JP2008211068A - Method of manufacturing substrate for electronic device, method of manufacturing organic electroluminescence element, electronic device, and electronic apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子デバイス用基板の製造方法、有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法、電子デバイスおよび電子機器に関するものである。 The present invention relates to a method for manufacturing a substrate for an electronic device, a method for manufacturing an organic electroluminescence element, an electronic device, and an electronic apparatus.
有機材料を使用した有機エレクトロルミネッセンス素子（以下、単に「有機ＥＬ素子」という。）は、固体発光型の安価な大面積フルカラー表示素子（発光素子）としての用途が有望視され、多くの開発が行われている。
一般に、有機ＥＬ素子は、陰極と陽極との間に発光層を有する構成であり、陰極と陽極との間に電界を印加すると、発光層に陰極側から電子が注入され、陽極側から正孔が注入される。
Organic electroluminescence devices using organic materials (hereinafter simply referred to as “organic EL devices”) are promising for use as solid light-emitting, inexpensive, large-area full-color display devices (light-emitting devices), and many developments have been made. Has been done.
In general, an organic EL device has a light emitting layer between a cathode and an anode. When an electric field is applied between the cathode and the anode, electrons are injected into the light emitting layer from the cathode side, and holes are formed from the anode side. Is injected.
そして、注入された電子と正孔とが発光層において再結合し、エネルギー準位が伝導帯から価電子帯に戻る際の励起エネルギーを光エネルギーとして放出することにより、発光層が発光する。
このような有機ＥＬ素子において、有機ＥＬ素子の高効率化、すなわち、高い発光を得るためには、キャリア（電子または正孔）のキャリア輸送性の異なるキャリア輸送材料で構成されるキャリア輸送層を、発光層と、陰極および／または陽極との間に積層する素子構造が有効であることが判っている。
Then, the injected electrons and holes are recombined in the light emitting layer, and the light emitting layer emits light by releasing the excitation energy when the energy level returns from the conduction band to the valence band as light energy.
In such an organic EL device, in order to increase the efficiency of the organic EL device, that is, to obtain high light emission, a carrier transport layer composed of carrier transport materials having different carrier transport properties of carriers (electrons or holes) is required. It has been found that an element structure laminated between a light emitting layer and a cathode and / or an anode is effective.
ところで、陽極の材料としては、仕事関数が大きく、導電性に優れる材料が好適に用いられる。また、特に、有機ＥＬ素子が基板側から光を取り出す構成（ボトムエミッション型）である場合には、陽極として透明性を有するものを用いる必要がある。これらの点を考慮して、陽極の構成材料としては、一般に、ＩＴＯ（インジウムティンオキサイド）が用いられる。 By the way, as the material of the anode, a material having a large work function and excellent conductivity is preferably used. In particular, when the organic EL element is configured to extract light from the substrate side (bottom emission type), it is necessary to use a transparent anode. Considering these points, ITO (indium tin oxide) is generally used as a constituent material of the anode.
一方、陽極と発光層との間に設けられるキャリア輸送層すなわち正孔輸送層の材料としては、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン／スチレンスルホン酸）（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）が好適に用いられる。
ここで、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳは、正孔輸送能に優れるとともに、ドーパントとして共存しているポリスチレンスルホン酸（ＰＳＳ）がスルホン酸基を有することにより、ＰＥＤＯＴの水分散性が向上している。そのため、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳを水系分散媒に分散した液状材料を用いた、液相成膜法により、正孔輸送層を形成することができる。
On the other hand, poly (3,4-ethylenedioxythiophene / styrene sulfonic acid) (PEDOT / PSS) is suitably used as a material for the carrier transport layer, that is, the hole transport layer provided between the anode and the light emitting layer. .
Here, PEDOT / PSS is excellent in hole transport ability, and the water dispersibility of PEDOT is improved because polystyrene sulfonic acid (PSS) coexisting as a dopant has a sulfonic acid group. Therefore, the hole transport layer can be formed by a liquid phase film forming method using a liquid material in which PEDOT / PSS is dispersed in an aqueous dispersion medium.
ところが、特許文献１に認められるように、ＩＴＯで構成される陽極の表面に、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳで構成される正孔輸送層を設けると、ＩＴＯとＰＳＳが有するスルホン酸基とが反応する。これにより、ＩＴＯに含まれるＩｎが陽極から脱離して、周囲に拡散する。その結果、ＥＬ特性の経時的な劣化が引き起こされるという問題が生じる。
しかしながら、液状材料中でのＰＥＤＯＴの水分散性を維持するには、スルホン酸基を備えるＰＳＳと共存させることが必須である。
However, as recognized in Patent Document 1, when a hole transport layer composed of PEDOT / PSS is provided on the surface of an anode composed of ITO, ITO and the sulfonic acid group possessed by PSS react. Thereby, In contained in ITO is desorbed from the anode and diffuses to the surroundings. As a result, there arises a problem that the EL characteristics are deteriorated with time.
However, in order to maintain the water dispersibility of PEDOT in a liquid material, it is essential to coexist with PSS having a sulfonic acid group.
すなわち、ＩＴＯのような無機酸化物で構成される陽極と、スルホン酸基により水分散性が付与される正孔輸送材料で構成される正孔輸送層とが互いに接触して設けられる構成では、液状材料の調製時における正孔輸送材料の水分散性と、有機ＥＬ素子の長寿命化とを両立させるのが困難であるという問題がある。
また、このような問題は、ＩＴＯで構成されるソース・ドレイン電極を備え、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳで構成される有機半導体層を備える有機薄膜トランジスタ（有機ＴＦＴ）においても同様に生じている。
That is, in a configuration in which an anode composed of an inorganic oxide such as ITO and a hole transport layer composed of a hole transport material imparted with water dispersibility by a sulfonic acid group are provided in contact with each other, There is a problem that it is difficult to achieve both the water dispersibility of the hole transport material during the preparation of the liquid material and the extension of the lifetime of the organic EL element.
In addition, such a problem similarly occurs in an organic thin film transistor (organic TFT) including a source / drain electrode made of ITO and an organic semiconductor layer made of PEDOT / PSS.
本発明は、経時的な特性の劣化が抑制された電子デバイス用基板の製造方法および有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法を提供することを目的の一つとする。また、かかる電子デバイス用基板を備え、特性の経時的劣化を抑制した電子デバイスならびに信頼性の高い電子機器を提供することを目的の一つとする。 An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a substrate for electronic devices and a method for manufacturing an organic electroluminescent element in which deterioration of characteristics over time is suppressed. It is another object of the present invention to provide an electronic device including such an electronic device substrate and suppressing deterioration of characteristics over time and a highly reliable electronic device.
このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の電子デバイス用基板の製造方法は、基板上に、無機酸化物を主材料として構成される電極を形成する第１の工程と、
前記電極に接触するように、スルホン酸基を有するキャリア輸送材料を主材料として構成される有機層を形成する第２の工程と、
前記有機層に対して、前記キャリア輸送材料から前記スルホン酸基の少なくとも一部を離脱させる脱スルホン酸化処理を施すことによりキャリアを輸送する機能を有する層を得る第３の工程とを有することを特徴とする。
これにより、製造される電子デバイス用基板が用いられた電子デバイスの経時的な特性劣化を抑制することができる。
Such an object is achieved by the present invention described below.
The method for manufacturing an electronic device substrate of the present invention includes a first step of forming an electrode composed of an inorganic oxide as a main material on a substrate,
A second step of forming an organic layer composed mainly of a carrier transport material having a sulfonic acid group so as to be in contact with the electrode;
And a third step of obtaining a layer having a function of transporting carriers by subjecting the organic layer to a desulfonation treatment for removing at least a part of the sulfonic acid group from the carrier transport material. Features.
Thereby, the time-dependent characteristic deterioration of the electronic device using the manufactured electronic device substrate can be suppressed.
本発明の電子デバイス用基板の製造方法では、前記第１の工程において、前記無機酸化物として、インジウムティンオキサイドを用いることが好ましい。
インジウムティンオキサイドは、仕事関数が大きく、導電性に優れる、すなわち正孔輸送能に優れる。そのため、電極（特に、陽極）の構成材料として好適である。また、このものは、実質的に透明であるので、特に、基板側から光を取り出す構成（ボトムエミッション型）の有機ＥＬ素子の製造方法に適用した場合には、発光層で発生した光を効率よく取り出すことができるものとなる。
In the electronic device substrate manufacturing method of the present invention, in the first step, indium tin oxide is preferably used as the inorganic oxide.
Indium tin oxide has a large work function and excellent conductivity, that is, excellent hole transport ability. Therefore, it is suitable as a constituent material of an electrode (particularly an anode). In addition, since this is substantially transparent, the light generated in the light emitting layer is efficiently used particularly when applied to a method for manufacturing an organic EL element having a configuration in which light is extracted from the substrate side (bottom emission type). It can be taken out well.
本発明の電子デバイス用基板の製造方法では、前記第２の工程において、前記有機層は、前記キャリア輸送材料を含む液状材料を用いた液相成膜法を用いて形成されることが好ましい。
このように、液状材料を用いて有機層を形成する構成とすることにより、気相成膜法を用いて有機層を形成する場合と比較して、真空チャンバのような大掛かりな装置を用いることなく形成することができるとともに、形成工程の大幅な簡略化を図ることができる。
In the method for manufacturing an electronic device substrate according to the present invention, in the second step, the organic layer is preferably formed using a liquid phase film forming method using a liquid material containing the carrier transport material.
