(57)【要約】【課題】本発明は、トップエミッション型の有機エレクトロルミネッセンスデバイス（ＯＬＥＤ）及びその製造方法を提供する。【解決手段】当該トップエミッション型の有機エレクトロルミネッセンスデバイスは、順次に積層される、基板と、陽極層と、自己組織化分子修飾層と、ホール輸送層と、発光層と、電子輸送層と、電子注入層と、陰極層とを備える。自己組織化分子修飾層は、一般式ＣＨ３（ＣＨ２）ｎ−ＳＨで示されるアルカンチオールから形成される。自己組織化分子修飾層は、陽極層の仕事関数を増大させ、陽極層とホール輸送層との間のホール注入バリアを小さくすることで、ＯＬＥＤデバイスの開始電圧を降下させ、さらに、ＯＬＥＤデバイスの発光効率を向上させる。【選択図】図１
2014519206.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トップエミッション型の有機エレクトロルミネッセンスデバイスであって、順番に積層される、基板と、陽極層と、自己組織化分子修飾層と、ホール輸送層と、発光層と、電子輸送層と、電子注入層と、陰極層とを備えることを特徴とする、トップエミッション型の有機エレクトロルミネッセンスデバイス。
【請求項２】
前記自己組織化分子修飾層に使用される材料は、一般式ＣＨ３（ＣＨ２）ｎ−ＳＨ（ここで、５≦ｎ≦２１である）で示されるアルカンチオールであることを特徴とする、請求項１に記載のトップエミッション型の有機エレクトロルミネッセンスデバイス。
【請求項３】
前記陰極層は、単一種材料の一層の陰極単体層であり、又は異なる材料の、積層された二層の陰極単体層であり、前記陰極単体層の材料はアルミニウム、銀、サマリウム又はイッテルビウムであることを特徴とする、請求項１に記載のトップエミッション型の有機エレクトロルミネッセンスデバイス。
【請求項４】
前記基板の材料は、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルスルホン、ポリエチレンナフラレート又はポリカーボネートであり、前記陽極層の材料は、銀、アルミニウム又は金であることを特徴とする、請求項１に記載のトップエミッション型の有機エレクトロルミネッセンスデバイス。
【請求項５】
トップエミッション型の有機エレクトロルミネッセンスデバイスの製造方法であって、
基板を洗浄、乾燥するステップＳ１と、
前記基板の表面に陽極層を蒸着するステップＳ２と、
前記陽極層の表面に自己組織化分子修飾層を設けるステップＳ３と、
前記自己組織化分子修飾層の表面において、ホール輸送層と、発光層と、電子輸送層と、電子注入層とを順番に蒸着し、積層させるステップＳ４と
前記電子注入層の表面に陰極層を蒸着し、前記トップエミッション型の有機エレクトロルミネッセンスデバイスを製造するステップＳ５と
を含む、トップエミッション型の有機エレクトロルミネッセンスデバイスの製造方法。
【請求項６】
前記ステップＳ２は、用意された陽極層をプラズマ処理装置内に入れ、真空状態、及び空気雰囲気下で、高周波放電プラズマにより、陽極層の表面を洗浄するステップをさらに含むことを特徴とする、請求項５に記載のトップエミッション型の有機エレクトロルミネッセンスデバイスの製造方法。
【請求項７】
前記自己組織化分子修飾層に使用される材料は、一般式ＣＨ３（ＣＨ２）ｎ−ＳＨ（ここで、５≦ｎ≦２１である）で示されるアルカンチオールであることを特徴とする、請求項５に記載のトップエミッション型の有機エレクトロルミネッセンスデバイスの製造方法。
【請求項８】
前記ステップＳ３は、
一般式ＣＨ３（ＣＨ２）ｎ−ＳＨで示されるアルカンチオールをエタノール又はエーテルに溶解し、モル濃度が０．１ｍＭ〜１０ｍＭの溶液に調製するステップＳ３１と、
陽極層を蒸着した基板を前記溶液中に浸漬させ、５分〜３０分間経過後取り出して窒素気流で乾燥し、陽極層の表面において自己組織化分子修飾層を形成するステップＳ３２と
をさらに含有することを特徴とする、請求項７に記載のトップエミッション型の有機エレクトロルミネッセンスデバイスの製造方法。
【請求項９】
