(57)【要約】【課題】伝導性の有機無機複合体組成物及びその製造方法、組成物を利用して製造された伝導性の有機無機複合体薄膜、伝導性の有機無機複合体薄膜を備える有機電界発光素子、及び有機電界発光素子の製造方法を提供する。【解決手段】伝導性の高分子単量体、酸化剤及びアルコール溶媒を含む混合溶液と、有機ケイ素化合物、水、酸触媒及びアルコール溶媒を含むシリカゾル溶液と、を混合して製造された伝導性の有機無機複合体組成物及びその製造方法、組成物を利用して製造された伝導性の有機無機複合体薄膜、伝導性の有機無機複合体薄膜を備える有機電界発光素子、及び有機電界発光素子の製造方法である。これにより、疎水性であり、かつ水及び有機溶媒に不溶性であり、機械的強度にすぐれ、熱的、化学的に安定しており、またその組成を多様に調節できる伝導性の有機無機複合体組成物を提供できる。【選択図】図４
2006233212.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
伝導性の高分子単量体、酸化剤及びアルコール溶媒を含む混合溶液と、有機ケイ素化合物、水、酸触媒及びアルコール溶媒を含むシリカゾル溶液と、を混合して製造されたことを特徴とする伝導性の有機無機複合体組成物。
【請求項２】
前記伝導性の高分子単量体は、３，４−エチレンジオキシチオフェン（ＥＤＯＴ）、チオフェン、アニリン、ピロール及びそれらの誘導体からなる群から選択された少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項１に記載の伝導性の有機無機複合体組成物。
【請求項３】
前記酸化剤は、塩化鉄（ＦｅＣｌ３）、過塩素酸鉄（Ｆｅ（ＣｌＯ４）３）、トルエンスルホン酸鉄、ドデシルベンゼンスルホン酸鉄、アントラキノンスルホン酸鉄、過硫酸アンモニウムからなる群から選択された少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項１に記載の伝導性の有機無機複合体組成物。
【請求項４】
前記有機ケイ素化合物は、下記化学式１の化合物であることを特徴とする請求項１に記載の伝導性の有機無機複合体組成物：
【化１】
2006233212.tif 000004
前記式で、Ｒ１は、それぞれ独立的に水素原子、フッ素原子、アリール基、ビニル基、アリル基または非置換若しくはフッ素置換された直鎖若しくは分枝状の炭素数１〜４のアルキル基であり、Ｒ２は、それぞれ独立的にアセトキシ基、ヒドロキシ基または直鎖若しくは分枝状の炭素数１〜４のアルコキシ基であり、ｘは０〜２の整数である。
【請求項５】
前記酸触媒は、塩酸、硫酸、硝酸、燐酸、フッ化水素酸、ギ酸及び酢酸からなる群から選択された少なくとも一つであることを特徴とする請求項１に記載の伝導性の有機無機複合体組成物。
【請求項６】
前記アルコール溶媒は、ｎ−ブタノール、イソプロパノール、エタノール及びメタノールからなる群から選択された少なくとも一つであることを特徴とする請求項１に記載の伝導性の有機無機複合体組成物。
【請求項７】
前記伝導性の有機無機複合体組成物は、イミダゾール、ジシアノヘキシルアミン及び１，８−ジアザビシクロ［５，４，０］ウンデク−７−エン（ＤＢＵ）からなる群から選択された少なくとも一つの酸化安定剤をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の伝導性の有機無機複合体組成物。
【請求項８】
前記伝導性の有機無機複合体組成物のうち、前記伝導性の高分子単量体と前記有機ケイ素化合物とのモル比は、１：０．０１〜１：１００であることを特徴とする請求項１に記載の伝導性の有機無機複合体組成物。
【請求項９】
前記伝導性の有機無機複合体組成物のうち、前記伝導性の高分子単量体と前記酸化剤とのモル比は、１：０．０１〜１：１００であることを特徴とする請求項１に記載の伝導性の有機無機複合体組成物。
【請求項１０】
前記シリカゾル溶液中、加水分解に使われた水の量は、シリコン原子１モル当たり０．５モル〜１００モルであることを特徴とする請求項１に記載の伝導性の有機無機複合体組成物。
【請求項１１】
有機ケイ素化合物、水、酸触媒及びアルコール溶媒を混合してシリカゾル溶液を製造する工程と、
前記シリカゾル溶液を、伝導性の高分子単量体、酸化剤及びアルコール溶媒を含む混合溶液と混合する工程と、を含むことを特徴とする伝導性の有機無機複合体組成物の製造方法。
【請求項１２】
