osaka University and Shirota Vapor-deposited films of compounds having a shaped structure are used. In addition, vapor-deposited films such as poly or oligothiophene, or TP as a solvent
It has been reported that a method in which a hole transport material such as D and a polymer are dissolved to form a thin film by spin coating, or a spin coat film further laminated with a hole transport material is used. Although the emission lifetime of the device using these methods has been considerably improved, it is still insufficient for practical use. Most of the causes are crystallization of the charge injection layer material at the contact interface with the transparent electrode or the metal electrode, or deterioration of the device during driving due to the inclusion of water and oxygen in the spin coat film. It is thought to be promoted. In addition, these compounds have complicated structures and are relatively difficult to synthesize due to many steps.
Furthermore, purification is difficult because the molecule is large and it is a poorly soluble substance. Since the purity is sensitive to the emission characteristics, establishing a purification method was also an issue. For this reason, consistent film formation in vacuum is desired with charge transport layer materials that do not cause crystallization. If the material itself can be a simple compound,
Practicality is expected to be further enhanced because synthesis and purification will be easier.

【0004】真空成膜の一つとして、プラズマ重合が試
みられている(有機EL素子開発の戦略「サイエンスフ
ォーラム」:kido, J., Nagai, K., McBeen, J., and O
kamoto, Y.)。また、TPDなどのプラズマ処理による
結晶化防止も報告されている(三宅、他、第41回応用
物理学関係連合講演会講演予稿集、1123、199
4)。しかしながら、これらは、「電荷輸送性を担う官
能基を損傷させることになるが、架橋により電荷輸送層
の凝集は抑制される。」と言われるように、肝心の電荷
輸送性が犠牲となってしまうことが問題であった。
Plasma polymerization has been attempted as one of the vacuum film formations (organic EL device development strategy "Science Forum": kido, J., Nagai, K., McBeen, J., and O.
kamoto, Y.). In addition, the prevention of crystallization by plasma treatment such as TPD is reported (Miyake et al., Proceedings of the 41st Joint Lecture on Applied Physics, 1123, 199).
4). However, as described above, these impair the charge transporting functional group, but the crosslinking prevents the aggregation of the charge transporting layer. The problem was

【0005】従来の電荷輸送層劣化の問題点は、電荷輸
送層材料、特に電荷注入層材料が透明電極または金属電
極との界面にて結晶化を生じなければ解決される。しか
しながら、従来技術のように単に電荷注入層材料の分子
量を増大させても結晶化を防止できないばかりか、あま
りの高分子化合物ではそのままの形では蒸着ができなく
なる。このため、分解的に蒸着したり、スピンコート法
を用いるなどの制約を生じてしまう。そこで、低分子化
合物を蒸着後に高分子量とする蒸着重合法が考えられる
が、重合させるための官能基が必要である。この官能基
はTPDなどの電荷輸送特性を低下させてしまうために
好ましくない。
The conventional problem of deterioration of the charge transport layer is solved if the charge transport layer material, particularly the charge injection layer material, does not crystallize at the interface with the transparent electrode or the metal electrode. However, crystallization cannot be prevented by simply increasing the molecular weight of the charge injection layer material as in the prior art, and vapor deposition cannot be performed as it is with a high molecular compound. For this reason, there are restrictions such as decomposing vapor deposition and using a spin coating method. Therefore, a vapor deposition polymerization method in which a low molecular weight compound has a high molecular weight after vapor deposition can be considered, but a functional group for polymerization is required. This functional group is not preferable because it deteriorates the charge transport property of TPD and the like.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、長期
間にわたって結晶化を生じない正孔注入層または正孔注
入輸送層を形成し、寿命の長い発光素子である、有機薄
膜ダイオードを提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an organic thin film diode, which is a light emitting device having a long life, which forms a hole injection layer or a hole injection transport layer that does not cause crystallization for a long period of time. To do.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】このような目的は、下記
(1)〜(6)の本発明により達成される。 (1)発光層、これと一体または別体に形成された正孔
注入層あるいは正孔注入輸送層を備えた有機薄膜ダイオ
ードにおいて、前記正孔注入層または正孔注入輸送層を
構成する芳香族化合物が、正孔輸送性官能基となり得る
N含有分子により架橋された1〜12の芳香環を有する
化合物であることを特徴とする有機薄膜ダイオード。 (2)前記正孔輸送性官能基となり得るN含有分子が、
窒素、アンモニア、1〜3級のアルキルアミンおよび1
〜3級のアリールアミンから選ばれた少なくとも1種で
ある上記(1)の有機薄膜ダイオード。 (3)発光層、これと一体または別体に形成された正孔
注入層あるいは正孔注入輸送層を備えた有機薄膜ダイオ
ードの製造方法において、1〜12の芳香環を有する化
合物と、正孔輸送性官能基となり得るN含有分子とを同
時に導入しながら、グロー放電重合法によって、前記1
〜12の芳香環を有する化合物を前記N含有分子によっ
て架橋し、前記正孔注入層または正孔注入兼輸送層を構
成する芳香族化合物を形成することを特徴とする有機薄
膜ダイオードの製造方法。 (4)前記グロー放電重合法が高周波電源を用いるプラ
ズマ重合法である上記(3)の有機薄膜ダイオードの製
造方法。 (5)前記グロー放電重合法が高周波電源を用い、さら
に成膜基板に負のバイアス電圧を印加するプラズマ重合
法である上記(3)の有機薄膜ダイオードの製造方法。 (6)前記正孔輸送性官能基となり得るN含有分子が、
窒素、アンモニア、1〜3級のアルキルアミンおよび1
〜3級のアリールアミンから選ばれた少なくとも1種で
ある上記(3)ないし(5)のいずれかの有機薄膜ダイ
オードの製造方法。
The above objects are achieved by the present invention described in (1) to (6) below. (1) In an organic thin film diode including a light emitting layer and a hole injecting layer or a hole injecting / transporting layer formed integrally with or separately from the light emitting layer, an aromatic compound constituting the hole injecting layer or the hole injecting / transporting layer. An organic thin-film diode, wherein the compound is a compound having 1 to 12 aromatic rings cross-linked by N-containing molecules capable of becoming a hole-transporting functional group. (2) The N-containing molecule that can be the hole-transporting functional group is
Nitrogen, ammonia, primary to tertiary alkyl amines and 1
~ The organic thin film diode of (1) above, which is at least one selected from tertiary arylamines. (3) A method of manufacturing an organic thin film diode comprising a light emitting layer, a hole injecting layer or a hole injecting and transporting layer formed integrally with or separately from the light emitting layer, wherein a compound having an aromatic ring of 1 to 12 and holes By introducing at the same time an N-containing molecule that can become a transportable functional group, the above-mentioned 1
A method for manufacturing an organic thin-film diode, which comprises cross-linking a compound having an aromatic ring of 1 to 12 with the N-containing molecule to form an aromatic compound constituting the hole injection layer or the hole injection / transport layer. (4) The method for producing an organic thin film diode according to (3), wherein the glow discharge polymerization method is a plasma polymerization method using a high frequency power source. (5) The method for producing an organic thin film diode according to (3) above, wherein the glow discharge polymerization method is a plasma polymerization method in which a high frequency power source is used and a negative bias voltage is applied to the film formation substrate. (6) The N-containing molecule that can be the hole-transporting functional group is
Nitrogen, ammonia, primary to tertiary alkyl amines and 1
~ The method for producing an organic thin film diode according to any one of (3) to (5) above, which is at least one selected from tertiary arylamines.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明の有機薄膜ダイオ
ードにおいては、前記正孔注入層または正孔注入兼輸送
層を構成する芳香族化合物が、正孔輸送性官能基となり
得るN含有分子により架橋された1〜12の芳香環を有
する化合物である。各1〜12の芳香環を有する化合物
は、上記架橋により固定され、結晶化が抑制されている
ので、劣化がすくなく、したがって、寿命の長い発光素
子を実現できる。さらに、上記架橋が正孔輸送性官能基
となり得るN含有分子で行われているので、得られた正
孔注入層または正孔注入兼輸送層を構成する芳香族化合
物は、その正孔輸送機能がより向上する。
In the organic thin film diode of the present invention, the aromatic compound constituting the hole injection layer or the hole injection / transport layer is formed by the N-containing molecule which can be a hole transport functional group. It is a compound having 1 to 12 crosslinked aromatic rings. The compounds each having 1 to 12 aromatic rings are fixed by the above-mentioned cross-linking and the crystallization is suppressed, so that deterioration is less likely to occur, and thus a light emitting device having a long life can be realized. Furthermore, since the above-mentioned cross-linking is performed with N-containing molecules capable of becoming a hole transporting functional group, the aromatic compound constituting the obtained hole injecting layer or hole injecting / transporting layer has a hole transporting function. Will be improved.