前記陰極層は、単一種類の材料の一層の陰極単体層であり、又は異なる材料の、積層された二層の陰極単体層であり、前記陰極単体層の材料はアルミニウム、銀、サマリウム又はイッテルビウムであることを特徴とする、請求項５に記載のトップエミッション型の有機エレクトロルミネッセンスデバイスの製造方法。
【請求項１０】
前記基板の材料は、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルスルホン、ポリエチレンナフラレート又はポリカーボネートであり、前記陽極層の材料は、銀、アルミニウム又は金であることを特徴とする、請求項５に記載のトップエミッション型の有機エレクトロルミネッセンスデバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光電子デバイス分野に関しており、特にトップエミッション型の有機エレクトロルミネッセンスデバイスに関する。さらに、本発明は、前記トップエミッション型の有機エレクトロルミネッセンスデバイスの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機エレクトロルミネッセンス（Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｓｓｉｏｎ  Ｄｉｏｄｅ）は、ＯＬＥＤと略し、輝度が高く、選択可能な材料の範囲が広く、駆動電圧が低く、オールソリッドステートで自己発光するといった特性を有するとともに、明晰度が高く、視野が広く、応答速度が速いといったメリットをも有している。モバイル通信や情報表示の情報社会の発展傾向、及びグリーン照明技術のニーズに合致するものであり、国内外の研究者からの注目を浴びている。
【０００３】
現行技術のＯＬＥＤデバイスとして、基板にフレキシブル材料を使用するＯＬＥＤデバイスが挙げられる。当該ＯＬＥＤは、基板にガラスを使用したものと比較して、より軽くて薄く、より耐衝撃性に優れるといったメリットを有する。さらに、フレキシブルＯＬＥＤデバイスを製造する場合、ロールツーロール方式により実施可能であるため、製造コストは大幅に低減可能である。通常、基板にポリマー薄膜を使用する場合、その表面に設けられる陽極は、スパッタリング工程により、例えばＩＴＯ、ＩＺＯ等材料のような透明の導電性薄膜を被覆させることで設けられる。しかしながら、ＩＴＯ薄膜を製造する過程において、例えばインジウム（Ｉｎ）、スズ（Ｓｎ）などの各元素のドッピング比率を制御しにくいため、ＩＴＯ薄膜の外観及びキャリアの輸送性能を制御しにくくなる。また、フレキシブル基板にＩＴＯ等の導電性薄膜を作製する場合、通常、低温スパッタリング技術を用いるが、製造された導電性薄膜の表面抵抗が高く、さらに、薄膜と基板との結合力が不充分であるため、フレキシブルＯＬＥＤは、繰り返して湾曲や屈曲されている間に、導電性薄膜が基板から脱落しやすいため、ＯＬＥＤ発光装置の発光安定性に悪影響を与えてしまう。
【０００４】
アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）等のような金属材料は、蒸着工程によりポリマー薄膜上に成膜可能であるとともに、良好な導電性及び比較的高い反射率を有しており、ポリマー薄膜上に成膜した後、基板との結合力がＩＴＯ導電性薄膜の場合より優れており、トップエミッション型ＯＬＥＤデバイスの陽極の作製に好適である。しかしながら、Ａｌ、Ａｇ等の金属材料と、一般に使用されたホール輸送材料（例えば、ＮＰＢ、ＴＰＤ）とのＨＯＭＯ軌道間において、大きなバリアが存在するため、陽極のホール注入性能が劣る。その結果、有機エレクトロルミネッセンスデバイスの発光効率に影響を与えてしまう。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、高発光効率のトップエミッション型の有機エレクトロルミネッセンスデバイスを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
トップエミッション型の有機エレクトロルミネッセンスデバイスは、順番に積層される、基板と、陽極層と、自己組織化分子修飾層と、ホール輸送層と、発光層と、電子輸送層と、電子注入層と、陰極層とを備える。
【０００７】