前記シリカゾル溶液は、有機ケイ素化合物、水、酸触媒及びアルコール溶媒を０℃〜１００℃で反応させることによって製造されることを特徴とする請求項１１に記載の伝導性の有機無機複合体組成物の製造方法。
【請求項１３】
請求項１ないし１０のうちいずれか一項に記載の伝導性の有機無機複合体組成物を薄膜状にコーティングして熱重合させることによって製造されたことを特徴とする伝導性の有機無機複合体薄膜。
【請求項１４】
前記熱重合温度は、０℃〜２００℃であることを特徴とする請求項１３に記載の伝導性の有機無機複合体薄膜。
【請求項１５】
前記熱重合により形成された薄膜の伝導度は、１０−１０Ｓ／ｃｍ〜１０５Ｓ／ｃｍであることを特徴とする請求項１３に記載の伝導性の有機無機複合体薄膜。
【請求項１６】
請求項１ないし１０のうちいずれか一項に記載の伝導性の有機無機複合体組成物を薄膜状にコーティングして熱重合させることによって製造された伝導性の有機無機複合体薄膜を備えることを特徴とする有機電界発光素子。
【請求項１７】
正極、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、電子注入層及び負極からなる群から選択された少なくとも一つが、前記伝導性の有機無機複合体薄膜を備える、または当該伝導性の有機無機複合体薄膜で構成されてなることを特徴とする請求項１６に記載の有機電界発光素子。
【請求項１８】
基板上に正極を形成する工程と、
前記正極上に正孔注入層を形成する工程と、
前記正孔注入層上に正孔輸送層を形成する工程と、
前記正孔輸送層上に発光層を形成する工程と、
前記発光層上に負極を形成する工程と、を含む有機電界発光素子の製造方法において、
前記正極、前記正孔注入層、前記正孔輸送層及び前記負極からなる群から選択された少なくとも一つが、請求項１ないし１０のうちいずれか一項に記載の伝導性の有機無機複合体組成物を薄膜状にコーティングして熱重合させることによって製造された伝導性の有機無機複合体薄膜を備える、または当該伝導性の有機無機複合体薄膜で構成されてなることを特徴とする有機電界発光素子の製造方法。
【請求項１９】
前記伝導性の有機無機複合体薄膜に対し、光照射を行うことによって伝導度を低める工程をさらに含むことを特徴とする請求項１８に記載の有機電界発光素子の製造方法。
【請求項２０】
前記光照射は、１００ｎｍ〜１５００ｎｍの波長を有する光を照射することによって行われることを特徴とする請求項１９に記載の有機電界発光素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、伝導性の有機無機複合体組成物及びその製造方法、前記組成物を利用して製造された伝導性の有機無機複合体薄膜、前記伝導性の有機無機複合体薄膜を備える有機電界発光素子、及び前記有機電界発光素子の製造方法に係るものである。特に、疎水性であり、かつ水及び有機溶媒に不溶性であり、機械的強度に優れ、熱的、化学的に安定であり、またその組成を多様に調節できる伝導性の有機無機複合体組成物及びその製造方法、前記組成物を利用して製造された伝導性の有機無機複合体薄膜、前記伝導性の有機無機複合体薄膜を備える有機電界発光素子、及び前記有機電界発光素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機電界発光素子は、蛍光または燐光の有機膜に電流を流せば、電子と正孔とが有機膜で結合しつつ光が発生する現象を利用した自発光型のディスプレイであって、軽量化、簡素な部品、簡単な製作工程、高画質及び高色純度の具現可能、低消費電力及び動画の完壁具現のような多様な長所により、現在活発な研究が行われている。
【０００３】
前記のような有機電界発光素子において、有機膜として単一発光層のみを使用せず、効率の向上及び駆動電圧の低下のために正孔注入層（Ｈｏｌｅ  ＩｎｊｅｃｔｉｏｎＬａｙｅｒ：ＨＩＬ）、電子輸送層（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ  Ｌａｙｅｒ：ＥＴＬ）、正孔輸送層（Ｈｏｌｅ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ  Ｌａｙｅｒ：ＨＴＬ）及び発光層（Ｅｍｉｓｓｉｏｎ  Ｌａｙｅｒ：ＥＭＬ）のような多重の有機膜を積層させることが一般的であり、このような多重の有機膜は、基本的に正孔関連層、電子関連層及びＥＭＬに区分できる。図１は、従来の通常的な有機電界発光素子（低分子ＥＭＬを採用するシステムの場合）の断面図であり、これは、基板１１上に正極またはアノード電極１２が積層され、その上に正孔関連層としてＨＩＬ１３及びＨＴＬ１４が積層され、その上にＥＭＬ１５が積層され、その上に電子関連層としてＥＴＬ１６及び電子注入層（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ  Ｌａｙｅｒ：ＥＩＬ）１７が積層された後、最終的に負極またはカソード電極１８が積層された構造を有するということが分かる。