【0009】上記架橋は、1〜12の芳香環を有する化
合物と正孔輸送性官能基となり得るN含有分子を同時に
供給しながら、グロー放電重合法により行うことができ
る。
The above-mentioned cross-linking can be carried out by a glow discharge polymerization method while simultaneously supplying a compound having an aromatic ring of 1 to 12 and an N-containing molecule which can be a hole-transporting functional group.

【0010】[0010]

【具体的構成】以下、本発明の具体的構成について詳細
に説明する。
Specific Structure The specific structure of the present invention will be described in detail below.

【0011】本発明の有機薄膜ダイオードの構成例を図
1に示す。同図に示されるEL素子1は、基板2上に、
陽極3、正孔注入輸送層4、発光層5、電子注入輸送層
6、陰極7を順次有する。
An example of the structure of the organic thin film diode of the present invention is shown in FIG. The EL element 1 shown in FIG.
The anode 3, the hole injecting and transporting layer 4, the light emitting layer 5, the electron injecting and transporting layer 6, and the cathode 7 are sequentially provided.

【0012】発光層は、正孔および電子の注入機能、そ
れらの輸送機能、正孔と電子の再結合により励起子を生
成させる機能を有する。正孔注入輸送層は、陽極からの
正孔の注入を容易にする機能、正孔を輸送する機能およ
び電子の輸送を妨げる機能を有し、電子注入輸送層は、
陰極からの電子の注入を容易にする機能、電子を輸送す
る機能および正孔の輸送を妨げる機能を有するものであ
り、これらの層は、発光層へ注入される正孔や電子を増
大・閉じ込めさせ、再結合領域を最適化させ、発光効率
を改善する。電子注入輸送層および正孔注入輸送層は、
発光層に用いる化合物の電子注入、電子輸送、正孔注
入、正孔輸送の各機能の高さを考慮し、必要に応じて設
けられる。例えば、発光層に用いる化合物の正孔注入輸
送機能または電子注入輸送機能が高い場合には、正孔注
入輸送層または電子注入輸送層を設けずに、発光層が正
孔注入輸送層または電子注入輸送層を兼ねる構成とする
ことができる。また、正孔注入輸送層および電子注入輸
送層は、それぞれにおいて、注入機能をもつ層(正孔注
入層)と輸送機能をもつ層(正孔輸送層)とを別個に設
けてもよい。
The light emitting layer has a function of injecting holes and electrons, a function of transporting them, and a function of generating excitons by recombination of holes and electrons. The hole injecting and transporting layer has a function of facilitating injection of holes from the anode, a function of transporting holes and a function of hindering electron transport, and the electron injecting and transporting layer is
These layers have the function of facilitating the injection of electrons from the cathode, the function of transporting electrons, and the function of hindering the transport of holes. These layers increase and confine holes and electrons injected into the light-emitting layer. To optimize the recombination region and improve the luminous efficiency. The electron injecting and transporting layer and the hole injecting and transporting layer are
It is provided as necessary in consideration of the functions of electron injection, electron transport, hole injection, and hole transport of the compound used in the light emitting layer. For example, when the compound used for the light emitting layer has a high hole injecting / transporting function or an electron injecting / transporting function, the light emitting layer is not provided with the hole injecting / transporting layer or the electron injecting / transporting layer, and the light emitting layer is the hole injecting / transporting layer or the electron injecting / transporting layer. It can be configured to also serve as a transport layer. Further, in the hole injecting and transporting layer and the electron injecting and transporting layer, a layer having an injecting function (hole injecting layer) and a layer having a transporting function (hole transporting layer) may be separately provided.

【0013】そして、本発明の有機薄膜ダイオードにお
いては、発光層、これと一体または別体に形成された正
孔注入層あるいは正孔注入兼輸送層を構成する芳香族化
合物が、正孔輸送性官能基となり得るN含有分子により
架橋された1〜12の芳香環を有する化合物である。
In the organic thin film diode of the present invention, the aromatic compound constituting the light emitting layer, the hole injecting layer or the hole injecting / transporting layer formed integrally with or separately from the light emitting layer has a hole transporting property. It is a compound having 1 to 12 aromatic rings bridged by N-containing molecules that can be functional groups.

【0014】上記1〜12の芳香環を有する化合物にお
ける芳香環としては、ベンゼン環、ナフタレン環、ピリ
ジン環、チアゾール環、カルバゾール環、ピロール環、
フェノチアジン環、インドール環、チオフェン環等が挙
げられる。
The aromatic ring in the above-mentioned compound having an aromatic ring of 1 to 12 is a benzene ring, a naphthalene ring, a pyridine ring, a thiazole ring, a carbazole ring, a pyrrole ring,
Examples thereof include a phenothiazine ring, an indole ring, and a thiophene ring.

【0015】上記化合物は、上記したように、芳香環を
1〜12個有するが、特に3〜8個有することが好まし
い。
As described above, the above compound has 1 to 12 aromatic rings, but preferably has 3 to 8 aromatic rings.