当該トップエミッション型の有機エレクトロルミネッセンスデバイスにおいて、前記自己組織化分子修飾層に使用される材料は、一般式ＣＨ３（ＣＨ２）ｎ−ＳＨ（ここで、５≦ｎ≦２１である）で示されるアルカンチオールであり、自己組織化分子修飾層は、チオールにおけるスルフィドリル基によって金属薄膜と化学結合する。
【０００８】
本発明のトップエミッション型の有機エレクトロルミネッセンスデバイスにおいて、使用される基板の材料は、ポリマー薄膜であり、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリエチレンナフラレート（ＰＥＮ）又はポリカーボネート（ＰＣ）である。
【０００９】
前記トップエミッション型の有機エレクトロルミネッセンスデバイスの陰極層は、一層の陰極単体層であり、又は二層の積層された陰極単体層である。前記陰極単体層の材料はアルミニウム、銀、サマリウム又はイッテルビウムである。
【００１０】
前記トップエミッション型の有機エレクトロルミネッセンスデバイスにおいて、各有機機能層の材料は、以下に示すように選択される。
【００１１】
ホール輸送層の材料は、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（１−ナフタレニル）−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン（ＮＰＢ）、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）、及び１，１−ビス｛４−［ビス（４−メチルフェニル）アミノ］フェニル｝シクロヘキサン（ＴＡＰＣ）から選択される。
【００１２】
発光層の材料は、イリジウムビス（２−メチルジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン）（アセチルアセトネート）（Ｉｒ（ＭＤＱ）２（ａｃａｃ））をドーピングしたＮ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（１−ナフタレニル）−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン（ＮＰＢ）、トリス（２−フェニルピリジン）イリジウム（Ｉｒ（ｐｐｙ）３）をドーピングした４，４’，４’’−トリス（カルバゾール−９−イル）−トリフェニルアミン（ＴＣＴＡ）、４−（ジシアノメチレン）−２−ｔｅｒｔ−ブチル−６−［２−（２，３，６，７−テトラヒドロ−１，１，７，７−テトラメチル−１Ｈ，５Ｈ−ベンゾ［ｉｊ］キノリジン−９−イル）エテニル］−４Ｈ−ピラン（ＤＣＪＴＢ）をドーピングしたトリス（８−ヒドロキシキノリン）アルミニウム（Ａｌｑ３）、及びＤＰＶＢｉから選択される。すなわち、発光層の材料は、ＮＰＢ：Ｉｒ（ＭＤＱ）２（ａｃａｃ）（ここで、ＮＰＢがホスト材料、Ｉｒ（ＭＤＱ）２（ａｃａｃ）がゲスト材料であり、ゲスト材料のドーピング質量百分率が５％）、ＴＣＴＡ：Ｉｒ（ｐｐｙ）３（ここで、ＴＣＴＡがホスト材料、Ｉｒ（ｐｐｙ）３がゲスト材料であり、ゲスト材料のドーピング質量百分率が３％）、Ａｌｑ３：ＤＣＪＴＢ（Ａｌｑ３がホスト材料、ＤＣＪＴＢがゲスト材料であり、ゲスト材料のドーピング質量百分率が２％）、及びＤＰＶＢｉから選択される。
【００１３】
電子輸送層の材料は、トリス（８−ヒドロキシキノリン）アルミニウム（Ａｌｑ３）、４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン（Ｂｐｈｅｎ）、及び１，３，５−トリス（１−フェニル−１Ｈ−ベンゾイミダゾール−２−イル）ベンゼン（ＴＰＢｉ）から選択される。
【００１４】
電子注入層の材料は、ＬｉＦ、ＣｓＦ及びＬｉ２Ｏから選択される。
【００１５】
前記陽極の材料は、Ａｇ、Ａｌ又はＡｕ等の金属である。
【００１６】
さらに、本発明は、上述したトップエミッション型の有機エレクトロルミネッセンスデバイスの製造方法を提供し、当該製造方法は、
基板を洗浄、乾燥して、後工程のために用意しておくステップＳ１と、
真空蒸着法を利用して、前記基板の表面に１層の陽極層を蒸着するステップＳ２と、
前記陽極層の表面に自己組織化分子修飾層を設けるステップＳ３と