【０００４】
従来の有機電界発光素子は、正極、例えば酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）電極で酸素拡散が発生し、正極の仕事関数が４．７〜４．８ｅＶとそれほど高くなく、その表面粗度が問題となり、このような問題点を改善するために、水溶性のポリアニリン、ポリピロール及びポリエチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）のようなポリチオフェン系列の伝導性高分子をＨＩＬやバッファ層として使用してきた。
【０００５】
図２及び図３は、このようなバッファ層などを備えていない素子の構造及び改良された素子の構造についての概略的な図面である。
【０００６】
図２に示すように、ＨＩＬまたはバッファ層を備えていない素子の構造では、正極（ＩＴＯ電極）２２の表面で消光現象が発生し、図３に示すように、ＨＩＬまたはバッファ層３３を備える構造では、伝導性ポリマーを含むＨＩＬまたはバッファ層３３でこのような消光現象が発生する。
【０００７】
図２は、正極（ＩＴＯ電極）２２上に直接ＥＭＬ２５を塗布した構造であって、前述した正極２２であるＩＴＯ電極が有する問題点によりデバイス性能が低下する原因となり、それを改善するために、図３のように正極（ＩＴＯ電極）３２上にポリアニリン、ポリピロール、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ［ポリ（スチレンスルホン酸）(poly(styrenesulphonic acid)］のような伝導性の高分子系列の物質をＨＩＬ（またはバッファ層）３３に導入したものである。しかし、このような構造も、親水性であるために水分吸収量が大きく、水または有機溶媒によく溶解され、電子と結合して塩を形成して拡散するなど短所があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、前記従来技術の問題点を解決するために、疎水性であり、かつ薄膜形成後、水及び有機溶媒に不溶性であり、機械的強度に優れ、熱的、化学的に安定であり、その組成を多様に調節できる伝導性の有機無機複合体組成物、前記組成物を利用して製造された伝導性の有機無機複合体薄膜、及び前記伝導性の有機無機複合体薄膜を備える有機電界発光素子、及び前記有機電界発光素子の製造方法を提供するところにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記の目的を達成するための一具現例において、本発明は、伝導性の高分子単量体、酸化剤及びアルコール溶媒を含む混合溶液と、有機ケイ素化合物、水、酸触媒及びアルコール溶媒を含むシリカゾル溶液と、を混合して製造された伝導性の有機無機複合体組成物を提供する。
【００１０】
前記の目的を達成するための他の具現例において、本発明は、有機ケイ素化合物、水、酸触媒及びアルコール溶媒を混合してシリカゾル溶液を製造する工程、及び前記シリカゾル溶液を、伝導性の高分子単量体、酸化剤及びアルコール溶媒を含む混合溶液と混合する工程を含む伝導性の有機無機複合体組成物の製造方法を提供する。
【００１１】
前記の目的を達成するための他の具現例において、本発明は、前記伝導性の有機無機複合体組成物を薄膜状にコーティングして熱重合させることによって製造された伝導性の有機無機複合体薄膜を提供する。
【００１２】
前記の目的を達成するためのさらに他の具現例において、本発明は、前記伝導性の有機無機複合体薄膜を備える有機電界発光素子を提供する。
【００１３】