In this way, by using a configuration in which an organic layer is formed using a liquid material, a large-scale apparatus such as a vacuum chamber is used as compared with the case where an organic layer is formed using a vapor deposition method. In addition, the formation process can be greatly simplified.
本発明の電子デバイス用基板の製造方法では、前記第２の工程において、前記キャリア輸送材料として、前記スルホン酸基が、当該キャリア輸送材料が備える芳香族炭化水素環に連結するものを用いることが好ましい。
かかる構成のキャリア輸送材料は、キャリア輸送能、および溶液または分散媒に対する溶解性または分散性に優れることから、キャリア輸送材料として好適に用いられる。
In the electronic device substrate manufacturing method of the present invention, in the second step, as the carrier transport material, a material in which the sulfonic acid group is connected to an aromatic hydrocarbon ring included in the carrier transport material is used. preferable.
The carrier transport material having such a structure is preferably used as a carrier transport material because it has excellent carrier transport ability and solubility or dispersibility in a solution or a dispersion medium.
本発明の電子デバイス用基板の製造方法では、前記芳香族炭化水素環は、ベンゼン環であることが好ましい。
芳香族炭化水素環としてベンゼン環を備えるキャリア輸送材料は、優れたキャリア輸送能を有し、合成も容易で比較的安価に入手できることから、キャリア輸送材料として好適に用いられる。
In the method for manufacturing an electronic device substrate according to the present invention, the aromatic hydrocarbon ring is preferably a benzene ring.
A carrier transport material having a benzene ring as an aromatic hydrocarbon ring has excellent carrier transport ability, is easy to synthesize, and can be obtained at a relatively low cost. Therefore, it is preferably used as a carrier transport material.
本発明の電子デバイス用基板の製造方法では、前記キャリア輸送材料として、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン／スチレンスルホン酸）を主材料として構成されるものを用いることが好ましい。
ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン／スチレンスルホン酸）は、優れたキャリア輸送能（特に、正孔輸送能）を有している。また、このものは、水系分散媒に対する分散性に優れるため、水系分散媒に分散して液状材料とし、液相成膜法によりこの液状材料を用いて有機層を確実に形成することができる。
In the method for manufacturing an electronic device substrate according to the present invention, it is preferable to use a material composed mainly of poly (3,4-ethylenedioxythiophene / styrenesulfonic acid) as the carrier transport material.
Poly (3,4-ethylenedioxythiophene / styrene sulfonic acid) has an excellent carrier transport ability (particularly, hole transport ability). Moreover, since this thing is excellent in the dispersibility with respect to an aqueous dispersion medium, it can disperse | distribute to an aqueous dispersion medium to make a liquid material, and an organic layer can be reliably formed using this liquid material by a liquid phase film-forming method.
本発明の電子デバイス用基板の製造方法では、前記キャリアを輸送する機能を有する層において、前記スルホン酸基の含有率は、前記スチレンスルホン酸を構成するベンゼン環の数に対して５〜６０％であることが好ましい。
これにより、製造されるキャリア輸送層において優れたキャリア輸送能を確保しつつ、製造される電子デバイス用基板が用いられた電子デバイスの経時的な特性劣化を確実に抑制または防止することができる。
In the method for producing an electronic device substrate according to the present invention, in the layer having a function of transporting the carrier, the content of the sulfonic acid group is 5 to 60% with respect to the number of benzene rings constituting the styrenesulfonic acid. It is preferable that
Thereby, while ensuring the outstanding carrier transport capability in the carrier transport layer manufactured, the time-dependent characteristic deterioration of the electronic device in which the board | substrate for electronic devices manufactured is used can be suppressed or prevented reliably.
本発明の電子デバイス用基板の製造方法では、前記第３の工程における前記脱スルホン酸化処理は、前記有機層を、水分子に接触させつつ、加熱するものであることが好ましい。
これにより、有機層に含まれるキャリア輸送材料から、スルホン酸基を確実に離脱させることができる。
In the method for manufacturing a substrate for an electronic device according to the present invention, it is preferable that the desulfonation treatment in the third step is to heat the organic layer while being in contact with water molecules.
Thereby, a sulfonic acid group can be reliably released from the carrier transport material contained in the organic layer.
本発明の電子デバイス用基板の製造方法では、前記脱スルホン酸化処理における前記有機層の加熱温度は、６０〜２００℃であることが好ましい。
かかる範囲内に設定することにより、形成されるキャリアを輸送する機能を有する層の熱による変質・劣化を防止しつつ、キャリア輸送材料からスルホン酸基を十分に離脱させることができる。
In the method for manufacturing an electronic device substrate of the present invention, the heating temperature of the organic layer in the desulfonation treatment is preferably 60 to 200 ° C.
By setting within this range, the sulfonic acid group can be sufficiently detached from the carrier transporting material while preventing deterioration and deterioration of the layer having a function of transporting the formed carrier due to heat.
本発明の電子デバイス用基板の製造方法では、前記脱スルホン酸化処理における前記有機層に対する前記水分子の接触は、前記有機層を水蒸気の流路内に導入することにより行われることが好ましい。
これにより、スルホン酸基を有するキャリア輸送材料が加水分解する際に、硫酸が生成する方向に偏らせることができる。その結果、キャリア輸送材料からのスルホン酸基の脱離がより円滑に行われるようになる。
In the method for manufacturing an electronic device substrate of the present invention, it is preferable that the contact of the water molecules with the organic layer in the desulfonation treatment is performed by introducing the organic layer into a water vapor channel.
Thereby, when the carrier transport material having a sulfonic acid group is hydrolyzed, it can be biased in the direction in which sulfuric acid is generated. As a result, the sulfonic acid group can be more smoothly eliminated from the carrier transport material.
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法は、本発明の電子デバイス用基板の製造方法により製造された電子デバイス用基板が備える前記キャリアを輸送する機能を有する層上に、さらに発光層および対向電極をこの順で積層することを特徴とする。
これにより、発光効率等の特性に優れ、特性の経時的劣化が抑制された有機ＥＬ素子が得られる。
The method for producing an organic electroluminescent element of the present invention includes a light emitting layer and a counter electrode on a layer having a function of transporting the carrier provided in the electronic device substrate produced by the method for producing an electronic device substrate of the present invention. Are stacked in this order.
As a result, an organic EL element that is excellent in characteristics such as luminous efficiency and in which deterioration of characteristics over time is suppressed can be obtained.
本発明の電子デバイスは、本発明の電子デバイス用基板の製造方法により製造された電子デバイス用基板を備えることを特徴とする。
これにより、特性に優れ、特性の経時的劣化が抑制された電子デバイスが得られる。
本発明の電子機器は、本発明の電子デバイスを備えることを特徴とする。
これにより、信頼性の高い電子機器が得られる。
The electronic device of the present invention includes an electronic device substrate manufactured by the method for manufacturing an electronic device substrate of the present invention.
As a result, an electronic device having excellent characteristics and suppressing deterioration with time of the characteristics can be obtained.
An electronic apparatus according to the present invention includes the electronic device according to the present invention.
As a result, a highly reliable electronic device can be obtained.
以下、本発明の電子デバイス用基板の製造方法、有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法、電子デバイスおよび電子機器を添付図面に示す好適実施形態に基づいて詳細に説明する。
まず、以下では、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子（以下、単に「有機ＥＬ素子」という。）の製造方法により製造された有機ＥＬ素子について説明する。
Hereinafter, the manufacturing method of the board | substrate for electronic devices of this invention, the manufacturing method of an organic electroluminescent element, an electronic device, and an electronic device are demonstrated in detail based on suitable embodiment shown to an accompanying drawing.
First, the organic EL element manufactured by the method for manufacturing the organic electroluminescence element of the present invention (hereinafter simply referred to as “organic EL element”) will be described below.
＜有機ＥＬ素子＞
図１は、有機ＥＬ素子の実施形態を示した縦断面図である。なお、以下では、説明の都合上、図１中の上側を「上」、下側を「下」として説明を行う。
図１に示す有機ＥＬ素子１は、陽極３と、陰極７と、陽極３と陰極７との間に、陽極３側から順次積層された、正孔輸送層４と、発光層５とからなる積層体９を備えるものである。すなわち、正孔輸送層６の陽極３と反対側に発光層５が位置するものである。そして、有機ＥＬ素子１は、その全体が基板２上に設けられるとともに、封止部材８で封止されている。
なお、本実施形態では、この有機ＥＬ素子１において、基板２上に設けられた陽極３および正孔輸送層４により本発明の電子デバイス用基板が構成される。
<Organic EL device>
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an embodiment of an organic EL element. In the following description, for convenience of explanation, the upper side in FIG. 1 will be described as “upper” and the lower side as “lower”.