真空蒸着法を利用して、前記自己組織化分子修飾層の表面において、ホール輸送層と、発光層と、電子輸送層と、電子注入層とを順番に蒸着し、積層させるステップＳ４と、
前記電子注入層の表面に陰極層を蒸着するステップＳ５と
を含む。
【００１７】
上述したステップを実施することにより、トップエミッション型の有機エレクトロルミネッセンスデバイスを製造しうる。
【００１８】
前記トップエミッション型の有機エレクトロルミネッセンスデバイスの製造方法において、陽極層の表面における自己組織化分子の吸着力を向上させるために、ステップＳ２において、用意した陽極層をプラズマ処理装置に入れ、１０Ｐａ〜６０Ｐａに真空減圧させ、空気雰囲気下で高周波放電を行い、周波放電効率が６０Ｗの条件下で、５分〜１５分間のグロー放電処理により発生されたプラズマで、陽極層の表面を洗浄するステップをさらに含む。
【００１９】
このようなプラズマ処理方法は、陽極層の表面エネルギーを増大し、さらに、陽極層表面における自己組織化分子の成膜の均一性及び緻密性を向上させる。
【００２０】
上述したステップＳ３において、
一般式ＣＨ３（ＣＨ２）ｎ−ＳＨで示されるアルカンチオールをエタノール又はエーテルに溶解し、モル濃度が０．１ｍＭ〜１０ｍＭの溶液に調製するステップＳ３１と、
陽極層を蒸着した基板を、前記溶液中に浸漬させ、５〜３０分間経過後取り出して窒素気流で乾燥し、その後、陽極層の表面において自己組織化分子修飾層を形成するステップＳ３２とをさらに含む。
【発明の効果】
【００２１】
本発明により提供されたトップエミッション型の有機エレクトロルミネッセンスデバイスは、陽極層の表面において、自己組織化分子修飾層が設けられ、前記自己組織化分子修飾層は、陽極層の仕事関数を向上し、陽極層とホール輸送層との間のホール注入バリアを小さくすることで、ＯＬＥＤデバイスの開始電圧を降下させ、さらに、ＯＬＥＤデバイスの発光効率が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１は、本発明の一実施形態にかかるトップエミッション型の有機エレクトロルミネッセンスデバイスの構造模式図である。
【図２】図２は、本発明の一実施形態にかかるトップエミッション型の有機エレクトロルミネッセンスデバイスの製造プロセスフロー図である。
【図３】図３は、実施例２で作製されたトップエミッション型の有機エレクトロルミネッセンスデバイスと、比較例１で作製されたトップエミッション型の有機エレクトロルミネッセンスデバイスとの電圧−輝度曲線の比較図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明の一実施形態におけるトップエミッション型の有機エレクトロルミネッセンスデバイスは、図１に示すように、順番に積層される、基板１０１と、陽極層１０２と、自己組織化分子修飾層１０３と、ホール輸送層１０４と、発光層１０５と、電子輸送層１０６と、電子注入層１０７と、陰極層１０８とを備え、すなわち、基板１０１／陽極層１０２／自己組織化分子修飾層１０３／ホール輸送層１０４／発光層１０５／電子輸送層１０６／電子注入層１０７／陰極層１０８で構成されている。
【００２４】
前記トップエミッション型の有機エレクトロルミネッセンスデバイスにおいて、自己組織化分子修飾層１０３に使用されるのは、長鎖のアルカンチオールであり、具体的には、その一般式がＣＨ３（ＣＨ２）ｎ−ＳＨ（ここで、５≦ｎ≦２１である）、自己組織化分子修飾層は、チオールのスルフィドリル基により金属薄膜に化学結合されている。
【００２５】
前記トップエミッション型の有機エレクトロルミネッセンスデバイスにおいて、基板１０１に使用された材料は、ポリマー薄膜であり、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリエチレンナフラレート（ＰＥＮ）又はポリカーボネート（ＰＣ）である。前記トップエミティングの有機エレクトロルミネッセンスデバイスがトップエミッション型ＯＬＥＤデバイスであることを考慮すれば、その基板材料のポリマー薄膜の表面に対して、平滑化及び硬化処理を施さなければならず、その表面硬度を２Ｈ〜３Ｈ（鉛筆硬度）までにさせる。
【００２６】