【0016】上記ベンゼン環を有する化合物としては、
例えば、トリフェニルアミン(TPA:下記化1)、
N,N’−ジフェニル−N,N’−ビス(3−メチルフ
ェニル)−〔1,1’−ビフェニル〕−4,4’−ジア
ミン(TPD:下記化2)、N,N,N’,N’−テト
ラフェニル−p−フェニレンジアミン(TPPD:下記
化3)、1,3,5−トリス(ジフェニルアミノ)ベン
ゼン(TDAB:下記化4)、1,3,5−トリス(3
−メチルフェニルフェニルアミノ)ベンゼン(MTDA
B:下記化5)、4,4’,4”−トリス(フェノチア
ジニル)トリフェニルアミン(TPTTA:下記化
6)、1,3,5−トリス(N−フェニル−N−2−チ
エニルアミノ)ベンゼン(TPTAB:下記化7)等を
挙げることができる。
As the above-mentioned compound having a benzene ring,
For example, triphenylamine (TPA: the following chemical formula 1),
N, N'-diphenyl-N, N'-bis (3-methylphenyl)-[1,1'-biphenyl] -4,4'-diamine (TPD: the following chemical formula 2), N, N, N ', N′-tetraphenyl-p-phenylenediamine (TPPD: chemical formula 3 below), 1,3,5-tris (diphenylamino) benzene (TDAB: chemical formula 4 below), 1,3,5-tris (3)
-Methylphenylphenylamino) benzene (MTDA
B: the following chemical formula 5), 4,4 ′, 4 ″ -tris (phenothiazinyl) triphenylamine (TPTTA: the following chemical formula 6), 1,3,5-tris (N-phenyl-N-2-thienylamino) Examples thereof include benzene (TPTAB: the following chemical formula 7).

【0017】[0017]

【化1】 Embedded image

【0018】[0018]

【化2】 Embedded image

【0019】[0019]

【化3】 Embedded image

【0020】[0020]

【化4】 [Chemical 4]

【0021】[0021]

【化5】 Embedded image

【0022】[0022]

【化6】 [Chemical 6]

【0023】[0023]

【化7】 [Chemical 7]

【0024】また、ナフタレン環を有する化合物として
は、例えば、N,N’−ジフェニル−N,N’−ビス
(1−ナフチル)−〔1,1’−ビフェニル〕−4,
4’−ジアミン(PNBPD:下記化8)N,N’−
(2−ナフチル)−N,N’−ビス(3−メチルフェニ
ル)−[1,1’−ビフェニル]−4,4’−ジアミン
(下記化9)、N,N,N’,N’−テトラ(1−ナフ
チル)−[1,1’−ビフェニル]−4,4’−ジアミ
ン(下記化10)、N,N,N’,N’−テトラ(2−
ナフチル)−[1,1’−ビフェニル]−4,4’−ジ
アミン(下記化11)等を挙げることができる。
Examples of the compound having a naphthalene ring include N, N'-diphenyl-N, N'-bis (1-naphthyl)-[1,1'-biphenyl] -4,
4'-diamine (PNBPD: the following chemical formula 8) N, N'-
(2-naphthyl) -N, N'-bis (3-methylphenyl)-[1,1'-biphenyl] -4,4'-diamine (Formula 9 below), N, N, N ', N'- Tetra (1-naphthyl)-[1,1'-biphenyl] -4,4'-diamine (the following chemical formula 10), N, N, N ', N'-tetra (2-
Naphthyl)-[1,1'-biphenyl] -4,4'-diamine (the following chemical formula 11) and the like can be mentioned.

【0025】[0025]

【化8】 Embedded image

【0026】[0026]

【化9】 [Chemical 9]

【0027】[0027]

【化10】 [Chemical 10]

【0028】[0028]

【化11】 [Chemical 11]

【0029】上記ピリジン環を有する化合物としては、
例えば、N,N’−ビス(4−ピリジル)−N,N’−
ビス(3−メチルフェニル)−〔1,1’−ビフェニ
ル〕−4,4’−ジアミン(BPTBA:下記化1
2)、1,3,5−トリス−(N−フェニル−N−4−
ピリジル)トリアミノベンゼン(下記化13)、4,
4’−ビピリジン(下記化14)、N,N’−ビス(3
−メチルフェニル)−N,N’−ビス(7−キノリル)
−[1,1’−ビフェニル]−4,4’−ジアミン(下
記化15)等を挙げることができる。
The compound having a pyridine ring is
For example, N, N'-bis (4-pyridyl) -N, N'-
Bis (3-methylphenyl)-[1,1'-biphenyl] -4,4'-diamine (BPTBA:
2), 1,3,5-tris- (N-phenyl-N-4-
Pyridyl) triaminobenzene (Chemical Formula 13 below), 4,
4'-bipyridine (Chemical Formula 14 below), N, N'-bis (3
-Methylphenyl) -N, N'-bis (7-quinolyl)
-[1,1'-biphenyl] -4,4'-diamine (the following chemical formula 15) and the like can be mentioned.

【0030】[0030]

【化12】 [Chemical 12]

【0031】[0031]

【化13】 [Chemical 13]

【0032】[0032]

【化14】 Embedded image

【0033】[0033]

【化15】 [Chemical 15]

【0034】チアゾール環を有する化合物としては、例
えばN,N’−ジフェニル−N,N’−ビス(5−ベン
ゾチアゾリル)−[1,1’−ビフェニル]−4,4’
−ジアミン(下記化16)、N,N,N’,N’−テト
ラ−(5−ベンゾチアゾリル)−[1,1’−ビフェニ
ル]−4,4’−ジアミン(下記化17)、4,4’,
4”−トリス(N−ベンゾチアゾリル)トリフェニルア
ミン(TBTTPA:下記化18)等を挙げることがで
きる。
Examples of the compound having a thiazole ring include N, N'-diphenyl-N, N'-bis (5-benzothiazolyl)-[1,1'-biphenyl] -4,4 '.
-Diamine (Chemical Formula 16 below), N, N, N ', N'-tetra- (5-benzothiazolyl)-[1,1'-biphenyl] -4,4'-diamine (Chemical Formula 17 below), 4,4 ',
4 ″ -tris (N-benzothiazolyl) triphenylamine (TBTTPA: the following chemical formula 18) and the like can be mentioned.

【0035】[0035]

【化16】 Embedded image

【0036】[0036]

【化17】 [Chemical 17]

【0037】[0037]

【化18】 Embedded image

【0038】上記カルバゾール環を有する化合物として
は、例えば、4,4’,4”−トリス(N−カルバゾイ
ル)トリフェニルアミン(TCTA:下記化19)、
1,3,5−トリス(N−カルバゾリル)ベンゼン(下
記化20)等を挙げることができる。
Examples of the compound having a carbazole ring include, for example, 4,4 ′, 4 ″ -tris (N-carbazoyl) triphenylamine (TCTA: the following chemical formula 19),
1,3,5-tris (N-carbazolyl) benzene (the following chemical formula 20) and the like can be mentioned.

【0039】[0039]

【化19】 [Chemical 19]

【0040】[0040]

【化20】 Embedded image

【0041】ピロール環を有する化合物としては、例え
ばN,N’−ビフェニル−N,N’−ビス(2−ピロー
リル)−〔1,1’−ビフェニル〕−4,4’−ジアミ
ン(BPPBA:下記化21)、1,3,5−トリス
(N−フェニル−N−2−ピローリル)トリアミノベン
ゼン(下記化22)等を挙げることができる。
Examples of the compound having a pyrrole ring include N, N'-biphenyl-N, N'-bis (2-pyrrolyl)-[1,1'-biphenyl] -4,4'-diamine (BPPBA: Chemical formula 21), 1,3,5-tris (N-phenyl-N-2-pyrrolyl) triaminobenzene (chemical formula 22 below) and the like can be mentioned.