The organic EL element 1 shown in FIG. 1 includes an
In the present embodiment, in the organic EL element 1, the
基板２は、有機ＥＬ素子１の支持体となるものである。有機ＥＬ素子１が基板２と反対側から光を取り出す構成（トップエミッション型）である場合、基板２および陽極３には、それぞれ、透明性は、特に要求されない。また、有機ＥＬ素子１が、図１に示すように、基板２側から光を取り出す構成（ボトムエミッション型）である場合、基板２および陽極３には、それぞれ、実質的に透明（無色透明、着色透明、半透明）性を有するものが用いられる。
The substrate 2 serves as a support for the organic EL element 1. When the organic EL element 1 is configured to extract light from the side opposite to the substrate 2 (top emission type), the substrate 2 and the
基板２としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリプロピレン、シクロオレフィンポリマーのような樹脂材料や、石英ガラス、ソーダガラスのようなガラス材料等で構成される透明基板や、アルミナのようなセラミックス材料で構成された基板、ステンレス鋼のような金属基板の表面に酸化膜（絶縁膜）を形成したもの、不透明な樹脂材料で構成された基板のような不透明基板を用いることができる。
このような基板２の平均厚さは、特に限定されないが、０．１〜１０ｍｍ程度であるのが好ましく、０．１〜５ｍｍ程度であるのがより好ましい。
Examples of the substrate 2 include a transparent substrate made of a resin material such as polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polypropylene, and cycloolefin polymer, a glass material such as quartz glass and soda glass, and a ceramic such as alumina. An opaque substrate such as a substrate made of a material, a substrate in which an oxide film (insulating film) is formed on the surface of a metal substrate such as stainless steel, or a substrate made of an opaque resin material can be used.
Although the average thickness of such a board | substrate 2 is not specifically limited, It is preferable that it is about 0.1-10 mm, and it is more preferable that it is about 0.1-5 mm.
陽極３は、後述する正孔輸送層４に正孔を注入する電極である。
本発明では、陽極（電極）３は、無機酸化物を主材料として構成されている。
陽極３を構成する無機酸化物としては、正孔を注入するという観点から、仕事関数が大きく、導電性に優れる材料が好適に用いられる。
このような無機酸化物としては、特に限定されないが、例えば、ＩＴＯ（インジウムティンオキサイド）、ＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）、Ｉｎ３Ｏ３、ＳｎＯ２、Ｓｂ含有ＳｎＯ２、Ａｌ含有ＺｎＯ、ＦＴＯ（フッ素ドープした酸化スズ）等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。中でも、ＩＴＯは、仕事関数が大きく、導電性に優れる、すなわち正孔輸送性に優れる。さらに、特に高い透明性を有する。そのため、陽極の材料として好適である。また、特に、有機ＥＬ素子１が、図１に示すようなボトムエミッション型である場合には、陽極３がＩＴＯによって構成されていると、発光層５で発生した光を、効率よく取り出すことができる。
The
In the present invention, the anode (electrode) 3 is composed of an inorganic oxide as a main material.
As the inorganic oxide constituting the
Such an inorganic oxide is not particularly limited. For example, ITO (Indium Tin Oxide), IZO (Indium Zinc Oxide), In 3 O 3 , SnO 2 , Sb-containing SnO 2 , Al-containing ZnO, FTO (fluorine) Doped tin oxide) and the like, and one or more of these can be used in combination. Among these, ITO has a large work function and excellent conductivity, that is, excellent hole transportability. Furthermore, it has particularly high transparency. Therefore, it is suitable as a material for the anode. In particular, when the organic EL element 1 is a bottom emission type as shown in FIG. 1, when the
このような陽極３の平均厚さは、特に限定されないが、１０〜２００ｎｍ程度であるのが好ましく、５０〜１５０ｎｍ程度であるのがより好ましい。陽極３の厚さが薄すぎると、陽極３としての機能が充分に発揮されなくなるおそれがあり、一方、陽極３が厚すぎると、有機ＥＬ素子１の発光効率が低下するおそれがある。
また、陽極３の表面抵抗は、低い程好ましく、具体的には、１００Ω／□以下であるのが好ましく、５０Ω／□以下であるのがより好ましい。表面抵抗の下限値は、特に限定されないが、通常０．１Ω／□程度であるのが好ましい。
The average thickness of the
Further, the surface resistance of the
陰極７は、後述する電子輸送層６に電子を注入する電極である。この陰極７の構成材料としては、仕事関数の小さい材料を用いるのが好ましい。
陰極７の構成材料としては、例えば、酸化セシウム、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｓｃ、Ｙまたはこれらを含む合金等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
特に、陰極７の構成材料として合金を用いる場合には、Ａｇ、Ａｌ、Ｃｕ等の安定な金属元素を含む合金、具体的には、ＭｇＡｇ、ＡｌＬｉ、ＣｕＬｉ等の合金を用いるのが好ましい。かかる合金を陰極７の構成材料として用いることにより、陰極７の電子注入効率および安定性の向上を図ることができる。
The cathode 7 is an electrode that injects electrons into the electron transport layer 6 described later. As a constituent material of the cathode 7, it is preferable to use a material having a small work function.
Examples of the constituent material of the cathode 7 include cesium oxide, Li, Na, K, Rb, Cs, Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Sc, Y or an alloy containing these, among these. One kind or a combination of two or more kinds can be used.
In particular, when an alloy is used as the constituent material of the cathode 7, it is preferable to use an alloy containing a stable metal element such as Ag, Al, or Cu, specifically, an alloy such as MgAg, AlLi, or CuLi. By using such an alloy as the constituent material of the cathode 7, the electron injection efficiency and stability of the cathode 7 can be improved.
このような陰極７の平均厚さは、特に限定されないが、１〜１０００ｎｍ程度であるのが好ましく、１００〜４００ｎｍ程度であるのがより好ましい。
また、陰極７の表面抵抗も低い程好ましく、具体的には、５０Ω／□以下であるのが好ましく、２０Ω／□以下であるのがより好ましい。表面抵抗の下限値は、特に限定されないが、通常０．１Ω／□程度であるのが好ましい。
Although the average thickness of such a cathode 7 is not specifically limited, It is preferable that it is about 1-1000 nm, and it is more preferable that it is about 100-400 nm.
The surface resistance of the cathode 7 is preferably as low as possible. Specifically, it is preferably 50Ω / □ or less, more preferably 20Ω / □ or less. The lower limit value of the surface resistance is not particularly limited, but is usually preferably about 0.1Ω / □.
さて、陽極３と陰極７との間には、正孔輸送層４と発光層（有機半導体層）５とがこの順で陽極３側から積層された積層体９が陽極３と陰極７とに接触するように形成されている。
正孔輸送層４は、陽極３から注入された正孔（キャリア）を発光層５まで輸送する機能を有するものである。本実施形態では、この正孔輸送層４に、本発明の有機ＥＬ素子（電子デバイス用基板）の製造方法により製造された有機ＥＬ素子（電子デバイス用基板）が備えるキャリアを輸送する機能を有する層が適用される。
A laminated body 9 in which a hole transport layer 4 and a light emitting layer (organic semiconductor layer) 5 are laminated in this order from the
The hole transport layer 4 has a function of transporting holes (carriers) injected from the
すなわち、本実施形態の有機ＥＬ素子１では、この正孔輸送層４が、後述する有機ＥＬ素子１の製造方法で製造される有機層４１に対して、スルホン酸基の少なくとも一部を離脱させる脱スルホン酸化処理を施すことにより得られたもので構成される。なお、後に詳述するが、この有機層４１が、スルホン酸基を有するキャリア輸送材料を主材料として構成される。
ここで、本明細書において、脱スルホン酸化処理とは、下記式１の反応式で示される加水分解反応により、キャリア輸送材料が有するスルホン酸基を離脱させるものである。
Ｒ−ＳＯ３Ｈ＋Ｈ２Ｏ→Ｒ−Ｈ＋Ｈ２ＳＯ４ …… 式１
（式中、Ｒは、キャリア輸送材料に含まれる構造を表す。）
That is, in the organic EL element 1 of the present embodiment, the hole transport layer 4 causes at least a part of the sulfonic acid group to be detached from the organic layer 41 manufactured by the method for manufacturing the organic EL element 1 described later. It consists of what was obtained by performing a desulfonation process. As will be described in detail later, the organic layer 41 is composed mainly of a carrier transport material having a sulfonic acid group.
Here, in the present specification, desulfonation treatment is to release the sulfonic acid group of the carrier transport material by a hydrolysis reaction represented by the following reaction formula 1.
R—SO 3 H + H 2 O → R—H + H 2 SO 4 ...... Formula 1
(In the formula, R represents a structure contained in the carrier transport material.)
このような脱スルホン酸化処理としては、例えば、Ｉ：有機層４１を水分子に接触させつつ、加熱する方法、II：酸性ガスを水分子に接触させつつ、加熱する方法等が挙げられるが、これらの中でもＩの方法を用いるのが好ましい。かかる方法を用いることにより、液相成膜法を用いて有機層４１を形成した後に、この有機層４１に含まれるキャリア輸送材料から、スルホン酸基を確実に離脱させることができる。そのため、後に詳述するように、液相成膜法を用いた有機層４１の形成と、有機層４１に含まれるキャリア輸送材料からのスルホン酸基の離脱との双方を確実に行うことができる。 Examples of such desulfonation treatment include I: a method of heating the organic layer 41 in contact with water molecules, II: a method of heating the acid gas in contact with water molecules, and the like. Among these, the method I is preferably used. By using such a method, the sulfonic acid group can be reliably detached from the carrier transport material contained in the organic layer 41 after the organic layer 41 is formed using the liquid phase film forming method. Therefore, as will be described in detail later, it is possible to reliably perform both the formation of the organic layer 41 using the liquid phase film forming method and the detachment of the sulfonic acid group from the carrier transport material contained in the organic layer 41. .