前記トップエミッション型の有機エレクトロルミネッセンスデバイスのホール輸送層１０４、発光層１０５、電子輸送層１０６及び電子注入層１０７に使用される材料は、当該分野の一般に使用されている材料であり、以下に例示する。
【００２７】
ホール輸送層の材料は、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（１−ナフタレニル）−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン（ＮＰＢ）、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）、及び１，１−ビス［４−［ビス（４−メチルフェニル）アミノ］フェニル］シクロヘキサン（ＴＡＰＣ）から選択される。
【００２８】
発光層の材料は、イリジウムビス（２−メチルジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン）（アセチルアセトネート）（Ｉｒ（ＭＤＱ）２（ａｃａｃ））をドーピングしたＮ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（１−ナフタレニル）−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン（ＮＰＢ）、トリス（２−フェニルピリジン）イリジウム（Ｉｒ（ｐｐｙ）３）をドーピングした４，４’，４’’−トリス（カルバゾール−９−イル）−トリフェニルアミン（ＴＣＴＡ）、４−（ジシアノメチレン）−２−ｔｅｒｔ−ブチル−６−［２−（２，３，６，７−テトラヒドロ−１，１，７，７−テトラメチル−１Ｈ，５Ｈ−ベンゾ［ｉｊ］キノリジン−９−イル）エテニル］−４Ｈ−ピラン（ＤＣＪＴＢ）をドーピングしたトリス（８−ヒドロキシキノリン）アルミニウム（Ａｌｑ３）、及びＤＰＶＢｉから選択される。すなわち、発光層の材料は、ＮＰＢ：Ｉｒ（ＭＤＱ）２（ａｃａｃ）（ここで、ＮＰＢがホスト材料、Ｉｒ（ＭＤＱ）２（ａｃａｃ）がゲスト材料であり、ゲスト材料のドーピング質量百分率が５％）、ＴＣＴＡ：Ｉｒ（ｐｐｙ）３（ここで、ＴＣＴＡがホスト材料、Ｉｒ（ｐｐｙ）３がゲスト材料であり、ゲスト材料のドーピング質量百分率が３％）、Ａｌｑ３：ＤＣＪＴＢ（Ａｌｑ３がホスト材料、ＤＣＪＴＢがゲスト材料であり、ゲスト材料のドーピング質量百分率が２％）、及びＤＰＶＢｉから選択される。
【００２９】
電子輸送層の材料は、トリス（８−ヒドロキシキノリン）アルミニウム（Ａｌｑ３）、４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン（Ｂｐｈｅｎ）、及び１，３，５−トリス（１−フェニル−１Ｈ−ベンゾイミダゾール−２−イル）ベンゼン（ＴＰＢｉ）から選択される。
【００３０】
電子注入層の材料は、ＬｉＦ、ＣｓＦ及びＬｉ２Ｏから選択される。
【００３１】
前記陽極の材料は、金属Ａｇ、Ａｌ又はＡｕであり、前記陽極層の厚みは１８ｎｍ〜１００ｎｍである。
【００３２】
前記トップエミッション型の有機エレクトロルミネッセンスデバイスの陰極層は、一層又は二層の陰極単体層であり、前記陰極単体層の材料は、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、サマリウム（Ｓｍ）又はイッテルビウム（Ｙｂ）である。前記陰極層は、半透明陰極であり、その合計厚みが１８ｎｍ〜３０ｎｍであり、陰極層は、可視光における透過率は、５５％〜７５％である。
【００３３】
さらに、本発明は、上述したトップエミッション型の有機エレクトロルミネッセンスデバイスの製造方法を提供する。図２に示すように、当該製造方法は、下記のステップを含有する。
【００３４】
ステップＳ１、基板（例えば、ポリマー薄膜）を洗浄剤含有の脱イオン水に入れて、超音波洗浄を行い、脱イオン水で洗浄した後、イソプロパノールとアセトンとの順で超音波処理し、さらに、窒素気流で乾燥させ、後工程のために用意しておく。ここで、ポリマー薄膜は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリエチレンナフラレート（ＰＥＮ）、又はポリカーボネート（ＰＣ）を含む。
【００３５】