【0042】[0042]

【化21】 [Chemical 21]

【0043】[0043]

【化22】 [Chemical formula 22]

【0044】上記フェノチアジン環を有する化合物とし
ては、例えば、上記化6で示された化合物等を挙げるこ
とができる。
Examples of the compound having a phenothiazine ring include the compounds represented by the above chemical formula 6 and the like.

【0045】インドール環を有する化合物としては、例
えば1,4−ビス(N−インドリル)ベンゼン(下記化
23)等を挙げることができる。
Examples of the compound having an indole ring include 1,4-bis (N-indolyl) benzene (Chemical Formula 23 below) and the like.

【0046】[0046]

【化23】 [Chemical formula 23]

【0047】以上の中で、芳香環としては、特にベンゼ
ン環が好ましく、また、このような芳香環を有する化合
物としては、上記化1〜7で表された化合物であること
が好ましい。
Of the above, the aromatic ring is particularly preferably a benzene ring, and the compound having such an aromatic ring is preferably the compound represented by the above Chemical Formulas 1 to 7.

【0048】一方、上記正孔輸送性官能基となり得るN
含有分子は、例えば、窒素、アンモニア、1〜3級のア
ルキルアミン、1〜3級のアリールアミン等から選ばれ
た少なくとも1種であることが好ましい。上記1〜3級
のアルキルアミンにおいては、炭素数1〜12、特に3
〜9個のアルキル基を持つものであることが好ましい。
また、上記1〜3級のアリールアミンにおいては、炭素
数6〜18個のアリール基を持つものであることが好ま
しい。
On the other hand, N, which can be the above-mentioned hole-transporting functional group,
The contained molecule is preferably at least one selected from nitrogen, ammonia, primary to tertiary alkyl amines, primary to tertiary aryl amines, and the like. In the above-mentioned primary to tertiary alkylamines, the number of carbon atoms is 1 to 12, especially 3
It is preferable that it has from ~ 9 alkyl groups.
In addition, the above-mentioned primary to tertiary arylamines preferably have an aryl group having 6 to 18 carbon atoms.

【0049】そして、本発明において、上記芳香環を有
する化合物とN含有分子との好ましい組み合わせの例
は、下記の通りである。
In the present invention, examples of preferable combinations of the compound having an aromatic ring and the N-containing molecule are as follows.

【0050】TPA:アニリン TPA:窒素 TPA:アンモニア TPD:トリエチルアミンTPA: aniline TPA: nitrogen TPA: ammonia TPD: triethylamine

【0051】上記発光層は、蛍光性物質を含む。蛍光性
物質としては、例えば、特開昭63−264692号公
報に開示されているような化合物、例えば金属錯体色
素、クマリン、キナクリドン、ルブレン、スチリル系色
素等の化合物から選択される少なくとも1種が挙げられ
る。例えば、テトラフェニルブタジエン、アントラセ
ン、ペリレン、コロネン、12−フタロペリノン誘導
体、トリス(8−キノリノラト)アルミニウム等の有機
蛍光体である。
The light emitting layer contains a fluorescent substance. Examples of the fluorescent substance include at least one compound selected from compounds such as those disclosed in JP-A-63-264692, such as metal complex dyes, coumarin, quinacridone, rubrene, and styryl dyes. Can be mentioned. Examples thereof include organic phosphors such as tetraphenyl butadiene, anthracene, perylene, coronene, 12-phthaloperinone derivatives, and tris (8-quinolinolato) aluminum.

【0052】また、発光層には、一重項酸素クエンチャ
ーが含有されていてもよい。このようなクエンチャーと
しては、ニッケル錯体や、ルブレン、ジフェニルイソベ
ンゾフラン、3級アミン等が挙げられる。
Further, the light emitting layer may contain a singlet oxygen quencher. Examples of such a quencher include nickel complexes, rubrene, diphenylisobenzofuran, tertiary amines, and the like.

【0053】電子注入輸送層には、トリス(8−キノリ
ノラト)アルミニウムなどの有機金属錯体誘導体、オキ
サジアゾール誘導体、ピリジン誘導体、ピリミジン誘導
体、キノリン誘導体、キノキサリン誘導体、ジフェニル
キノン誘導体、ペリレン誘導体、フルオレン誘導体等を
用いることができる。
The electron injecting and transporting layer includes an organometallic complex derivative such as tris (8-quinolinolato) aluminum, an oxadiazole derivative, a pyridine derivative, a pyrimidine derivative, a quinoline derivative, a quinoxaline derivative, a diphenylquinone derivative, a perylene derivative, and a fluorene derivative. Etc. can be used.

【0054】正孔注入輸送層を正孔注入層と正孔輸送層
とに分けて設層する場合は、正孔注入輸送層用の化合物
のなかから好ましい組合せを選択して用いることができ
る。このとき、陽極(ITO等)側からイオン化ポテン
シャルの小さい化合物の層の順に積層することが好まし
い。また陽極表面には薄膜性の良好な化合物を用いるこ
とが好ましい。このような積層順については、正孔注入
輸送層を2層以上設けるときも同様である。このような
積層順とすることによって、駆動電圧が低下し、電流リ
ークの発生や部分的非発光部(ダークスポット)の発生
・成長を防ぐことができる。また、素子化する場合、蒸
着を用いているので1〜10nm程度の薄い膜も、均一か
つピンホールフリーとすることができるため、正孔注入
層にイオン化ポテンシャルが小さく、可視部に吸収をも
つような化合物を用いても、発光色の色調変化や再吸収
による効率の低下を防ぐことができる。
When the hole injecting and transporting layer is separately formed into the hole injecting layer and the hole transporting layer, preferred combinations can be selected and used from the compounds for the hole injecting and transporting layer. At this time, it is preferable to stack layers of a compound having a small ionization potential in order from the anode (ITO or the like) side. Further, it is preferable to use a compound having a good thin film property on the surface of the anode. This stacking order is the same when two or more hole injecting and transporting layers are provided. By adopting such a stacking order, the driving voltage is lowered, and it is possible to prevent the occurrence of current leakage and the generation / growth of a partial non-light emitting portion (dark spot). In addition, since vapor deposition is used to form a device, a thin film of about 1 to 10 nm can be made uniform and pinhole-free, so that the hole injection layer has a small ionization potential and absorption in the visible region. Even if such a compound is used, it is possible to prevent a decrease in efficiency due to a change in the color tone of the emission color or reabsorption.

【0055】電子注入輸送層を電子注入層と電子輸送層
とに分けて設層する場合は、電子注入輸送層用の化合物
のなかから好ましい組合せを選択して用いることができ
る。このとき、陰極側から電子親和力の値の大きい化合
物の層の順に積層することが好ましい。このような積層
順については電子注入輸送層を2層以上設けるときも同
様である。
When the electron injecting and transporting layer is separately formed into the electron injecting layer and the electron transporting layer, preferred combinations can be selected and used from the compounds for the electron injecting and transporting layer. At this time, it is preferable to stack the compound layers having a large electron affinity value in this order from the cathode side. The stacking order is the same when two or more electron injecting and transporting layers are provided.