このような脱スルホン酸化処理を施すことにより、正孔輸送層４は、層中に含まれるスルホン酸基を有するキャリア輸送材料からスルホン酸基が実質的に失われているか、スルホン酸基の数が低減している。その結果、正孔輸送層４と陽極３との界面付近において、正孔輸送層４に含まれるスルホン酸基と、陽極３に含まれる無機酸化物（例えば、ＩＴＯ）とが接触する機会が低減する。これにより、導電性酸化物（ＩＴＯ）中に含まれる無機物（インジウム）がスルホン酸基により離脱して、陽極３および正孔輸送層４中に拡散してしまうのを好適に抑制または防止することができる。その結果、有機ＥＬ素子１の経時的な特性の劣化を抑制することができる。すなわち、有機ＥＬ素子１の長寿命化を図ることができる。
なお、Ｉの方法を用いたスルホン酸基を有するキャリア輸送材料の脱スルホン酸化処理については、後に詳述する。
By performing such a desulfonation treatment, the hole transport layer 4 has a sulfonic acid group substantially lost from the carrier transport material having a sulfonic acid group contained in the layer, or the number of sulfonic acid groups. Has been reduced. As a result, in the vicinity of the interface between the hole transport layer 4 and the
The desulfonation treatment of the carrier transport material having a sulfonic acid group using the method I will be described in detail later.
脱スルホン酸化処理が施される前の正孔輸送層４、すなわち有機層４１に含まれるキャリア輸送材料としては、キャリア輸送能（本実施形態では、正孔輸送能）を有し、かつ、その分子構造中にスルホン酸基を有するものが用いられる。
また、このキャリア輸送材料において、スルホン酸基は、いかなる位置に連結するものであってもよいが、キャリア輸送材料が備える芳香族炭化水素環に連結するのが好ましい。このようなキャリア輸送材料は、キャリア輸送能、および、溶液または分散媒に対する溶解性または分散性に優れることから、キャリア輸送材料として好適に用いられる。
The carrier transport material contained in the hole transport layer 4 before the desulfonation treatment, that is, the organic layer 41 has a carrier transport ability (in this embodiment, a hole transport ability), and Those having a sulfonic acid group in the molecular structure are used.
Further, in this carrier transport material, the sulfonic acid group may be linked to any position, but is preferably linked to an aromatic hydrocarbon ring included in the carrier transport material. Such a carrier transport material is suitably used as a carrier transport material because it is excellent in carrier transport ability and solubility or dispersibility in a solution or a dispersion medium.
芳香族炭化水素環としては、例えば、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、フェナントレン環等の縮合芳香族炭化水素環、これら芳香族炭化水素環に各種置換基が導入されたもの等が挙げられ、これらの中でも、ベンゼン環またはベンゼン環に各種置換基が導入されたものを選択するのが好ましい。芳香族炭化水素環としてベンゼン環を備えるキャリア輸送材料は、優れたキャリア輸送能を有し、合成も容易で比較的安価に入手できることから、キャリア輸送材料として好適に用いられる。 Examples of the aromatic hydrocarbon ring include condensed aromatic hydrocarbon rings such as a benzene ring, a naphthalene ring, an anthracene ring, and a phenanthrene ring, those in which various substituents are introduced into these aromatic hydrocarbon rings, and the like. Among these, it is preferable to select a benzene ring or a benzene ring into which various substituents are introduced. A carrier transport material having a benzene ring as an aromatic hydrocarbon ring has excellent carrier transport ability, is easy to synthesize, and can be obtained at a relatively low cost. Therefore, it is preferably used as a carrier transport material.
このようなキャリア輸送材料としては、具体的には、ポリアニリンスルホン酸、テトラスルホン酸金属フタロシアニン錯体、ポルフィリンスルホン酸およびＮ−アルキルスルホン酸カルバゾールや、ポリ−３，４−エチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）、ポリパラフェニレンビニレン、ポリピロールのような導電性高分子にドーパントをドープしたもの等が挙げられる。 Specific examples of such carrier transporting materials include polyaniline sulfonic acid, tetrasulfonic acid metal phthalocyanine complex, porphyrin sulfonic acid and carbazole of N-alkyl sulfonic acid, and poly-3,4-ethylenedioxythiophene (PEDOT). , A conductive polymer such as polyparaphenylene vinylene and polypyrrole doped with a dopant.
また、ドーパントとしては、例えば、ポリスチレンスルホン酸（ＰＳＳ）、ｐ−トルエンスルホン酸ナトリウム（ＰＴＳ）、ベンゼンスルホン酸ナトリウム（ＢＳ）、エチルベンゼンスルホン酸ナトリウム（ＥＢＳ）、オクチルベンゼンスルホン酸ナトリウム（ＯＢＳ）、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム（ＤＢＳ）、メシチレンスルホン酸ナトリウム（ＭＳＳ）、ｍ−キシレンスルホン酸ナトリウム（ＭＸＳ）、ｐ−トルエンスルホン酸テトラエチルアンモニウム（Ｅｔ４ＮＰＴＳ）、カンファースルホン酸、ナフタレンスルホン酸、メラミンスルホン酸、アントラキノンスルホン酸、オリゴアニリンスルホン酸、オリゴチオフェンスルホン酸、スルホン化ポリエピクロルヒドリン、パーフルオロカーボンスルホン酸樹脂、ポリエチレンオキシドスルホン酸、リグニンスルホン酸、ビスフェノールスルホン酸、ヒドロキノンスルホン酸等が挙げられる。
以上のようなキャリア輸送材料の中でも、特に、下記化１で表されるポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン／スチレンスルホン酸）（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）が好適である。
Examples of the dopant include polystyrene sulfonic acid (PSS), sodium p-toluenesulfonate (PTS), sodium benzenesulfonate (BS), sodium ethylbenzenesulfonate (EBS), sodium octylbenzenesulfonate (OBS), Sodium dodecylbenzenesulfonate (DBS), sodium mesitylenesulfonate (MSS), sodium m-xylenesulfonate (MXS), tetraethylammonium p-toluenesulfonate (Et4NPTS), camphorsulfonic acid, naphthalenesulfonic acid, melaminesulfonic acid, Anthraquinone sulfonic acid, oligoaniline sulfonic acid, oligothiophene sulfonic acid, sulfonated polyepichlorohydrin, perfluorocarbon sulfonic acid resin, polyethylene Emissions oxide sulfonic acid, lignin sulfonic acid, bisphenol sulfonic acid, hydroquinone sulfonic acid.
Among the carrier transport materials as described above, poly (3,4-ethylenedioxythiophene / styrene sulfonic acid) (PEDOT / PSS) represented by the following chemical formula 1 is particularly preferable.
ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳは、優れたキャリア輸送能（特に、正孔輸送能）を有している。また、このものは、水系分散媒に対する分散性に優れるため、水系分散媒に分散して液状材料とし、液相成膜法によりこの液状材料を用いて有機層４１を確実に形成することができる。ここで、水系分散媒を含有する液状材料は、無機酸化物を主材料として構成される陽極３に対する濡れ性が高い。そのため、この液状材料を陽極３の表面に塗布して有機層４１を形成する構成とすることにより、有機層４１を均一な膜厚で陽極３上に形成することができる。これにより、キャリア（正孔）を、陽極３から正孔輸送層４を介して発光層５に効率よく注入することができる。
このＰＥＤＯＴ／ＰＳＳを含有する有機層４１は、上述した脱スルホン酸化処理を施すことにより、下記化２で表されるように、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳからスルホン酸基が脱離する。
PEDOT / PSS has an excellent carrier transport ability (particularly, hole transport ability). Moreover, since this is excellent in dispersibility with respect to the aqueous dispersion medium, it can be dispersed in the aqueous dispersion medium to form a liquid material, and the organic layer 41 can be reliably formed using this liquid material by a liquid phase film forming method. . Here, the liquid material containing the aqueous dispersion medium has high wettability with respect to the
When the organic layer 41 containing PEDOT / PSS is subjected to the desulfonation treatment described above, sulfonic acid groups are desorbed from PEDOT / PSS as represented by the following chemical formula 2.
このように、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳからスルホン酸基が脱離する構成とすることにより、導電性酸化物（ＩＴＯ）中に含まれる無機物（インジウム）がスルホン酸基により離脱して、陽極３および正孔輸送層４中に拡散してしまうのを好適に抑制または防止することができる。その結果、有機ＥＬ素子１の経時的な特性の劣化を抑制すること、すなわち、有機ＥＬ素子１の長寿命化を図ることができる。
Thus, by setting it as the structure which a sulfonic acid group detach | leaves from PEDOT / PSS, the inorganic substance (indium) contained in an electroconductive oxide (ITO) will detach | leave by a sulfonic acid group, and the
なお、キャリア輸送材料としてＰＥＤＯＴ／ＰＳＳを用いた場合、有機層４１において、ＰＳＳに含まれるベンゼン環に連結するスルホン酸基の含有率（数）は、特に限定されないが、このベンゼン環の数に対して、８０〜１００％程度であるのが好ましい。スルホン酸基の数が少ないと、ＰＥＤＯＴを水系分散媒に分散させて液状材料を調製する際に、十分な分散性が得られないおそれがある。 When PEDOT / PSS is used as the carrier transport material, the content (number) of sulfonic acid groups linked to the benzene ring contained in the PSS in the organic layer 41 is not particularly limited. On the other hand, it is preferably about 80 to 100%. If the number of sulfonic acid groups is small, sufficient dispersibility may not be obtained when preparing a liquid material by dispersing PEDOT in an aqueous dispersion medium.