ステップＳ２、真空蒸着法を用いて、洗浄した基板の表面に陽極層を蒸着し、前記陽極層の厚みは１８ｎｍ〜１００ｎｍである。
【００３６】
ステップＳ３、前記陽極層の表面に自己組織化分子修飾層を設ける。ここで、自己組織化分子修飾層の材料は、一般式ＣＨ３（ＣＨ２）ｎ−ＳＨ（５≦ｎ≦２１）で示されるアルカンチオールである。
【００３７】
ステップＳ４、真空蒸着法を用いて、陽極層の表面において、ホール輸送層と発光層と電子輸送層と電子注入層とを順番に蒸着する。前記ホール輸送層、発光層、電子輸送層、及び電子注入層は、それぞれ５０ｎｍ〜６０ｎｍ、１５ｎｍ〜２０ｎｍ、３０ｎｍ〜４０ｎｍ及び１ｎｍの厚みを有する。
【００３８】
ステップＳ５、前記電子注入層の表面に、１８ｎｍ〜３０ｎｍの厚みを有する陰極層を蒸着さする。
【００３９】
上述した製造工程を実施した後、トップエミッション型の有機エレクトロルミネッセンスデバイスを製造しうる。
【００４０】
上述したトップエミッション型の有機エレクトロルミネッセンスデバイスの製造方法において、陽極層の表面における自己組織化分子の吸着力を向上させるために、ステップＳ２は、
作製した陽極層をプラズマ処理装置に入れて、１０Ｐａ〜６０Ｐａに真空減圧し、空気の雰囲気下で高周波放電を行い、周波放電効率が６０Ｗの条件下で、５分〜１５分間のグロー放電処理により発生されたプラズマで、陽極層の表面を洗浄するステップをさらに含む。
【００４１】
このようなプラズマ処理方法は、陽極層の表面エネルギーを増大させ、さらに、陽極層表面における自己組織化分子の成膜の均一性及び緻密性を向上させる。
【００４２】
上述したステップＳ３において、
一般式ＣＨ３（ＣＨ２）ｎ−ＳＨで示されるアルカンチオールをエタノール又はエーテルに溶解させ、モル濃度が０．１ｍＭ〜１０ｍＭ（すなわち、ｍｍｏｌ／Ｌ）の溶液に調製するステップＳ３１と、
陽極層を蒸着した基板を、前記溶液中に浸漬させ、５分〜３０分間経過後取り出して窒素気流で乾燥し、陽極層の表面において自己組織化分子修飾層を形成するステップＳ３２とをさらに含む。
【００４３】
本発明により提供されたトップエミッション型の有機エレクトロルミネッセンスデバイスは、陽極層の表面において、一般式ＣＨ３（ＣＨ２）ｎ−ＳＨで示されるアルカンチオールの自己組織化分子修飾層が設けられ、当該自己組織化単分子層は、陽極層の仕事関数を向上させ、陽極層とホール輸送層との間のホール注入バリアを小さくすることで、ＯＬＥＤデバイスの開始電圧を降下させる。これによって、ＯＬＥＤデバイスの発光効率が向上する。
【００４４】
以下、図面を参照し、本発明のより好ましい実施例についてさらに詳しく説明する。
【００４５】
［実施例１］
実施例１におけるトップエミッション型の有機エレクトロルミネッセンスデバイスの構成は、ＰＥＴ／Ａｌ／ＣＨ３（ＣＨ２）５−ＳＨ／α−ＮＰＤ／ＮＰＢ：Ｉｒ（ＭＤＱ）２（ａｃａｃ）／Ａｌｑ３／ＬｉＦ／Ａｇである。
【００４６】
前記トップエミッション型の有機エレクトロルミネッセンスデバイスの製造工程は以下に示す。
【００４７】
厚みが０．１７５ｍｍのＰＥＴ薄膜を、洗浄剤含有の脱イオン水に入れて超音波洗浄を行い、さらに、イソプロパノールとアセトンとの順で超音波処理し、処理終了した後窒素気流で乾燥した。ＰＥＴ薄膜の表面において、加熱真空蒸着法で、厚みが６０ｎｍのＡｌ膜を形成し、フレキシブル陽極を作製した。
【００４８】
陽極をプラズマ処理装置に入れて、１０Ｐａまで真空減圧し、高周波放電を行い、周波放電効率が６０Ｗの条件下で、３０分間のグロー放電処理を行った。１−ヘキサンチオール（ＣＨ３（ＣＨ２）５−ＳＨ）をエタノールに溶解し、濃度を１０ｍＭとした。さらに、プラズマ処理したＡｌ陽極を当該溶液に３０分間浸漬させ、１−ヘキサンチオールをＡｌ膜の表面に吸着させ、自己組織化薄膜を形成した。さらに、取り出して窒素気流で乾燥した。
【００４９】
乾燥した後、上述した自己組織化単分子膜で修飾したＡｌ膜において、加熱真空蒸着法で、厚みが５０ｎｍのホール輸送層ＮＰＢと、厚みが２０ｎｍの発光層ＮＰＢ：Ｉｒ（ＭＤＱ）２（ａｃａｃ）（ここで、ＮＰＢがホスト材料、Ｉｒ（ＭＤＱ）２（ａｃａｃ）がゲスト材料であり、ゲスト材料のドーピング質量百分率が５％）と、厚みが４０ｎｍの電子輸送層Ａｌｑ３と、厚みが１ｎｍの電子注入層ＬｉＦと、厚みが１８ｎｍのＡｇ層とを順番に積層して形成した。