前記の目的を達成するためのさらに他の具現例において、本発明は、基板上に正極を形成する工程、前記正極上にＨＩＬを形成する工程、前記ＨＩＬ上にＨＴＬを形成する工程、前記ＨＴＬ上にＥＭＬを形成する工程、及び前記ＥＭＬ上に負極を形成する工程を含む有機電界発光素子の製造方法において、前記正極、前記ＨＩＬ、前記ＨＴＬ及び前記負極からなる群から選択された少なくとも一つが前記伝導性の有機無機複合体薄膜を備える、または当該伝導性の有機無機複合体薄膜で構成されてなることを特徴とする有機電界発光素子の製造方法を提供する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、疎水性であり、かつ薄膜形成後、水及び有機溶媒に不溶性であり、機械的強度に優れ、熱的、化学的に安定しており、またその組成を多様に調節できる伝導性の有機無機複合体組成物、前記組成物を利用して製造された伝導性の有機無機複合体薄膜、及び前記伝導性の有機無機複合体薄膜を備える有機電界発光素子を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明についてさらに詳細に説明する。
【００１６】
本発明は、伝導性の有機無機複合体組成物、前記組成物を利用して製造された伝導性の有機無機複合体薄膜、前記伝導性の有機無機複合体薄膜を備える有機電界発光素子、及び前記有機電界発光素子の製造方法に係り、疎水性であり、かつ水及び有機溶媒に不溶性であり、機械的強度に優れ、熱的、化学的に安定しており、またその組成を多様に調節できる伝導性の有機無機複合体組成物、前記組成物を利用して製造された伝導性の有機無機複合体薄膜、前記伝導性の有機無機複合体薄膜を備える有機電界発光素子、及び前記有機電界発光素子の製造方法に関する。
【００１７】
本発明は、このための一具現例において、伝導性の高分子単量体、酸化剤及びアルコール溶媒を含む混合溶液と、有機ケイ素化合物、水、酸触媒及びアルコール溶媒を含むシリカゾル溶液と、を混合して製造された伝導性の有機無機複合体組成物を提供する。
【００１８】
望ましくは、前記伝導性の高分子単量体は、３，４−エチレンジオキシチオフェン（ＥＤＯＴ）、チオフェン、アニリン、ピロール及びそれらの誘導体からなる群から選択された少なくとも一つである。
【００１９】
前記酸化剤は、これに制限されるものではないが、塩化鉄（ＦｅＣｌ３）、過塩素酸鉄（Ｆｅ（ＣｌＯ４）３）、トルエンスルホン酸鉄、ドデシルベンゼンスルホン酸鉄、アントラキノンスルホン酸鉄、過硫酸アンモニウムからなる群から選択された少なくとも一つである。
【００２０】
また、前記有機ケイ素化合物は、下記化学式１の化合物である：
【００２１】
【化１】
2006233212.tif 000003
【００２２】
前記式で、Ｒ１は、それぞれ独立的に水素原子、フッ素原子、アリール基、ビニル基、アリル基または非置換若しくはフッ素置換された直鎖若しくは分枝状の炭素数１〜４のアルキル基であり、Ｒ２は、それぞれ独立的にアセトキシ基、ヒドロキシ基または直鎖または分枝状の炭素数１〜４のアルコキシ基であり、ｘは０〜２の整数である。
【００２３】
化学式１の有機ケイ素化合物についての非制限的な例は、オルトケイ酸テトラエチル（ＴＥＯＳ）、メチルトリメトキシシラン（ＭＴＭＳ）またはジメチルジメトキシシラン（ＤＭＤＭＳ）などがある。
【００２４】
前記酸触媒は、これに制限されるものではないが、塩酸、硫酸、硝酸、燐酸、フッ化水素酸（フッ酸）、ギ酸及び酢酸からなる群から選択された少なくとも一つである。
前記混合溶液および前記シリカゾル溶液の双方に用いられてなる前記アルコール溶媒は、これに制限されるものではないが、ｎ−ブタノール、イソプロパノール、エタノール及びメタノールからなる群から選択された少なくとも一つである。
【００２５】
望ましくは、前記伝導性の有機無機複合体組成物は、イミダゾール、ジシアノヘキシルアミン及び１，８−ジアザビシクロ［５，４，０］ウンデク−７−エン（ＤＢＵ）からなる群から選択された少なくとも一つの酸化安定剤をさらに含むこともでき、このような酸化安定剤は、組成物中で重合速度またはドーピング速度を調節してスピンコーティングのような方法で基板に薄膜を提供できる。酸化安定剤を入れなければ、重合溶液が不安定であり、重合速度が速すぎるので薄膜の形成に問題が発生しうる。酸化安定剤を使用する場合の、酸化安定剤の添加時期は、特に制限されず、例えば、混合溶液の調製工程、シリカゾル溶液の調製工程、混合溶液とシリカゾル溶液との混合工程などいずれでもよいが、好ましくは混合溶液の調製工程時に、酸化安定剤を一緒に混合する。また、酸化安定剤の添加量は、特に制限されないが、酸化剤と酸化安定剤とのモル比が、好ましくは１：０．１〜１：１０、より好ましくは１：１〜１：１０となるような量である。この際、前記モル比が１未満である場合には、伝導度が低すぎる場合があり、逆に１０を超える場合には、添加に見合う伝導度の変化が得られない場合がある。