【0056】発光層の厚さ、正孔注入輸送層の厚さおよ
び電子注入輸送層の厚さは特に限定されず、形成方法に
よっても異なるが、1層当たり、通常、1〜1000nm
程度、特に8〜200nmとすることが好ましい。
The thickness of the light emitting layer, the thickness of the hole injecting and transporting layer, and the thickness of the electron injecting and transporting layer are not particularly limited, and are usually 1 to 1000 nm per layer, although they vary depending on the forming method.
It is preferably about 8 to 200 nm.

【0057】正孔注入輸送層の厚さおよび電子注入輸送
層の厚さは、再結合・発光領域の設計によるが、発光層
の厚さと同程度もしくは1/10〜10倍程度とすれば
よい。電子もしくは正孔の、各々の注入層と輸送層を分
ける場合は、注入層は1nm以上、輸送層は20nm以上と
するのが好ましい。このときの注入層、輸送層の厚さの
上限は、通常、注入層で100nm程度、輸送層で100
0nm程度である。このような膜厚については、注入輸送
層を2層設け、第一および第二注入輸送層とする場合も
同じである。
The thickness of the hole injecting / transporting layer and the thickness of the electron injecting / transporting layer may be the same as the thickness of the light emitting layer or about 1/10 to 10 times, although it depends on the design of the recombination / light emitting region. . When the electron injection layer and the electron injection layer are separated from the transport layer, it is preferable that the injection layer has a thickness of 1 nm or more and the transport layer has a thickness of 20 nm or more. At this time, the upper limit of the thickness of the injection layer and the transport layer is usually about 100 nm in the injection layer and 100 in the transport layer.
It is about 0 nm. Such a film thickness is the same when two injecting and transporting layers are provided to form the first and second injecting and transporting layers.

【0058】また、組み合わせる発光層や電子注入輸送
層や正孔注入輸送層のキャリア移動度やキャリア密度
(イオン化ポテンシャル・電子親和力により決まる)を
考慮しながら、膜厚をコントロールすることで、再結合
領域・発光領域を自由に設計することが可能であり、発
光色の設計や、両電極の干渉効果による発光輝度・発光
スペクトルの制御や、発光の空間分布の制御を可能にで
きる。
Further, the recombination is performed by controlling the film thickness while considering the carrier mobility and carrier density (determined by the ionization potential and electron affinity) of the light emitting layer, electron injecting and transporting layer and hole injecting and transporting layer to be combined. It is possible to freely design the area and the light emitting area, and it is possible to design the light emitting color, control the light emitting luminance and the light emitting spectrum by the interference effect of both electrodes, and control the spatial distribution of light emission.

【0059】EL素子を面発光させるためには、少なく
とも一方の電極が透明ないし半透明である必要があり、
上記したように陰極の材料には制限があるので、好まし
くは発光光の透過率が80%以上となるように陽極の材
料および厚さを決定することが好ましい。具体的には、
例えば、ITO、SnO2 、Ni、Au、Pt、Pd、
ドーパントをドープしたポリピロールなどを陽極に用い
ることが好ましい。また、陽極の厚さは10〜500nm
程度とすることが好ましい。また、素子の信頼性を向上
するために駆動電圧が低いことが必要であるが、好まし
いものとして10〜30Ω/□のITOが挙げられる。
At least one of the electrodes must be transparent or semi-transparent in order to allow the EL element to emit surface light.
Since the material of the cathode is limited as described above, it is preferable to determine the material and the thickness of the anode so that the transmittance of emitted light is 80% or more. In particular,
For example, ITO, SnO 2 , Ni, Au, Pt, Pd,
It is preferable to use polypyrrole doped with a dopant for the anode. The thickness of the anode is 10-500 nm
It is preferable to set the degree. In addition, it is necessary that the driving voltage is low in order to improve the reliability of the device, but ITO of 10 to 30 Ω / □ is preferable.

【0060】基板材料に特に制限はないが、図示例では
基板側から発光光を取り出すため、ガラスや樹脂等の透
明ないし半透明材料を用いる。また、基板に色フィルタ
ー膜や誘電体反射膜を用いて発光色をコントロールして
もよい。
The substrate material is not particularly limited, but in the illustrated example, a transparent or semitransparent material such as glass or resin is used in order to take out emitted light from the substrate side. Further, a color filter film or a dielectric reflection film may be used on the substrate to control the emission color.

【0061】なお、基板に不透明な材料を用いる場合に
は、図1に示される積層順序を逆にしてもよい。
When an opaque material is used for the substrate, the stacking order shown in FIG. 1 may be reversed.

【0062】次に、本発明の有機薄膜ダイオードの特徴
部分である上記芳香族化合物から構成される正孔注入層
または正孔注入輸送層の製造方法について説明する。以
下、正孔注入層または正孔注入輸送層を正孔注入輸送層
として説明する。
Next, a method of manufacturing the hole injecting layer or the hole injecting and transporting layer composed of the above aromatic compound, which is a characteristic part of the organic thin film diode of the present invention, will be described. Hereinafter, the hole injection layer or the hole injection transport layer will be described as the hole injection transport layer.

【0063】本発明の正孔注入輸送層を構成する芳香族
化合物は、上記1〜12の芳香環を有する化合物(以
下、モノマーと称することがある)と、上記正孔輸送性
官能基となり得るN含有分子とを導入しながら、グロー
放電重合法、特にプラズマ重合法によって、前記モノマ
ーを前記N含有分子によって架橋して得られる。
The aromatic compound constituting the hole injecting and transporting layer of the present invention can serve as the hole transporting functional group together with the compound having an aromatic ring of 1 to 12 (hereinafter sometimes referred to as a monomer). It can be obtained by cross-linking the monomer with the N-containing molecule by a glow discharge polymerization method, particularly a plasma polymerization method while introducing the N-containing molecule.

【0064】このようにグロー放電重合、特にプラズマ
重合により得られた芳香族化合物は、結晶化が抑止さ
れ、本発明の効果を奏する。
As described above, the aromatic compound obtained by glow discharge polymerization, particularly plasma polymerization, has the effect of the present invention because crystallization is suppressed.

【0065】すなわち、例えばTPDそのものだけをグ
ロー放電重合させるよりも、アミノ基など正孔輸送を担
う官能基となり得る分子を積極的に導入しながら重合さ
せることによって、正孔注入特性および正孔特性をほと
んど低下させることなく、結晶性を完全に失わせること
ができる。
That is, for example, rather than glow discharge polymerization of TPD itself, by positively introducing and polymerizing a molecule such as an amino group that can be a functional group responsible for hole transport, the hole injection characteristics and the hole characteristics can be improved. The crystallinity can be completely lost with almost no decrease.