また、正孔輸送層４において、ＰＳＳに含まれるベンゼン環に連結するスルホン酸基の含有率（数）は、このベンゼン環の数に対して、５〜６０％程度であるのが好ましく、２０〜４０％程度であるのがより好ましい。正孔輸送層４に含まれるスルホン酸基の数が少ない程、陽極３の無機酸化物と正孔輸送層４のスルホン酸基との反応は抑えられる。しかしながら、スルホン酸基は正孔輸送層４に導電性を付与するドーパントとしても機能するので、スルホン酸基の数が少ないと、正孔輸送層４のキャリア輸送能が低下するおそれがある。また、スルホン酸基の数が多いと、陽極３に用いる無機酸化物や正孔輸送層４に用いるキャリア輸送材料の種類によっては、このスルホン酸基と、陽極３の無機酸化物とが反応して無機物が離脱し、これが有機ＥＬ素子１の特性を経時的に劣化させるおそれがある。
In the hole transport layer 4, the content (number) of sulfonic acid groups linked to the benzene rings contained in the PSS is preferably about 5 to 60% with respect to the number of benzene rings, More preferably, it is about ˜40%. The smaller the number of sulfonic acid groups contained in the hole transport layer 4, the more the reaction between the inorganic oxide of the
なお、正孔輸送層４におけるスルホン酸基の含有量は、正孔輸送層４についてＩＲスペクトルを観測し、このスペクトルのスルホン酸基に帰属するピーク強度から求めることができる。
また、正孔輸送層４（有機層４１）は、スルホン酸基を有するキャリア輸送材料とともに、その他のキャリア（正孔）輸送材料を含有していてもよい。
The content of the sulfonic acid group in the hole transport layer 4 can be determined from the peak intensity attributed to the sulfonic acid group in this spectrum by observing the IR spectrum of the hole transport layer 4.
The hole transport layer 4 (organic layer 41) may contain other carrier (hole) transport materials in addition to the carrier transport material having a sulfonic acid group.
その他のキャリア輸送材料としては、特に限定されないが、例えば、ポリエチレンジオキシチオフェン：ポリスチレンスルホネート、ポリアニリン：ポリスチレンスルホネート、ポリアリールアミン、フルオレン−アリールアミン共重合体、フルオレン−ビチオフェン共重合体、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）、ポリビニルピレン、ポリビニルアントラセン、ポリチオフェン、ポリアルキルチオフェン、ポリヘキシルチオフェン、ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）、ポリチニレンビニレン、ピレンホルムアルデヒド樹脂、エチルカルバゾールホルムアルデヒド樹脂またはその誘導体等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。 Although it does not specifically limit as another carrier transport material, For example, polyethylene dioxythiophene: polystyrene sulfonate, polyaniline: polystyrene sulfonate, polyarylamine, fluorene-arylamine copolymer, fluorene-bithiophene copolymer, poly (N -Vinylcarbazole), polyvinylpyrene, polyvinylanthracene, polythiophene, polyalkylthiophene, polyhexylthiophene, poly (p-phenylene vinylene), polytinylene vinylene, pyrene formaldehyde resin, ethyl carbazole formaldehyde resin or derivatives thereof, etc. One or more of these can be used in combination.
スルホン酸基を有するキャリア輸送材料と、その他のキャリア輸送材料を組み合わせて用いる場合、その他のキャリア輸送材料の比率は、スルホン酸基を有する正孔輸送材料に対して３０ｗｔ％以下であるのが好ましい。その他のキャリア輸送材料の比率が上記上限値を超えて大きくなると、液相成膜法によって有機層４１を形成するに際して、キャリア輸送材料の水系分散媒または水系溶媒に対する分散性または溶解性が低くなり、所望の濃度の液状材料を調製するのが困難となるおそれがある。 When a carrier transport material having a sulfonic acid group and another carrier transport material are used in combination, the ratio of the other carrier transport material is preferably 30 wt% or less with respect to the hole transport material having a sulfonic acid group. . When the ratio of the other carrier transport material exceeds the above upper limit, the dispersibility or solubility of the carrier transport material in the aqueous dispersion medium or aqueous solvent decreases when the organic layer 41 is formed by the liquid phase film formation method. Therefore, it may be difficult to prepare a liquid material having a desired concentration.
このような正孔輸送層４の平均厚さは、特に限定されないが、１０〜１５０ｎｍ程度であるのが好ましく、５０〜１００ｎｍ程度であるのがより好ましい。正孔輸送層４の厚さが薄すぎると、ピンホールが生じるおそれがあり、一方、正孔輸送層４が厚過ぎると、正孔輸送層４の透過率が悪くなる原因となり、有機ＥＬ素子１の発光色の色度（色相）が変化してしまうおそれがある。
なお、陽極３と正孔輸送層４との間には、例えば、陽極３からの正孔注入効率を向上させる正孔注入層を設けるようにしてもよい。この場合、正孔注入層に、本発明の有機ＥＬ素子（電子デバイス用基板）の製造方法により製造された有機ＥＬ素子（電子デバイス用基板）が備えるキャリアを輸送する機能を有する層が適用される。
The average thickness of the hole transport layer 4 is not particularly limited, but is preferably about 10 to 150 nm, and more preferably about 50 to 100 nm. If the thickness of the hole transport layer 4 is too thin, pinholes may be generated. On the other hand, if the hole transport layer 4 is too thick, the transmittance of the hole transport layer 4 may be deteriorated, resulting in an organic EL element. There is a possibility that the chromaticity (hue) of the emission color of 1 will change.
Note that a hole injection layer that improves the hole injection efficiency from the
陽極３と陰極７との間に通電（電圧を印加）すると、正孔輸送層４中を正孔が、また、発光層５中を電子が移動し、主に発光層５の正孔輸送層４側の界面付近において正孔と電子とでエキシトン（励起子）が生成する。このエキシトンは、一定時間で再結合するがその際に、前記エキシトン生成で蓄積された励起エネルギー分を主として蛍光やりん光等の光として放出する。これがエレクトロルミネッセンス発光である。
When energization (voltage is applied) between the
この発光層５の構成材料としては、例えば、１，３，５−トリス［（３−フェニル−６−トリ−フルオロメチル）キノキサリン−２−イル］ベンゼン（ＴＰＱ１）、１，３，５−トリス［｛３−（４−ｔ−ブチルフェニル）−６−トリスフルオロメチル｝キノキサリン−２−イル］ベンゼン（ＴＰＱ２）のようなベンゼン系化合物、フタロシアニン、銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）、鉄フタロシアニンのような金属または無金属のフタロシアニン系化合物、トリス（８−ヒドロキシキノリノレート）アルミニウム（Ａｌｑ３）、ファクトリス（２−フェニルピリジン）イリジウム（Ｉｒ（ｐｐｙ）３）のような低分子系のものや、オキサジアゾール系高分子、トリアゾール系高分子、カルバゾール系高分子、フルオレン系高分子のような高分子系のものが挙げられ、これらの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。各種の高分子材料や、各種の低分子材料を単独または組み合わせて用いることができる。 Examples of the constituent material of the light emitting layer 5 include 1,3,5-tris [(3-phenyl-6-tri-fluoromethyl) quinoxalin-2-yl] benzene (TPQ1), 1,3,5-tris. [{3- (4-t-butylphenyl) -6-trisfluoromethyl} quinoxalin-2-yl] benzene compounds such as benzene (TPQ2), metals such as phthalocyanine, copper phthalocyanine (CuPc), iron phthalocyanine Or a low molecular weight compound such as a metal-free phthalocyanine compound, tris (8-hydroxyquinolinolate) aluminum (Alq 3 ), factory (2-phenylpyridine) iridium (Ir (ppy) 3 ), oxa Such as diazole polymer, triazole polymer, carbazole polymer, fluorene polymer The thing of a molecular system is mentioned, These 1 type (s) or 2 or more types can be used in combination. Various polymer materials and various low molecular materials can be used alone or in combination.
発光層５の厚さ（平均）は、特に限定されないが、１０〜１５０ｎｍ程度であるのが好ましく、５０〜１００ｎｍ程度であるのがより好ましい。発光層５の厚さを前記範囲とすることにより、正孔と電子との再結合が効率よくなされ、発光層５の発光効率をより向上させることができる。
なお、発光層５は、単層のものに限定されず、例えば、陰極７と接触する側に、電子輸送能に優れた電子輸送層を備えた複層のものとすることもできる。発光層５をかかる構成のものとすることにより、発光層５中における電子輸送能をより向上させることができる。
The thickness (average) of the light emitting layer 5 is not particularly limited, but is preferably about 10 to 150 nm, and more preferably about 50 to 100 nm. By setting the thickness of the light emitting layer 5 within the above range, recombination of holes and electrons is efficiently performed, and the light emission efficiency of the light emitting layer 5 can be further improved.
Note that the light emitting layer 5 is not limited to a single layer, and may be, for example, a multilayer having an electron transport layer having an excellent electron transport capability on the side in contact with the cathode 7. By making the light emitting layer 5 have such a configuration, the electron transport ability in the light emitting layer 5 can be further improved.