【００２６】
前記伝導性の有機無機複合体組成物のうち、前記伝導性の高分子単量体と前記有機ケイ素化合物とのモル比は、１：０．０１〜１：１００、望ましくは１：０．１〜１：５０である。
【００２７】
前記有機ケイ素化合物の含量が前記モル比未満である場合には、効果的なＨＩＬの役割を行えないという問題点があり、有機ケイ素化合物の含量が前記モル比を超える場合には、絶縁体として作用して駆動電圧が高くなり、正孔注入特性が低下するという問題点があるので望ましくない。
【００２８】
また、前記伝導性の有機無機複合体組成物のうち、前記伝導性の高分子単量体と前記酸化剤とのモル比は、１：０．０１〜１：１００、望ましくは１：０．１〜１：１０、より望ましくは１：０．１〜１：５である。
【００２９】
また、前記シリカゾル溶液中、加水分解に使われた水の量は、シリコン原子１モル当たり０．５モル〜１００モルが望ましく、さらに望ましくは１モル〜５０モルである。
【００３０】
使われた水の量がシリコン原子１モル当たり０．５モル未満である場合には、加水分解及び縮合反応が十分に起きず、コーティング膜の機械的物性を低下させるという問題点がある。
【００３１】
本発明は、前記の目的を達成するための他の具現例において、有機ケイ素化合物、水、酸触媒及びアルコール溶媒を混合してシリカゾル溶液を製造する工程、及び前記シリカゾル溶液を、伝導性の高分子単量体、酸化剤及びアルコール溶媒を含む混合溶液と混合する工程を含む伝導性の有機無機複合体組成物の製造方法を提供する。
【００３２】
本発明による伝導性の有機無機複合体組成物は、シリカゾル溶液を先に製造した後、製造されたシリカゾル溶液を、伝導性の高分子単量体、酸化剤及びアルコール溶媒を含む混合溶液と混合することによって製造されるが、このような製造工程が望ましい理由は、シリカゾル溶液を先に製造することによって、十分に加水分解が起きて均一な反応を行えるためである。
【００３３】
望ましくは、前記シリカゾル溶液は、有機ケイ素化合物、水、酸触媒及びアルコール溶媒を０℃〜１００℃で反応させることによって製造される。
【００３４】
本発明は、前記の目的を達成するための他の具現例において、前記伝導性の有機無機複合体組成物を薄膜状にコーティングして熱重合させることによって製造された伝導性の有機無機複合体薄膜を提供する。
【００３５】
前記熱重合温度は、０℃〜２００℃であることが望ましい。この際、上記反応温度が２００℃を超えると、伝導度が急激に減少する場合がある。
【００３６】
前記のような熱重合により生成された薄膜の伝導度は、１０−１０Ｓ／ｃｍ〜１０５Ｓ／ｃｍ、好ましくは１０−８Ｓ／ｃｍ〜１０５Ｓ／ｃｍとなるが、本発明による伝導性の有機無機複合体薄膜は、前記のような範囲の伝導度を有することによって、透明電極及び有機電界発光素子において、インターレイヤだけでなく、伝導性または半導体性の高分子として電子部品（電子回路、印刷回路基板など）や帯電防止コーティング（ａｎｔｉ−ｓｔａｔｉｃ  ｃｏａｔｉｎｇ）及び電磁波保護層などに使用できる。この際、薄膜の伝導度が１０−１０Ｓ／ｃｍ未満であると、正孔輸送層の役割が不十分になる場合があり、逆に１０５Ｓ／ｃｍを超えると、漏れの現象が発生して、素子とした場合の性能が低下するおそれがある。
【００３７】
本発明は、前記の目的を達成するためのさらに他の具現例において、前記伝導性の有機無機複合体薄膜を備える有機電界発光素子を提供する。なお、本発明は、上記したような特定の構造を有する伝導性高分子単量体及びその製造方法に特徴があるため、本発明の有機電界発光素子を構成する他の部分（層）は、特に制限されず、当該分野において通常使用される材料及び厚さが適用できる。従って、発光素子の積層材料及び厚さは当業界に知られている通常の材料及び厚さが同様にして使用できる。
【００３８】
本発明による有機電界発光素子は、高分子ＥＭＬを採用する場合及び低分子ＥＭＬを採用する場合の二つのシステムに分けることができる。
【００３９】
高分子ＥＭＬを採用するシステムの場合に、本発明による有機電界発光素子は、基板上に形成された正極、前記正極上に形成されたＨＩＬ、前記ＨＩＬ上に形成されたＨＴＬ、前記ＨＴＬ上に形成されたＥＭＬ、前記ＥＭＬ上に形成された電子輸送層、前記電子輸送層上に形成された電子注入層、及び前記電子注入層上に形成された負極を備える。