【0066】グロー放電重合法には、グロー放電を起こ
すための電源の種類によって、直流法、交流法、高周波
法があるが、いずれを用いてもよい。また、高分子膜を
電極上に直接形成する直接法、放電電極以外のところに
膜形成させる間接法、両者を併合した3極法、さらには
間接法の一種でガラス管の外側に巻いたコイルに高周波
電流を印加して重合させる無極法に分類することもでき
るが、これらのいずれの方法を用いてもよい。
The glow discharge polymerization method includes a direct current method, an alternating current method, and a high frequency method depending on the type of power source for causing glow discharge, but any method may be used. Also, a direct method of forming a polymer film directly on an electrode, an indirect method of forming a film on a portion other than a discharge electrode, a three-pole method combining both, and a kind of indirect method, a coil wound on the outside of a glass tube. The method can be classified into a non-polar method in which a high-frequency current is applied to polymerize, but any of these methods may be used.

【0067】グロー放電重合は、C−C、C=C、C≡
C結合、芳香族、複素環などを有するほとんどの有機単
量体化合物がモノマー分子として、放電による電子衝撃
を受けて各種のフリーラジカル、励起ラジカル、イオン
ラジカルおよび、イオンとなり、これらが活性種となっ
て重合反応が進行する。得られた重合膜は一般に、膜厚
数百A から数千A の範囲では、十A 程度の精度で膜厚制
御が可能である。また、重合時の真空度は通常に10-1
〜1Torr付近でよい。
Glow discharge polymerization is carried out by C--C, C = C, C≡
Most organic monomer compounds having C bonds, aromatics, heterocycles, etc. as monomer molecules are subjected to electron impact by discharge to become various free radicals, excited radicals, ion radicals, and ions, and these become active species. Then, the polymerization reaction proceeds. In general, the obtained polymerized film can control the film thickness with an accuracy of about 10 A in the film thickness range of several hundred A to several thousand A. The degree of vacuum during polymerization is usually 10 -1.
It should be around 1 Torr.

【0068】本発明においては、特に、高周波電源を用
いる低温プラズマ重合法を用いることが好ましい。
In the present invention, it is particularly preferable to use a low temperature plasma polymerization method using a high frequency power source.

【0069】このような低温プラズマ重合法を実施する
ためのプラズマ重合装置10の1例を図2に示した。
An example of a plasma polymerization apparatus 10 for carrying out such a low temperature plasma polymerization method is shown in FIG.

【0070】図2において、符号11は真空チャンバー
であり、このチャンバー11内には、陰極板12および
陽極板13が対向して配置されている。陽極板13に高
周波電源14が接続され、高周波電流が印加されるよう
になっており、陰極板12はアースされている。基板2
は、通常上記陰極板12上に設置される。基板2は、成
膜がより均一に行われるように回転されることが好まし
い。このとき、基板2は、図2に示されているように、
バイアス電源(直流)15により負のバイアス電圧(直
流)が印加されていることが好ましい。その電圧は−5
〜−500V であり望ましくは−10〜−100V 、さ
らに望ましくは−20〜−60V である。基板に負の電
圧を印加させる目的は架橋による安定化を促進させるも
のである。また、基板2を陽極板13上に設置し、その
セルフバイアスを利用してもよい。なお、図2におい
て、Eは電界を示し、Pはプラズマを示す。
In FIG. 2, reference numeral 11 is a vacuum chamber, and in this chamber 11, a cathode plate 12 and an anode plate 13 are arranged so as to face each other. A high frequency power source 14 is connected to the anode plate 13 so that a high frequency current is applied thereto, and the cathode plate 12 is grounded. Substrate 2
Are usually installed on the cathode plate 12. The substrate 2 is preferably rotated so that the film formation is more uniform. At this time, the substrate 2 is, as shown in FIG.
A negative bias voltage (DC) is preferably applied by the bias power supply (DC) 15. The voltage is -5
The voltage is in the range of -500V, preferably -10 to -100V, and more preferably -20 to -60V. The purpose of applying a negative voltage to the substrate is to promote stabilization by crosslinking. Alternatively, the substrate 2 may be placed on the anode plate 13 and its self-bias may be utilized. In FIG. 2, E indicates an electric field and P indicates plasma.

【0071】プラズマ重合に用いる高周波電源の周波数
は1K 〜100GHz の範囲であることが好ましい。rf
電源、MW電源によく用いられるそれぞれ13.56MH
z 、22.4GHz を含むものである。
The frequency of the high frequency power source used for plasma polymerization is preferably in the range of 1K to 100GHz. rf
13.56MH, which is often used for power supply and MW power supply
z and 22.4 GHz are included.

【0072】上記チャンバー11には、導入路16が設
けられており、この導入路16から、上記モノマーとN
含有分子が気体状態あるいは液体状態でチャンバー11
内に導入される。このように、チャンバー11内に導入
された上記モノマーとN含有分子は、電極間に発生され
たプラズマの作用を受けて、上記モノマーがN含有分子
により架橋された状態で上記基板上に成膜される。
An introduction passage 16 is provided in the chamber 11, and the monomer and N 2 are introduced from the introduction passage 16.
Chamber 11 containing molecules in gas or liquid state
Introduced within. As described above, the monomer and the N-containing molecule introduced into the chamber 11 are subjected to the action of the plasma generated between the electrodes, and the monomer is cross-linked by the N-containing molecule to form a film on the substrate. To be done.

【0073】上記架橋により膜材料の結晶化を完全に防
止することができ、また電荷輸送性官能基構造をほとん
ど残すことが可能であるため単量体自身の蒸着膜とほぼ
同様の電荷輸送性を保持させることが可能である。
By the above-mentioned crosslinking, crystallization of the film material can be completely prevented, and most of the charge transporting functional group structure can be left, so that the charge transporting property is almost the same as the vapor deposition film of the monomer itself. Can be held.

【0074】モノマーの導入方法としては、気体または
液体であれば比較的容易で、そのまま、あるいは加温し
て気化させ、チャンバー内に導入すればよい。例えば、
比較的高い蒸気圧を有する芳香族アミン類単独あるいは
他の芳香族化合物との混合蒸気を導入すればよい。しか
しながら、蒸気となりにくいTPDなどをモノマーとす
る場合には、必要に応じて加熱により昇華させて導入す
ればよい。この時、導入経路を一定温度以上に保温する
必要がある。
The method of introducing the monomer is relatively easy as long as it is a gas or a liquid, and it may be introduced as it is or after it is heated to be vaporized and introduced into the chamber. For example,
Aromatic amines having a relatively high vapor pressure alone or a mixed vapor with other aromatic compounds may be introduced. However, when using TPD or the like, which is less likely to become vapor, as a monomer, it may be introduced by sublimation by heating as necessary. At this time, it is necessary to keep the temperature of the introduction path at a certain temperature or higher.

【0075】こうして得られた膜における架橋構造は一
定ではなく、特定することは一般に困難である。すなわ
ち、架橋反応により膜全体が一体構造となってしまうか
らである。しかし、赤外吸収スペクトルにより1250
〜1360cm-1に芳香族アミンの強い吸収が幅広く観察
されることから、本発明が目的とする上記架橋構造が形
成されていることが推定される。
The crosslinked structure in the film thus obtained is not constant and is generally difficult to identify. That is, the entire film becomes an integral structure due to the crosslinking reaction. However, due to the infrared absorption spectrum, 1250
Since strong absorption of aromatic amines is widely observed at ˜1360 cm −1 , it is presumed that the above-mentioned crosslinked structure intended by the present invention is formed.