電子輸送層の構成材料（電子輸送材料）としては、特に限定されないが、例えば、１，３，５−トリス［（３−フェニル−６−トリ−フルオロメチル）キノキサリン−２−イル］ベンゼン（ＴＰＱ１）のようなベンゼン系化合物、ナフタレン系化合物、フェナントレン系化合物、クリセン系化合物、ペリレン系化合物、アントラセン系化合物、ピレン系化合物、アクリジン系化合物、スチルベン系化合物、ＢＢＯＴのようなチオフェン系化合物、ブタジエン系化合物、クマリン系化合物、キノリン系化合物、ビスチリル系化合物、ジスチリルピラジンのようなピラジン系化合物、キノキサリン系化合物、２，５−ジフェニル−パラ−ベンゾキノンのようなベンゾキノン系化合物、ナフトキノン系化合物、アントラキノン系化合物、２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（ＰＢＤ）のようなオキサジアゾール系化合物、３，４，５−トリフェニル−１，２，４−トリアゾールのようなトリアゾール系化合物、オキサゾール系化合物、アントロン系化合物、１，３，８−トリニトロ−フルオレノン（ＴＮＦ）のようなフルオレノン系化合物、ＭＢＤＱのようなジフェノキノン系化合物、ＭＢＳＱのようなスチルベンキノン系化合物、アントラキノジメタン系化合物、チオピランジオキシド系化合物、フルオレニリデンメタン系化合物、ジフェニルジシアノエチレン系化合物、フローレン系化合物、ピロール系化合物、フォスフィンオキサイド系化合物、８−ヒドロキシキノリン アルミニウム（Ａｌｑ３）、ベンゾオキサゾールやベンゾチアゾールを配位子とする錯体のような各種金属錯体等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。 The constituent material (electron transport material) of the electron transport layer is not particularly limited. For example, 1,3,5-tris [(3-phenyl-6-tri-fluoromethyl) quinoxalin-2-yl] benzene (TPQ1) ) Such as benzene compounds, naphthalene compounds, phenanthrene compounds, chrysene compounds, perylene compounds, anthracene compounds, pyrene compounds, acridine compounds, stilbene compounds, thiophene compounds such as BBOT, butadiene compounds Compounds, coumarin compounds, quinoline compounds, bistyryl compounds, pyrazine compounds such as distyrylpyrazine, quinoxaline compounds, benzoquinone compounds such as 2,5-diphenyl-para-benzoquinone, naphthoquinone compounds, anthraquinone compounds Compound, 2- (4- Oxadiazole compounds such as phenyl) -5- (4-t-butylphenyl) -1,3,4-oxadiazole (PBD), 3,4,5-triphenyl-1,2,4- Triazole compounds such as triazole, oxazole compounds, anthrone compounds, fluorenone compounds such as 1,3,8-trinitro-fluorenone (TNF), diphenoquinone compounds such as MBDQ, stilbenequinone compounds such as MBSQ Compounds, anthraquinodimethane compounds, thiopyrandioxide compounds, fluorenylidenemethane compounds, diphenyldicyanoethylene compounds, fluorene compounds, pyrrole compounds, phosphine oxide compounds, 8-hydroxyquinoline aluminum (Alq) 3) benzoxazole Benzothiazole include various metal complexes such as complexes having a ligand, can be used singly or in combination of two or more of them.
封止部材８は、陽極３、正孔輸送層４、発光層５、および陰極７を覆うように設けられ、これらを気密的に封止し、酸素や水分を遮断する機能を有する。封止部材８を設けることにより、特に陰極７の酸化を抑制または防止して、有機ＥＬ素子１の信頼性の向上や、変質・劣化の防止（耐久性向上）等の効果が得られる。
封止部材８の構成材料としては、例えば、Ａｌ、Ａｕ、Ｃｒ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉまたはこれらを含む合金、酸化シリコン、各種樹脂材料等を挙げることができる。
また、封止部材８は、平板状として、基板２と対向させ、これらの間を、例えば熱硬化性樹脂等のシール材で封止するようにしてもよい。
The sealing member 8 is provided so as to cover the
Examples of the constituent material of the sealing member 8 include Al, Au, Cr, Nb, Ta, Ti, alloys containing these, silicon oxide, various resin materials, and the like.
Further, the sealing member 8 may be formed in a flat plate shape so as to face the substrate 2 and be sealed with a sealing material such as a thermosetting resin.
このような有機ＥＬ素子１は、陰極７が負、陽極３が正となるようにして、０．５Ｖの電圧を印加したとき、その抵抗値が、１００Ω／ｃｍ２以上となる特性を有するのが好ましく、１ｋΩ／ｃｍ２以上となる特性を有するのがより好ましい。かかる特性は、有機ＥＬ素子１において、陰極７と陽極３との間での短絡（リーク）が好適に防止または抑制されていることを示すものであり、このような特性を有する有機ＥＬ素子１は、発光効率が特に高いものとなる。
Such an organic EL element 1 has such a characteristic that when a voltage of 0.5 V is applied so that the cathode 7 is negative and the
以上のような有機ＥＬ素子１は、本発明の有機ＥＬ素子の製造方法により、次のようにして製造することができる。
図２は、有機ＥＬ素子の製造工程を示した縦断面図、図３は、図２に示す製造工程において、脱スルホン酸化処理に用いる処理装置の一例を示した模式図である。なお、以下では説明の都合上、図２および図３中の上側を「上」、下側を「下」として説明を行う。
The organic EL element 1 as described above can be manufactured as follows by the method for manufacturing an organic EL element of the present invention.
FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing a manufacturing process of an organic EL element, and FIG. 3 is a schematic view showing an example of a processing apparatus used for desulfonation in the manufacturing process shown in FIG. In the following description, for convenience of explanation, the upper side in FIGS. 2 and 3 will be described as “upper” and the lower side as “lower”.
［１］陽極形成工程（第１の工程）
まず、図２（ａ）に示すように、基板２を用意し、この基板２上に、無機酸化物を主材料として構成される陽極（電極）３を形成する。
陽極３は、例えば、プラズマＣＶＤ、熱ＣＶＤ、レーザーＣＶＤのような化学蒸着法（ＣＶＤ）、真空蒸着、スパッタリング、イオンプレーティング等の乾式メッキ法等を用いて形成することができる。
[1] Anode formation step (first step)
First, as shown in FIG. 2A, a substrate 2 is prepared, and an anode (electrode) 3 composed of an inorganic oxide as a main material is formed on the substrate 2.
The
［２］正孔輸送層形成工程
［２−１］有機層形成工程（第２の工程）
次に、図２（ｂ）に示すように、スルホン酸基を有するキャリア輸送材料を主材料として構成され、陽極３に接触する有機層４１を陽極３上に形成する。
有機層４１は、例えば、前述したようなキャリア輸送材料（スルホン酸基を有するキャリア輸送材料を含むもの）を、分散媒または溶媒に、分散または溶解してなる有機層形成用材料（液状材料）を、陽極３上に塗布(供給)し塗膜を形成した後、有機層形成用材料に含まれる分散媒または溶媒を除去することにより形成することができる。
[2] Hole transport layer forming step [2-1] Organic layer forming step (second step)
Next, as shown in FIG. 2 (b), an organic layer 41 that is composed mainly of a carrier transport material having a sulfonic acid group and is in contact with the
The organic layer 41 is, for example, an organic layer forming material (liquid material) obtained by dispersing or dissolving a carrier transport material (including a carrier transport material having a sulfonic acid group) as described above in a dispersion medium or a solvent. Can be formed by removing (dispersing) the dispersion medium or solvent contained in the organic layer forming material after coating (supplying) on the
陽極３上に有機層形成用材料を供給する方法としては、各種の液相成膜法が用いられ、例えば、インクジェット法、スピンコート法、液体ミスト化学体積法（ＬＳＭＣＤ法）、キャスティング法、マイクログラビアコート法、グラビアコート法、バーコート法、ロールコート法、ワイヤーバーコート法、ディップコート法、スプレーコート法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、マイクロコンタクトプリンティング法等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
分散媒または溶媒としては、水を含有するもの（水系分散剤または水系溶媒）を用いるのが好ましい。スルホン酸基は、極性が高く水に対する溶解性が高いため、スルホン酸基を有するキャリア輸送材料を、水系分散剤または水系溶媒に容易に分散または溶解させることができる。
As a method for supplying the organic layer forming material onto the
As the dispersion medium or solvent, it is preferable to use one containing water (aqueous dispersant or aqueous solvent). Since the sulfonic acid group has high polarity and high solubility in water, the carrier transport material having a sulfonic acid group can be easily dispersed or dissolved in an aqueous dispersant or an aqueous solvent.
水系分散剤または水系溶媒は、水単独であってもよく、水と、他の溶媒とを組み合わせた混合分散剤または混合溶媒であってもよい。
水以外の溶媒としては、例えば、過酸化水素、四塩化炭素等の無機溶媒や、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、アセトン、ジエチルケトン等のケトン系溶媒、メタノール、エタノール等のアルコール系溶媒、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル等のエーテル系溶媒、ヘキサン、ペンタン等の脂肪族炭化水素系溶媒、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（ＤＭＡ）等のアミド系溶媒、ジクロロメタン、クロロホルム等のハロゲン化合物系溶媒、酢酸エチル、酢酸メチル等のエステル系溶媒、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、スルホラン等の硫黄化合物系溶媒、アセトニトリル、アクリロニトリル等のニトリル系溶媒、ギ酸、酢酸、トリクロロ酢酸、トリフルオロ酢酸等の有機酸系溶媒のような各種有機溶媒等が挙げられる。
得られた塗膜には、必要に応じて、例えば大気中、不活性雰囲気中、減圧（または真空）下等において熱処理を施すようにしてもよい。これにより、例えば、塗膜の乾燥（脱溶媒または脱分散媒）等を行うことができる。なお、塗膜は、熱処理によらず乾燥してもよい。
The aqueous dispersant or aqueous solvent may be water alone, or may be a mixed dispersant or mixed solvent in which water and another solvent are combined.