【００４０】
本発明による有機電界発光素子は、前記正極、ＨＩＬ、ＨＴＬ、電子輸送層、電子注入層及び前記負極からなる群から選択された少なくとも一つが前記伝導性の有機無機複合体薄膜を備える、または当該伝導性の有機無機複合体薄膜で構成されてなる。
【００４１】
本発明による有機電界発光素子において、前記基板は、通常的な有機電界発光素子で使われる基板を使用するが、透明性、表面平滑性、取り扱い容易性及び防水性に優れた有機基板、ガラス基板または透明プラスチック基板が望ましい。
【００４２】
本発明において、基板上に形成される正極としては、前面発光構造である場合には、反射膜である金属膜を使用し、背面発光構造である場合には、透明かつ伝導性にすぐれたＩＴＯ、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）またはそれらの混合物などの物質を使用できる。
【００４３】
高分子ＥＭＬを採用するシステムにおいて、前記ＨＩＬの厚さは、２００〜１０００Å、より望ましくは３００〜１０００Åであることが望ましい。ＨＩＬの厚さが３００Å未満である場合には正孔注入特性が低下し、１０００Åを超える場合には駆動電圧の上昇のために望ましくない。
【００４４】
高分子ＥＭＬを採用するシステムにおいて、前記ＨＴＬの厚さは、２００〜１０００Å、より望ましくは３００〜１０００Åであることが望ましい。ＨＴＬの厚さが３００Å未満である場合には正孔伝達特性が低下し、１０００Åを超える場合には駆動電圧の上昇のために望ましくない。
【００４５】
高分子ＥＭＬを採用するシステムの場合に、ＥＭＬとしては、燐光及び蛍光物質などが使われうる。
【００４６】
また、前記ＥＭＬの上層には、選択的にＥＩＬが積層されることもあるが、前記ＥＩＬの物質は、特別に制限されず、ＬｉＦ、Ｌｉ、Ｂａ、ＢａＦ２／Ｃａなどの物質を利用できる。
【００４７】
最終的に、前記ＥＭＬ（ＥＩＬを備えていない場合）またはＥＩＬ（ＥＴＬを備える場合）上には負極が積層される。
【００４８】
低分子ＥＭＬを採用するシステムの場合に、本発明による有機電界発光素子は、基板上に形成された正極、前記正極上に形成されたＨＩＬ、前記ＨＩＬ上に形成されたＨＴＬ、前記ＨＴＬ上に形成されたＥＭＬ、前記ＥＭＬ上に形成されたＥＴＬ、前記ＥＴＬ上に形成されたＥＩＬ、及び前記ＥＩＬ上に形成された負極を備える。
【００４９】
本発明による有機電界発光素子は、前記正極、ＨＩＬ、ＨＴＬ、電子輸送層、電子注入層及び前記負極からなる群から選択された少なくとも一つが前記伝導性の有機無機複合体薄膜を備える、または当該伝導性の有機無機複合体薄膜で構成されてなる。
【００５０】
前記基板及び正極としては、高分子ＥＭＬシステムと同じ基板及び正極が使われうる。
【００５１】
低分子ＥＭＬを採用するシステムにおいて、前記ＨＩＬの厚さは、５０〜１５００Åであることが望ましい。ＨＩＬの厚さが５０Å未満である場合には正孔注入特性が低下し、１５００Åを超える場合には駆動電圧の上昇のために望ましくない。
【００５２】
低分子ＥＭＬを採用するシステムにおいて、前記ＨＴＬの厚さも、５０〜１５００Åであることが望ましい。ＨＴＬの厚さが５０Å未満である場合には正孔伝達特性が低下し、１５００Åを超える場合には駆動電圧の上昇のために望ましくない。
【００５３】
低分子ＥＭＬを採用するシステムにおいて、前記ＨＩＬ及びＨＴＬ上の画素領域のうちＲ、Ｇ、Ｂ領域には、赤色発光物質、緑色発光物質及び青色発光物質をパターン化して画素領域であるＥＭＬを形成する。前記発光材料は、二つ以上の混合ホスト材料（ｈｏｓｔ  ｍａｔｅｒｉａｌ）を組み合わせて使用することもできる。
【００５４】
低分子ＥＭＬを採用するシステムにおいて、ＥＭＬの厚さは、１００〜８００Åであることが望ましく、さらに望ましくは３００〜４００Åである。ＥＭＬの厚さが１００Å未満であれば効率及び寿命が低下し、８００Åを超えれば駆動電圧が上昇するので望ましくない。
【００５５】
次いで、低分子ＥＭＬを採用するシステムでは、ＥＭＬの上面にＥＴＬが形成されるが、ＥＴＬの物質は、当業界で通常、一般的にＥＴＬとして採用される物質が使われ、例えばＡｌｑ３が使われうる。一方、前記ＥＴＬの厚さは、５０〜６００Åであることが望ましい。ＥＴＬの厚さが５０Å未満である場合には寿命特性が低下し、６００Åを超える場合には駆動電圧の上昇のために望ましくない。