【0076】このようにして作成された素子は発光のた
めの電流により発熱を生じても長期間にわたって結晶化
することなく、均一な薄膜を維持できる。したがって、
このようなプラズマ重合薄膜上にアルミキノリノール錯
体などの発光材料を積層し、さらに、AgMg電極を積
層、最後に保護膜として、SiO2 膜などをスパッタに
て形成した発光素子は、きわめて安定な発光品質を得る
ことができる。
The device thus manufactured can maintain a uniform thin film without being crystallized for a long period of time even if heat is generated by a current for light emission. Therefore,
A light-emitting element in which a light-emitting material such as an aluminum quinolinol complex is laminated on such a plasma-polymerized thin film, an AgMg electrode is further laminated, and finally a SiO 2 film or the like is formed as a protective film by sputtering is extremely stable. You can get quality.

【0077】本発明の有機薄膜ダイオードは、通常、直
流駆動型のEL素子として用いられるが、交流駆動また
はパルス駆動とすることもできる。印加電圧は、通常、
2〜20V 程度とされる。
The organic thin film diode of the present invention is usually used as a direct current drive type EL element, but it can be driven by alternating current or pulse drive. The applied voltage is usually
It is about 2 to 20V.

【0078】[0078]

【実施例】以下、本発明の具体的実施例を示し、本発明
をさらに詳細に説明する。
EXAMPLES The present invention will be described in more detail below by showing specific examples of the present invention.

【0079】実施例1 透明なポリカーボネートシート上に透明電極(ITO)
を形成し、芳香環を有する化合物およびN含有分子を表
1に示したように選択し、上記図2に示した構造のプラ
ズマ重合装置を用い次のようにして上記基板上に厚さ8
0nm程度の正孔注入輸送層としての芳香環化合物層を形
成した。
Example 1 A transparent electrode (ITO) on a transparent polycarbonate sheet
The compound having an aromatic ring and the N-containing molecule are selected as shown in Table 1, and a thickness of 8 is formed on the substrate by using the plasma polymerization apparatus having the structure shown in FIG.
An aromatic ring compound layer as a hole injecting and transporting layer having a thickness of about 0 nm was formed.

【0080】まず、rf対向電極に基板をセットした。
装置を2×10-3Torrまで真空吸引した後、表1に示し
た芳香環を有する化合物を3SCCMと、N含有分子を2SC
CMとを導入し、装置内を0.075Torrにした。この状
態で、13.56MHz のrf電源を50W 印加して、プ
ラズマ放電を行なわさせ、サンプルNo. 1〜36のN含
有分子で架橋された芳香環化合物層を形成した。これら
を40℃、90%の環境に放置したが、すべて1000
時間後も結晶化しなかった。一方、比較のため、上記サ
ンプルNo. 3でN含有分子を導入しなかったものをサン
プルNo. 37、TPDを蒸着により形成したものをサン
プルNo. 38とし、上記と同様の環境に放置したとこ
ろ、ともに24時間以内に結晶化してしまった。
First, the substrate was set on the rf counter electrode.
After vacuum suctioning the apparatus to 2 × 10 −3 Torr, 3 SCCM of the compound having an aromatic ring and 2 SC of the N-containing molecule shown in Table 1 were used.
CM and was introduced, and the inside of the apparatus was adjusted to 0.075 Torr. In this state, an rf power source of 13.56 MHz was applied at 50 W for plasma discharge to form an aromatic ring compound layer crosslinked with N-containing molecules of Sample Nos. 1 to 36. These were left in an environment of 40 ° C and 90%, but all 1000
It did not crystallize after hours. On the other hand, for comparison, sample No. 3 in which N-containing molecules were not introduced was sample No. 37, TPD was formed by vapor deposition as sample No. 38, and the sample was left in the same environment as above. , Both crystallized within 24 hours.

【0081】[0081]

【表1】 [Table 1]

【0082】上記のように作製した正孔注入輸送層の上
に、真空を保ったままでトリス(8−キノリノラト)ア
ルミニウムを発光層として蒸着した。さらに、Agおよ
びMgを陰極として蒸着し、さらに全体をSiNで覆っ
て保護膜として実施例のサンプルNo. 1〜36および比
較例のサンプルNo. 37および38の有機薄膜ダイオー
ドを形成した。これらの有機薄膜ダイオードについて、
10mAで定電流駆動し、初期の発光輝度および輝度半減
時間を測定した。その結果を上記表1に示した。
Tris (8-quinolinolato) aluminum was vapor-deposited as a light emitting layer on the hole injecting and transporting layer produced as described above while maintaining a vacuum. Furthermore, Ag and Mg were vapor-deposited as a cathode, the whole was covered with SiN, and the organic thin film diode of sample No. 1-36 of an Example and sample No. 37 and 38 of a comparative example was formed as a protective film. For these organic thin film diodes,
The device was driven at a constant current of 10 mA, and the initial emission luminance and the luminance half-life were measured. The results are shown in Table 1 above.

【0083】本発明の実施例においては、発光輝度で2
00cd/cm2程度以上、輝度半減時間で140時間程度以
上であった。なお、TPDをトリエチルアミンでグロー
放電重合したサンプルNo. 3においては、初期発光輝度
で208cd/cm2、輝度半減時間で320時間であった。
これに対して、比較例のサンプルNo. 37、38は、サ
ンプルNo. 38で初期発光輝度が290cd/cm2とサンプ
ルNo. 3の初期発光輝度を上回ったが、輝度半減時間が
いずれも150時間以下でサンプルNo. 3の半分以下で
あった。
In the embodiment of the present invention, the emission brightness is 2
It was about 00 cd / cm 2 or more, and the brightness half-life was about 140 hours or more. Sample No. 3, which was obtained by glow discharge polymerization of TPD with triethylamine, had an initial emission luminance of 208 cd / cm 2 and a luminance half-life of 320 hours.
On the other hand, in the sample Nos. 37 and 38 of the comparative example, the initial light emission luminance of the sample No. 38 was 290 cd / cm 2, which was higher than the initial light emission luminance of the sample No. 3, but the luminance half time was 150 in each case. It was less than half of Sample No. 3 in less than time.

【0084】実施例2 また、上記サンプルNo. 2、3、5、12、13、2
0、23、25、29および36につき、対向電極にD
Cバイアス電源で−40V 印加したこと以外は上記と同
様にして、表2のサンプルNo. 41、42、43、4
4、45、46、47、48、49および50の架橋芳
香族化合物の正孔注入輸送層をプラズマ重合によって成
膜した。
Example 2 Also, the above sample Nos. 2, 3, 5, 12, 13, 2
0, 23, 25, 29 and 36 have D on the counter electrode
Sample Nos. 41, 42, 43, 4 of Table 2 were prepared in the same manner as above except that -40 V was applied by the C bias power source.
Hole-injecting and transporting layers of 4, 45, 46, 47, 48, 49 and 50 crosslinked aromatic compounds were deposited by plasma polymerization.

【0085】これらを40℃、90%の環境に放置した
が、すべて1000時間後も結晶化しなかった。
These were left in an environment of 40 ° C. and 90%, but all did not crystallize even after 1000 hours.