【００５０】
［実施例２］
実施例２におけるトップエミッション型の有機エレクトロルミネッセンスデバイスの構成は、ＰＥＳ／Ａｇ／ＣＨ３（ＣＨ２）１１−ＳＨ／ＮＰＢ／ＴＣＴＡ：Ｉｒ（ｐｐｙ）３／Ｂｐｈｅｎ／ＬｉＦ／（Ａｌ／Ｓｍ）である。
【００５１】
前記トップエミッション型の有機エレクトロルミネッセンスデバイスの製造工程は以下に示す。
【００５２】
厚みが０．１５ｍｍのＰＥＳ薄膜を、洗浄剤含有の脱イオン水に入れて超音波洗浄を行い、さらに、イソプロパノールとアセトンとの順で超音波処理し、処理終了した後窒素気流で乾燥した。フレキシブル基板の表面において、加熱真空蒸着法で、厚みが８０ｎｍのＡｇ膜を形成し、フレキシブル陽極を作製した。
【００５３】
陽極をプラズマ処理装置に入れて、４０Ｐａまで真空減圧し、高周波放電を行い、周波放電効率が６０Ｗの条件下で、１０分間のグロー放電処理を行った。１−ドデカンチオール（ＣＨ３（ＣＨ２）１１−ＳＨ）をエタノールに溶解し、濃度を１ｍＭとした。さらに、プラズマ処理したＡｇ陽極を当該溶液に１５分間浸漬させ、自己組織化薄膜を形成した。さらに、取り出して窒素気流で乾燥した。
【００５４】
乾燥した後、上述した自己組織化単分子膜で修飾したＡｇ膜において、加熱真空蒸着法で、厚みが６０ｎｍのホール輸送層ＮＰＢと、厚みが１５ｎｍの発光層ＴＣＴＡ：Ｉｒ（ｐｐｙ）３（ここで、ＴＣＴＡがホスト材料、Ｉｒ（ｐｐｙ）３がゲスト材料であり、ゲスト材料のドーピング質量百分率が３％）と、厚みが３０ｎｍの電子輸送層Ｂｐｈｅｎと、厚みが１ｎｍの電子注入層ＬｉＦと、Ａｌ（厚みが１ｎｍ）／Ｓｍ（厚みが３０ｎｍ）の二層単体層の構造を有する陰極層とを順番に積層して形成した。
【００５５】
［実施例３］
実施例３におけるトップエミッション型の有機エレクトロルミネッセンスデバイスの構成は、ＰＣ／Ａｕ／ＣＨ３（ＣＨ２）１７−ＳＨ／ＴＡＰＣ／ＤＰＶＢｉ／ＴＰＢｉ／ＣｓＦ／Ａｇである。
【００５６】
前記トップエミッション型の有機エレクトロルミネッセンスデバイスの製造工程は以下に示す。
【００５７】
厚みが０．２０ｍｍのＰＣ薄膜を、洗浄剤含有の脱イオン水に入れて超音波洗浄を行い、さらに、イソプロパノールとアセトンとの順で超音波処理し、処理終了した後窒素気流で乾燥した。フレキシブル基板の表面において、加熱真空蒸着法で、厚みが６０ｎｍのＡｕ膜を形成し、フレキシブル陽極を作製した。
【００５８】
陽極をプラズマ処理装置に入れて、６０Ｐａまで真空減圧し、高周波放電を行い、周波放電効率が６０Ｗの条件下で、１０分間のグロー放電処理を行った。１−オクタデカンチオール（ＣＨ３（ＣＨ２）１７−ＳＨ）をエタノールに溶解し、濃度を０．５ｍＭとした。さらに、プラズマ処理したＡｕ陽極を当該溶液に３０分間浸漬させ、自己組織化薄膜を形成した。さらに、取り出して窒素気流で乾燥した。
【００５９】
乾燥した後、上述した自己組織化単分子膜で修飾したＡｕ膜において、加熱真空蒸着法で、厚みが５０ｎｍのホール輸送層ＴＡＰＣと、厚みが２０ｎｍの発光層ＤＰＶＢｉと、厚みが４０ｎｍの電子輸送層ＴＰＢｉと、厚みが１ｎｍの電子注入層ＣｓＦと、厚みが２０ｎｍのＡｇ層とを順番に積層して形成した。
【００６０】
［実施例４］
実施例４におけるトップエミッション型の有機エレクトロルミネッセンスデバイスの構成は、ＰＥＮ／Ａｌ／ＣＨ３（ＣＨ２）２１−ＳＨ／ＴＰＤ／Ａｌｑ３：ＤＣＪＴＢ／Ａｌｑ３／Ｌｉ２Ｏ／（Ｙｂ／Ａｇ）である。
【００６１】
前記トップエミッション型の有機エレクトロルミネッセンスデバイスの製造工程は以下に示す。
【００６２】
厚みが０．１８ｍｍのＰＥＮ薄膜を、洗浄剤含有の脱イオン水に入れて超音波洗浄を行い、さらに、イソプロパノールとアセトンとの順で超音波処理し、処理終了した後窒素気流で乾燥した。フレキシブル基板の表面において、加熱真空蒸着法で、厚みが１００ｎｍのＡｌ膜を形成し、陽極を作製した。
【００６３】
陽極をプラズマ処理装置に入れて、５０Ｐａまで真空減圧し、高周波放電を行い、周波放電効率が６０Ｗの条件下で、１５分間のグロー放電処理を行った。１‐ドコサンチオール（ＣＨ３（ＣＨ２）２１−ＳＨ）をエーテルに溶解し、濃度を０．１ｍＭとした。さらに、プラズマ処理したＡｌ陽極を当該溶液に５分間浸漬させ、さらに、取り出して窒素気流で乾燥した。