【００５６】
また、前記ＥＴＬ上にＥＩＬが選択的に積層されうる。前記ＥＩＬの物質は、特別に制限されず、ＬｉＦ、ＮａＣｌ、ＣｓＦ、Ｌｉ２Ｏ、ＢａＯ、Ｌｉｑなどの物質を利用できる。前記ＥＩＬの厚さは、１〜１００Åであることが望ましいが、ＥＩＬの厚さが１Å未満である場合には、効果的なＥＩＬとして役割を行えずに駆動電圧が高く、１００Åを超える場合には、絶縁層として作用して駆動電圧が高いので望ましくない。
【００５７】
最終的に、前記ＥＴＬ上には第２電極である負極用金属が積層され、前記負極用金属としては、リチウム（Ｌｉ）、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、アルミニウム−リチウム（Ａｌ−Ｌｉ）、カルシウム（Ｃａ）、マグネシウム−インジウム（Ｍｇ−Ｉｎ）、マグネシウム−銀（Ｍｇ−Ａｇ）などが使われうる。
【００５８】
また、本発明は、前記の目的を達成するためのさらに他の具現例において、基板上に正極を形成する工程、前記正極上にＨＩＬを形成する工程、前記ＨＩＬ上にＨＴＬを形成する工程、前記ＨＴＬ上にＥＭＬを形成する工程、及び前記ＥＭＬ上に負極を形成する工程を含む有機電界発光素子の製造方法において、前記正極、前記ＨＩＬ、前記ＨＴＬ及び前記負極からなる群から選択された少なくとも一つが前記伝導性の有機無機複合体薄膜を備える、または当該伝導性の有機無機複合体薄膜で構成されてなることを特徴とする有機電界発光素子の製造方法を提供する。
【００５９】
すなわち、まず、基板の上部に第１電極である正極用物質をコーティングするが、前記正極上には、画素領域（の範囲）を定めるために絶縁膜（ＰＤＬ）が形成されることもある。
【００６０】
次いで、ＨＩＬが基板の全面にわたって有機膜として積層されるが、これは、当業界で通常、一般的に使われる方法、例えば、真空熱蒸着またはスピンコーティング方法により積層されうる。
【００６１】
次いで、前記ＨＩＬ上には、真空熱蒸着またはスピンコーティングなどの方法により選択的にＨＴＬが積層され、前記ＨＩＬ（ＨＴＬを備えていない場合）または前記ＨＴＬ（ＨＴＬを備える場合）上にはＥＭＬが積層され、前記ＥＭＬの形成方法は、特別に制限されないが、真空蒸着、インクジェットプリンティング、レーザー転写法、フォトリソグラフィ法などの方法が使われうる。
【００６２】
次いで、前記ＥＭＬ上に真空蒸着法またはスピンコーティング方法により、選択的にＥＴＬ及びＥＩＬを形成し、その上に第２電極である負極用金属を真空熱蒸着して基板の全面にわたって塗布形成し、その後封持（封入ないし密封）する。
【００６３】
望ましくは、本発明による有機電界発光素子の製造方法は、前述したような伝導性の有機無機複合体薄膜に対して、１００ｎｍ〜１５００ｎｍの範囲の光を照射することによって伝導度を低める工程をさらに含む。このような光照射により、露光と非露光部位の伝導度の差を利用して単純な方法でパターン形成効果を得ることができる。
【実施例】
【００６４】
以下、本発明の望ましい実施例を提示する。ただし、下記実施例は、本発明の理解を助けるためのものであり、本発明が下記実施例に限定されるものではない。
【００６５】
（実施例１）
１５Ω／ｃｍ２（ＩＴＯ厚さ１６００Å）のＩＴＯガラス基板（コーニング社製）を５０ｍｍ×５０ｍｍ×０．７ｍｍ大きさにカットして、イソプロピルアルコールと純水内で５分間超音波洗浄した後、３０分間ＵＶ、オゾン洗浄して使用した。
【００６６】
伝導性の高分子単量体として３，４−ＥＤＯＴ  ０．５ｇ、酸化剤としてトルエンスルホン酸鉄０．８６７ｇ、酸化安定剤としてイミダゾール０．０４７ｇ、有機ケイ素化合物としてＴＥＯＳ  ０．５ｇ、アルコール溶媒としてイソプロパノール／ｎ−ブタノールの１：３重量比の混合物４１．５４ｇ、及び酸触媒としてＨＮＯ３（ｐＨ１．５）を使用して、本発明による伝導性の有機無機複合体組成物を製造した。
【００６７】
前記有機無機複合体組成物の製造においては、有機ケイ素化合物（ＴＥＯＳ）、水、酸触媒（ＨＮＯ３）及びアルコール溶媒（イソプロパノール／ｎ−ブタノール）を混合して、常温で４時間反応させてシリカゾル溶液（シリケート１０質量％）を先に製造した後、ここに伝導性の高分子単量体（３，４−ＥＤＯＴ）、酸化剤（トルエンスルホン酸鉄）及び酸化安定剤（イミダゾール）を混合した。
【００６８】