【0086】これらのサンプルを用い上記と同様にし
て、それぞれのサンプルの有機薄膜ダイオードを作製
し、上記と同様に初期の発光輝度および輝度半減時間を
測定した。その結果を表2に示した。
Using these samples, the organic thin film diodes of the respective samples were produced in the same manner as above, and the initial emission luminance and the luminance half-life were measured in the same manner as above. The results are shown in Table 2.

【0087】[0087]

【表2】 [Table 2]

【0088】この表から分かるように、バイアス電圧を
印加した状態で、プラズマ重合させて得たサンプルは、
印加しない場合に比べて、初期の発光輝度および輝度半
減時間ともに向上した。
As can be seen from this table, the sample obtained by plasma polymerization with a bias voltage applied,
Both the initial emission luminance and the luminance half-life were improved as compared with the case where no voltage was applied.

【0089】[0089]

【発明の効果】本発明による効果を下記する。簡単な化
合物が利用できるために、新たに面倒な合成をしなくと
も済むので、材料コストを抑制できる。簡単な化合物で
あるために精製が容易である。一貫した真空装置内で成
膜できるために、水や酸素などからの劣化を防止するこ
とができる。架橋構造を持たせることにより、結晶化を
防止できるために信頼性が向上する。電荷輸送性官能基
を導入することにより、本来の性能を維持することがで
き、低電圧駆動が可能となる。
The effects of the present invention are as follows. Since a simple compound can be used, there is no need for a new and complicated synthesis, and the material cost can be suppressed. Purification is easy because it is a simple compound. Since a film can be formed in a consistent vacuum device, deterioration from water, oxygen, etc. can be prevented. By having a cross-linked structure, crystallization can be prevented and thus reliability is improved. By introducing a charge transporting functional group, the original performance can be maintained and low voltage driving becomes possible.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の有機薄膜ダイオードの層構成を示す図
である。
FIG. 1 is a diagram showing a layer structure of an organic thin film diode of the present invention.

【図2】本発明の有機薄膜ダイオードの製造方法に使用
して望ましいプラズマ重合装置の概略図である。
FIG. 2 is a schematic view of a preferable plasma polymerization apparatus used in the method for manufacturing an organic thin film diode of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 有機薄膜ダイオード 2 基板 3 陽極 4 正孔注入輸送層 5 発光層 6 電子注入輸送層 7 陰極 10 プラズマ重合装置 11 真空チャンバー 12 陰極板 13 陽極板 14 高周波電源 15 バイアス電源(直流) 1 Organic Thin Film Diode 2 Substrate 3 Anode 4 Hole Injecting and Transporting Layer 5 Light Emitting Layer 6 Electron Injecting and Transporting Layer 7 Cathode 10 Plasma Polymerization Device 11 Vacuum Chamber 12 Cathode Plate 13 Anode Plate 14 High Frequency Power Supply 15 Bias Power Supply (DC)

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 発光層、これと一体または別体に形成さ
れた正孔注入層あるいは正孔注入輸送層を備えた有機薄
膜ダイオードにおいて、前記正孔注入層または正孔注入
輸送層を構成する芳香族化合物が、正孔輸送性官能基と
なり得るN含有分子により架橋された1〜12の芳香環
を有する化合物であることを特徴とする有機薄膜ダイオ
ード。
1. An organic thin film diode comprising a light emitting layer and a hole injecting layer or a hole injecting and transporting layer formed integrally with or separately from the light emitting layer, wherein the hole injecting layer or the hole injecting and transporting layer is formed. An organic thin-film diode, wherein the aromatic compound is a compound having 1 to 12 aromatic rings bridged by N-containing molecules capable of becoming a hole-transporting functional group.
【請求項2】 前記正孔輸送性官能基となり得るN含有
分子が、窒素、アンモニア、1〜3級のアルキルアミン
および1〜3級のアリールアミンから選ばれた少なくと
も1種である請求項1の有機薄膜ダイオード。
2. The N-containing molecule that can be the hole-transporting functional group is at least one selected from nitrogen, ammonia, primary to tertiary alkyl amines, and primary to tertiary aryl amines. Organic thin film diode.
【請求項3】 発光層、これと一体または別体に形成さ
れた正孔注入層あるいは正孔注入輸送層を備えた有機薄
膜ダイオードの製造方法において、1〜12の芳香環を
有する化合物と、正孔輸送性官能基となり得るN含有分
子とを同時に導入しながら、グロー放電重合法によっ
て、前記1〜12の芳香環を有する化合物を前記N含有
分子によって架橋し、前記正孔注入層または正孔注入兼
輸送層を構成する芳香族化合物を形成することを特徴と
する有機薄膜ダイオードの製造方法。
3. A method of manufacturing an organic thin film diode comprising a light emitting layer, a hole injection layer or a hole injection transport layer formed integrally with or separately from the light emitting layer, and a compound having 1 to 12 aromatic rings, A compound having an aromatic ring of 1 to 12 is cross-linked by the N-containing molecule by a glow discharge polymerization method while simultaneously introducing an N-containing molecule that can be a hole-transporting functional group, and the hole-injecting layer or positive A method for manufacturing an organic thin film diode, which comprises forming an aromatic compound constituting a hole injecting / transporting layer.
【請求項4】 前記グロー放電重合法が高周波電源を用
いるプラズマ重合法である請求項3の有機薄膜ダイオー
ドの製造方法。
4. The method for producing an organic thin film diode according to claim 3, wherein the glow discharge polymerization method is a plasma polymerization method using a high frequency power source.
【請求項5】 前記グロー放電重合法が高周波電源を用
い、さらに成膜基板に負のバイアス電圧を印加するプラ
ズマ重合法である請求項3の有機薄膜ダイオードの製造
方法。
5. The method for manufacturing an organic thin film diode according to claim 3, wherein the glow discharge polymerization method is a plasma polymerization method in which a high frequency power source is used and a negative bias voltage is applied to the film formation substrate.
【請求項6】 前記正孔輸送性官能基となり得るN含有
分子が、窒素、アンモニア、1〜3級のアルキルアミン
および1〜3級のアリールアミンから選ばれた少なくと
も1種である請求項3ないし5のいずれかの有機薄膜ダ
イオードの製造方法。
6. The N-containing molecule that can be the hole-transporting functional group is at least one selected from nitrogen, ammonia, primary to tertiary alkyl amines, and primary to tertiary aryl amines. 5. A method for manufacturing an organic thin film diode according to any one of 1 to 5.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000021572A (en) * 1998-07-06 2000-01-21 Mitsubishi Chemicals Corp Organic electroluminescance element
JP2009010415A (en) * 2008-08-29 2009-01-15 Bando Chem Ind Ltd Organic electroluminescence device
JP2011108899A (en) * 2009-11-18 2011-06-02 Seiko Epson Corp Light emitting element, light emitting device, display device, and electronic apparatus
TWI392698B (en) * 2008-11-28 2013-04-11 Univ Nat Taiwan Crack-free hole-transport layer and forming method thereof
JP2015092578A (en) * 2005-02-28 2015-05-14 株式会社半導体エネルギー研究所 Composite material

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