Examples of solvents other than water include inorganic solvents such as hydrogen peroxide and carbon tetrachloride, ketone solvents such as methyl ethyl ketone (MEK), acetone and diethyl ketone, alcohol solvents such as methanol and ethanol, diethyl ether and diisopropyl. Ether solvents such as ether, aliphatic hydrocarbon solvents such as hexane and pentane, amide solvents such as N, N-dimethylformamide (DMF) and N, N-dimethylacetamide (DMA), halogens such as dichloromethane and chloroform Compound solvents, ester solvents such as ethyl acetate and methyl acetate, sulfur compound solvents such as dimethyl sulfoxide (DMSO) and sulfolane, nitrile solvents such as acetonitrile and acrylonitrile, formic acid, acetic acid, trichloroacetic acid and trifluoroacetic acid Like organic acid solvents Seed and organic solvents.
The obtained coating film may be subjected to heat treatment, for example, in the air, in an inert atmosphere, or under reduced pressure (or vacuum), if necessary. Thereby, for example, the coating film can be dried (desolvent or dedispersion medium). In addition, you may dry a coating film irrespective of heat processing.
このように、有機層形成用材料すなわち液状材料を用いて有機層４１を形成する構成とすることにより、気相成膜法を用いて有機層を形成する場合と比較して、真空チャンバのような大掛かりな装置を用いることなく形成することができるとともに、形成工程の大幅な簡略化を図ることができる。
また、水系分散媒または水系溶媒を含有する液状材料は、無機酸化物を主材料として構成される陽極３の表面に対して濡れ性が高い。これにより、この液状材料を陽極３の表面にムラなく塗布することができることから、均一な膜厚の有機層４１を陽極３上に形成することができる。
As described above, the organic layer 41 is formed using a material for forming an organic layer, that is, a liquid material, so that a vacuum chamber is formed as compared with the case where the organic layer is formed using a vapor deposition method. It can be formed without using a large-scale apparatus, and the formation process can be greatly simplified.
Moreover, the liquid material containing an aqueous dispersion medium or an aqueous solvent has high wettability with respect to the surface of the
［２−２］脱スルホン酸化処理工程（第３の工程）
次に、有機層４１に対して、キャリア輸送材料からスルホン酸基の少なくとも一部を離脱させる脱スルホン酸化処理を行い、正孔輸送層４を得る。
脱スルホン酸化処理は、前述したように、例えば、有機層４１を水分子に接触させつつ、加熱することにより行うことができるが、具体的には次のようにして行うことができる。
すなわち、１）陽極３上に有機層４１が形成された基板２を、チャンバ内に設けられた、加熱手段を有するステージ上に載置し、チャンバ内に水蒸気を導入しつつ、基板２を加熱する方法、２）陽極３上に有機層４１が形成された基板２を、高温高湿雰囲気中に一定時間放置する方法等により行うことができる。
[2-2] Desulfonation treatment step (third step)
Next, the organic layer 41 is subjected to desulfonation treatment for removing at least a part of the sulfonic acid group from the carrier transporting material to obtain the hole transporting layer 4.
As described above, the desulfonation treatment can be performed, for example, by heating the organic layer 41 in contact with water molecules. Specifically, the desulfonation treatment can be performed as follows.
That is, 1) The substrate 2 having the organic layer 41 formed on the
これらのうち、１）の方法を用いて脱スルホン酸化処理を行うのが好ましい。１）の方法によれば、ステージの加熱により基板２が直接加熱されるため、この基板２と陽極３を介して接触している有機層４１をも効率よく加熱することができる。そのため、高い反応温度が得られ、キャリア輸送材料からスルホン酸基を効率よく脱離させることができる。これにより、脱スルホン酸化処理の処理時間の短縮を図ることができる。また、有機層４１に浸透した水分子が速やかに放出されることから、水による有機層４１の膨潤を抑えることができる。したがって、脱スルホン酸化処理後に得られる正孔輸送層４は、均一な膜厚を有するものとなる。
Of these, the desulfonation treatment is preferably performed using the method 1). According to the method 1), since the substrate 2 is directly heated by heating the stage, the organic layer 41 in contact with the substrate 2 via the
以下、この１）の方法を用いて脱スルホン酸化処理を行う場合を代表に詳述する。
１）の方法では、例えば、図３に示すような処理装置９００が用いられる。
図３に示す処理装置９００は、チャンバ９１０と、チャンバ９１０内に設けられたステージ９５０と、チャンバ内に水蒸気を供給する水蒸気供給手段９２０と、チャンバ内の排気を行う排気手段９３０とを有している。
また、ステージ９５０には、加熱手段として、例えば、ヒータ等（図示せず）が設けられている。
Hereinafter, the case of performing desulfonation using the method 1) will be described in detail.
In the method 1), for example, a
The
The
水蒸気供給手段９２０は、水を蒸発（気化）させて水蒸気Ｓを生成するバブラー９２１と、バブラー９２１で生成された水蒸気Ｓをチャンバ９１０内に導く水蒸気供給ライン９２２と、水蒸気供給ライン９２２の途中に設けられたポンプ９２３およびバルブ９２４とで構成されている。
バブラー９２１は、水が貯留されるバブラー容器９２５と、窒素ボンベ９２６と、窒素ボンベ９２６に連結されたキャリアガス導入ライン９２７とで構成されている。キャリアガス導入ライン９２７の窒素ボンベ９２６側と反対側の端部はバブラー容器９２５内の水９２９中に浸漬されており、また、水蒸気供給ライン９２２のチャンバ９１０側と反対側の端部は、バブラー容器９２５の水蒸気出口９２８に接続されている。
ここで、バブラー容器９２５内に貯留される水９２９としては、蒸留水、純水、イオン交換水、ＲＯ水等の各種水を用いることができる。
排気手段９３０は、ポンプ９３２と、ポンプ９３２とチャンバ９１０とを連通する排気ライン９３１と、排気ライン９３１の途中に設けられたバルブ９３３とで構成されている。
The steam supply means 920 includes a
The
Here, as the
The exhaust means 930 includes a
この処理装置９００を用いる脱スルホン酸化処理は、次のようにして行われる。
まず、チャンバ９１０を開放し、陽極３および有機層４１が形成された基板２を搬入して、ステージ９５０上に設置する。
次に、チャンバ９１０を密閉状態とした後、ステージ９５０に設けられた加熱手段を作動させることにより、基板２を加熱する。加熱手段によって加えられた基板２の熱は、陽極３を介して、有機層４１に伝導し、その結果、有機層４１が加熱される。
The desulfonation treatment using this
First, the
Next, after the
基板２の加熱温度は、特に限定されないが、６０〜２００℃程度であるのが好ましく、８０〜１５０℃程度であるのがより好ましい。加熱温度が上記下限値よりも低過ぎると、湿度等の他の条件によっては、キャリア輸送材料からスルホン酸基を十分に離脱させることができないおそれがある。一方、加熱温度が前記上限値を超えて高くなると、キャリア輸送材料の種類によっては、有機層４１（正孔輸送層４）が熱により変質・劣化するおそれがある。 Although the heating temperature of the board | substrate 2 is not specifically limited, It is preferable that it is about 60-200 degreeC, and it is more preferable that it is about 80-150 degreeC. If the heating temperature is too lower than the above lower limit value, the sulfonic acid group may not be sufficiently removed from the carrier transport material depending on other conditions such as humidity. On the other hand, if the heating temperature exceeds the upper limit, the organic layer 41 (hole transport layer 4) may be altered or deteriorated by heat depending on the type of the carrier transport material.
次に、バブラー容器９２５に貯留された水９２９に、キャリアガス導入ライン９２７を介して、窒素ガスを導入する。これにより、バブラー容器９２５内の水９２９が蒸発して水蒸気Ｓが発生する。その後、ポンプ９２３を作動し、この状態でバルブ９２４を開くことにより、水蒸気供給ライン９２２を介して、水蒸気Ｓをバブラー容器９２５からチャンバ９１０内に供給する。そして、チャンバ９１０内が所定の湿度となるように、バルブ９２４の開閉を制御して、チャンバ９１０内に供給される水蒸気の量を調整する。
Next, nitrogen gas is introduced into the
上記のようにすることにより、チャンバ９１０内に供給された水蒸気Ｓは、加熱状態の有機層４１に付着・浸透する。その結果、有機層４１に含まれるキャリア輸送材料が有するスルホン酸基の少なくとも一部が、上記式１で示したような加水分解反応が進行することにより離脱する。その結果、図２（ｃ）に示すような、脱スルホン酸化処理が施された正孔輸送層４が得られる。
As described above, the water vapor S supplied into the
チャンバ９１０内の湿度は、高湿度であるほどスルホン酸基の離脱効率を向上させることができるが、具体的には、４０〜１００ＲＨ％程度であるのが好ましく、８０〜１００ＲＨ％程度であるのがより好ましい。湿度が低過ぎると、加熱温度等の他の条件によっては、キャリア輸送材料からスルホン酸基を十分に離脱させることができないおそれがある。
As the humidity in the
脱スルホン酸化処理の処理時間は、３０分〜１０時間程度であるのが好ましく、４〜８時間程度であるのがより好ましい。処理時間が前記下限値よりも短過ぎると、加熱温度や湿度等の他の条件によっては、キャリア輸送材料からスルホン酸基を十分に離脱させることができないおそれがある。一方、処理時間を前記上限値を超えて長くしても、それ以上の効果の増大が見込めない。 The treatment time for the desulfonation treatment is preferably about 30 minutes to 10 hours, and more preferably about 4 to 8 hours. If the treatment time is too shorter than the lower limit, depending on other conditions such as heating temperature and humidity, the sulfonic acid group may not be sufficiently removed from the carrier transport material. On the other hand, even if the processing time is increased beyond the upper limit, no further increase in effect can be expected.