このとき、伝導性の高分子単量体と酸化剤とのモル比は１：１．７５、伝導性の高分子単量体と有機ケイ素化合物との重量比は１：１、酸化剤と酸化安定剤とのモル比は１．７５：２、有機ケイ素化合物と水とのモル比は１：８（即ち、加水分解に使われた水の量は、シリコン原子１モル当たり８モル）であった。
【００６９】
前記伝導性の有機無機複合体組成物をスピンコーティングし、１３０℃で１時間熱重合させた。熱重合された組成物をブタノール及び蒸溜水で洗浄し、１３０℃で３０分間乾燥させた。乾燥された薄膜の伝導度は２  Ｓ／ｃｍであり、これに対して３６５ｎｍのエネルギーを有するＵＶ光を照射して伝導度を低めた結果、製造された有機無機複合体薄膜の伝導度は１．８×１０−３Ｓ／ｃｍであった。
【００７０】
前記のように製造された伝導性の有機無機複合体薄膜をＨＩＬとし、次いで、前記ＨＩＬの上部にＨＴＬとしてペンタフルオロベンジル（ＰＦＢ）をスピンコーティングして厚さ２０ｎｍに製造した。次いで、前記ＨＴＬの上部にＥＭＬとしてポリフルオレン系の発光物質ＴＳ−９を７０〜８０ｎｍ厚さにスピンコーティングした。
【００７１】
次いで、前記ＥＭＬの上部に、ＢａＦ２／Ｃａを、５ｎｍ及び３．３ｎｍの厚さで順次に真空蒸着した後、さらにＡｌを２５０ｎｍの厚さに真空蒸着して、本発明による有機電界発光素子を製造した。
【００７２】
（実施例２）
伝導性の高分子単量体と酸化剤とのモル比を１：１．７５とし、伝導性の高分子単量体と有機ケイ素化合物との重量比を１：３とし、酸化剤と酸化安定剤とのモル比を１．７５：２とし、有機ケイ素化合物と水とのモル比を１：８としたという点を除いては、実施例１と同じ方法により本発明による有機無機複合体薄膜を製造し、乾燥工程を経た後の薄膜の伝導度は０．９  Ｓ／ｃｍであり、これに対して３６５ｎｍのエネルギーを有するＵＶ光を照射して伝導度を低めた結果、製造された有機無機複合体薄膜の伝導度は４．３×１０−５Ｓ／ｃｍであった。
【００７３】
前記のように製造された有機無機複合体薄膜をＨＩＬとして採用する有機電界発光素子を、実施例１と同じ方法により製造した。
【００７４】
（比較例１）
本発明のようなＨＩＬを使用せずにＩＴＯ基板上に直接ＥＭＬを形成したという点を除いては、実施例１と同じ方法により従来技術による有機電界発光素子を製造した。
【００７５】
（性能実験）
図４は、実施例１による有機電界発光素子及び比較例１による有機電界発光素子の電圧による効率特性を示し、図５は、実施例１及び比較例１による有機電界発光素子の電流密度による効率特性を示した。なお、図４及び５において、「ＰＥＤＯＴ−ＴＥＯＳ（黒塗四角）」は、紫外線照射前の実施例１の正孔注入層を含む発光素子であり、「ＰＥＤＯＴ−ＴＥＯＳ（ｈｖ）（黒塗丸）」は、紫外線照射後の実施例１の正孔注入層を含む発光素子であり、「ＩＴＯ（黒塗三角）」は、正孔注入層を含まない比較例１の発光素子である。
【００７６】
本発明の伝導性の有機無機複合体薄膜を備えることによって、さらに優秀な発光特性を示すことを確認できる。
【産業上の利用可能性】
【００７７】
本発明は、有機電界発光素子関連の技術分野に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】従来の通常的な有機電界発光素子についての断面図である。
【図２】ＨＩＬまたはバッファ層を備えていない素子構造での消光現象を概略的に示す図面である。
【図３】ＨＩＬまたはバッファ層を備える素子構造での消光現象を概略的に示す図面である。
【図４】実施例１による有機電界発光素子及び比較例１による有機電界発光素子の電圧による効率特性を概略的に示す図面である。
【図５】実施例１による有機電界発光素子及び比較例１による有機電界発光素子の電流密度による効率特性を概略的に示す図面である。
【符号の説明】
【００７９】
１１    基板、
１２、２２、３２    正極、
１３    ＨＩＬ、
１４    ＨＴＬ、
１５、２５、３５    ＥＭＬ、
１６    ＥＴＬ、
１７    ＥＩＬ、
１８、２８、３８    負極、
２９、３９    発光領域、
３３    伝導性ポリマーを含むＨＩＬまたはバッファ層。
【図１】
2006233212.tif 000005
【図２】
2006233212.tif 000006
【図３】
2006233212.tif 000007
【図４】
2006233212.tif 000008
【図５】
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