【００６４】
乾燥した後、上述した自己組織化単分子膜で修飾したＡｌ膜において、加熱真空蒸着法で、厚みが５０ｎｍのホール輸送層ＴＰＤと、厚みが２０ｎｍの発光層Ａｌｑ３：ＤＣＪＴＢ（Ａｌｑ３がホスト材料、ＤＣＪＴＢがゲスト材料であり、ゲスト材料のドーピング質量百分率が２％）と、厚みが３５ｎｍの電子輸送層Ａｌｑ３と、厚みが１ｎｍの電子注入層Ｌｉ２Ｏと、Ｙｂ（厚みが１０ｎｍ）／Ａｇ（厚みが１２ｎｍ）の二層単体層の構造を有する陰極層とを順番に積層して形成した。
【００６５】
［比較例１］
比較例１におけるトップエミッション型の有機エレクトロルミネッセンスデバイスの構成は、ＰＥＳ／Ａｇ／ＮＰＢ／ＴＣＴＡ：Ｉｒ（ｐｐｙ）３／Ｂｐｈｅｎ／ＬｉＦ／（Ａｌ／Ｓｍ）である。
【００６６】
前記トップエミッション型の有機エレクトロルミネッセンスデバイスの製造工程は以下に示す。
【００６７】
厚みが０．１５ｍｍのＰＥＳ薄膜を、洗浄剤含有の脱イオン水に入れて超音波洗浄を行い、さらに、イソプロパノールとアセトンとの順で超音波処理し、処理終了した後窒素気流で乾燥した。フレキシブル基板の表面において、加熱真空蒸着法で、厚みが８０ｎｍのＡｇ膜を形成し、フレキシブル陽極を作製した。
【００６８】
上述した金属Ａｇ膜において、加熱真空蒸着法で、厚みが６０ｎｍのホール輸送層ＮＰＢと、厚みが１５ｎｍの発光層ＴＣＴＡ：Ｉｒ（ｐｐｙ）３（ここで、ＴＣＴＡがホスト材料、Ｉｒ（ｐｐｙ）３がゲスト材料であり、ゲスト材料のドーピング質量百分率が３％）と、厚みが３０ｎｍの電子輸送層Ｂｐｈｅｎと、厚みが１ｎｍの電子注入層ＬｉＦと、Ａｌ（厚みが１ｎｍ）／Ｓｍ（厚みが３０ｎｍ）の二層単体層の構造を有する陰極層とを順番に積層して形成した。
【００６９】
実施例１、実施例２、実施例３、実施例４、及び比較例１で作製したデバイスに対して、発光性能のテストを行った。テストの結果は表１に示す。
【００７０】
【表１】
2014519206.tif 000003
【００７１】
上述した結果により、自己組織化分子修飾層を使用した陽極で作製した有機エレクトロルミネッセンスデバイスの開始電圧は、自己組織化分子修飾層を使用していない陽極で作製した有機エレクトロルミネッセンスデバイスの開始電圧と比較して、顕著に低いことが分かる。その理由は、陽極金属薄膜を自己組織化分子修飾層により修飾した後、陽極とホール輸送材との間のホール注入バリアを小さくすることができ、さらに、開始電圧を降下させるからである。
【００７２】
図３は、実施例２で作製したトップエミッション型の有機エレクトロルミネッセンスデバイスと比較例１で作製したトップエミッション型の有機エレクトロルミネッセンスデバイスとの電圧−輝度曲線の比較図である。図３により、自己組織化分子修飾層で修飾した陽極層を使用した有機エレクトロルミネッセンスデバイスの輝度は、自己組織化分子修飾層で修飾されていない陽極層を使用した有機エレクトロルミネッセンスデバイスの輝度より高いことが分かる。また、自己組織化分子修飾層で修飾した陽極層を使用した有機エレクトロルミネッセンスデバイスの電流効率は、自己組織化分子修飾層で修飾されていない陽極層を使用した有機エレクトロルミネッセンスデバイスの電流効率より高いことも分かる。
【００７３】
なお、本発明のより好ましい実施例に関する上記説明は、比較的詳細的なものであるが、本発明の特許請求の範囲に対する制限でならず、本発明の請求する範囲は、添付の特許請求の範囲に基づくものであると理解されるべきである。
【符号の説明】
【００７４】
１０１  基板
１０２  陽極層
１０３  自己組織化分子修飾層
１０４  ホール輸送層
１０５  発光層
１０６  電子輸送層
１０７  電子注入層
１０８  陰極
【図１】
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【図２】
2014519206.tif 000005
【図３】
2014519206.tif 000006
【国際調査報告】
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