この際、すなわち、チャンバ９１０内に水蒸気を供給する際には、ポンプ９３２を作動し、この状態で、バルブ９３３を開くことにより、チャンバ９１０内の水蒸気を、排気ライン９３１を介して外部に排出する。このように、水蒸気Ｓを、水蒸気供給手段９２０によりチャンバ９１０内に供給しつつ、排気手段９３０によりチャンバ９１０外に排出する構成、換言すれば、有機層４１を水蒸気Ｓの流路内に導入する構成とすることにより、次のような効果が得られる。
At this time, that is, when water vapor is supplied into the
すなわち、上記式１の反応式で示したように、有機層４１中において、スルホン酸基が脱離すると層中に硫酸が生成する。この硫酸は、有機層４１が加熱されていることから、水と無水硫酸（三酸化硫黄）とに分解されて、有機層４１外にガス成分として排出される。そして、この時、排気手段９３０によりチャンバ９１０内のガス成分をチャンバ９１０外に排出する構成となっていることから、チャンバ９１０内に存在する無水硫酸を確実にチャンバ９１０外に排出することができる。その結果、上記式１の反応式が進行することにより生成された硫酸が分解して気化すると、直ちに気化物をチャンバ９１０外に排出することができる。そのため、上記式１の反応式を硫酸が生成する方向に偏らせることができ、キャリア輸送材料からのスルホン酸基の脱離がより円滑に行われるようになるという利点が得られる。
That is, as shown in the reaction formula of the above formula 1, when the sulfonic acid group is eliminated in the organic layer 41, sulfuric acid is generated in the layer. Since the organic layer 41 is heated, the sulfuric acid is decomposed into water and anhydrous sulfuric acid (sulfur trioxide) and discharged as a gas component outside the organic layer 41. At this time, since the gas component in the
なお、チャンバ９１０内の圧力は、０．０１〜１０ＭＰａ程度であるのが好ましく、０．１〜１ＭＰａ程度であるのがより好ましい。かかる範囲内に設定することにより、有機層４１中に生成した硫酸を水と無水硫酸（三酸化硫黄）とに分解して、有機層４１外にガス成分として確実に排出することができる。
そして、バルブ９２４を閉じて、９２０からの水蒸気Ｓの供給を停止した後、加熱手段により基板２を加熱することにより、正孔輸送層４を乾燥する。その後、チャンバ９１０内から水蒸気Ｓのほぼ全てが排出されると、ポンプ９３２を停止するとともに、バルブ９３３を閉じる。
The pressure in the
And after closing the valve |
以上のような工程を経ることにより、平坦面で構成される均一な膜厚の正孔輸送層４を形成することができる。その結果、この正孔輸送層４を介して、陽極３から注入された正孔を発光層５に効率よく注入することができる。
なお、脱スルホン酸化処理を、２）の方法、すなわち、有機層４１が形成された基板２を、高温高湿雰囲気中に一定時間放置する方法は、一般的な恒温恒湿槽を用い、その槽内を高温高湿雰囲気とし、この恒温恒湿槽内に、基板２を放置することによって行うことができる。したがって、前述したような処理装置９００の使用を省略することができ、有機ＥＬ素子１の製造工程の簡略化や、製造コストの低減を図ることができる。
By passing through the above processes, the hole transport layer 4 having a uniform film thickness constituted by a flat surface can be formed. As a result, the holes injected from the
The desulfonation treatment is performed by the method 2), that is, the method in which the substrate 2 on which the organic layer 41 is formed is left in a high-temperature and high-humidity atmosphere for a certain time using a general constant-temperature and humidity chamber. This can be performed by setting the inside of the tank to a high temperature and high humidity atmosphere and leaving the substrate 2 in the constant temperature and humidity chamber. Therefore, the use of the
この場合、雰囲気の温度は、特に限定されないが、６０〜２５０℃程度であるのが好ましく、８０〜１５０℃程度であるのがより好ましい。雰囲気の温度が上記下限値よりも低過ぎると、湿度等の他の条件によっては、キャリア輸送材料からスルホン酸基を十分に離脱させることができないおそれがある。一方、雰囲気の温度が前記上限値を超えて高くなると、正孔輸送材料の種類によっては、有機層４１（正孔輸送層４）が熱により変質・劣化するおそれがある。 In this case, the temperature of the atmosphere is not particularly limited, but is preferably about 60 to 250 ° C, and more preferably about 80 to 150 ° C. If the temperature of the atmosphere is too lower than the lower limit, the sulfonic acid group may not be sufficiently removed from the carrier transport material depending on other conditions such as humidity. On the other hand, when the temperature of the atmosphere exceeds the upper limit, the organic layer 41 (hole transport layer 4) may be altered or deteriorated by heat depending on the type of the hole transport material.
雰囲気の湿度は、高湿度であるほどスルホン酸基の離脱効率を向上させることができるが、具体的には、６０〜１００ＲＨ％程度であるのが好ましく、８０〜１００ＲＨ％程度であるのがより好ましい。湿度が低過ぎると、雰囲気の温度等の他の条件によっては、キャリア輸送材料からスルホン酸基を十分に離脱させることができないおそれがある。
脱スルホン酸化処理の処理時間は、３〜１０時間程度であるのが好ましく、６〜８時間程度であるのがより好ましい。処理時間が前記下限値よりも短過ぎると、雰囲気の温度や湿度等の他の条件によっては、キャリア輸送材料からスルホン酸基を十分に離脱させることができないおそれがある。一方、処理時間を前記上限値を超えて長くしても、それ以上の効果の増大が見込めない。
As the humidity of the atmosphere is higher, the sulfonic acid group removal efficiency can be improved. Specifically, it is preferably about 60 to 100 RH%, more preferably about 80 to 100 RH%. preferable. If the humidity is too low, the sulfonic acid group may not be sufficiently removed from the carrier transport material depending on other conditions such as the temperature of the atmosphere.
The treatment time for the desulfonation treatment is preferably about 3 to 10 hours, and more preferably about 6 to 8 hours. If the treatment time is too shorter than the lower limit, the sulfonic acid group may not be sufficiently removed from the carrier transport material depending on other conditions such as the temperature and humidity of the atmosphere. On the other hand, even if the processing time is increased beyond the upper limit, no further increase in effect can be expected.
［３］発光層形成工程
次に、図２（ｄ）に示すように、正孔輸送層４上に発光層５を形成する。
発光層５は、前述したような発光材料を用いて、前記有機層形成工程［２−１］で説明した液相成膜法により形成することができる。
［４］陰極形成工程
次に、発光層５上に陰極７を形成する。
陰極７は、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、金属箔の接合等を用いて形成することができる。
[3] Light-Emitting Layer Formation Step Next, the light-emitting layer 5 is formed on the hole transport layer 4 as shown in FIG.
The light emitting layer 5 can be formed by the liquid phase film forming method described in the organic layer forming step [2-1] using the light emitting material as described above.
[4] Cathode Formation Step Next, the cathode 7 is formed on the light emitting layer 5.
The cathode 7 can be formed using, for example, a vacuum evaporation method, a sputtering method, a metal foil bonding, or the like.
［５］封止部材形成工程
次に、陽極３、正孔輸送層４、発光層５、および陰極７を覆うように、封止部材８を形成する。
封止部材８は、例えば、前述したような材料で構成される箱状の保護カバーを、各種硬化性樹脂（接着剤）で接合すること等により形成する（設ける）ことができる。
硬化性樹脂には、熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂、反応性硬化樹脂、嫌気性硬化樹脂のいずれも使用可能である。
また、この封止部材形成工程は、窒素、アルゴン、ヘリウムなどの不活性雰囲気下で行うのが好ましい。
[5] Sealing Member Forming Step Next, the sealing member 8 is formed so as to cover the
The sealing member 8 can be formed (provided), for example, by bonding a box-shaped protective cover made of the above-described material with various curable resins (adhesives).
As the curable resin, any of a thermosetting resin, a photocurable resin, a reactive curable resin, and an anaerobic curable resin can be used.
Moreover, it is preferable to perform this sealing member formation process in inert atmosphere, such as nitrogen, argon, and helium.
以上のような工程を経て、図１に示す有機ＥＬ素子１が製造される。
この有機ＥＬ素子１は、例えば、ディスプレイ装置用として用いることができるが、その他にも光源等としても使用可能であり、種々の光学的用途等に用いることが可能である。
また、有機ＥＬ素子１をディスプレイ装置用に用いる場合、複数の有機ＥＬ素子１がディスプレイ装置に設けられるが、このようなディスプレイ装置は、例えば、次のようなものが挙げられる。
Through the steps as described above, the organic EL element 1 shown in FIG. 1 is manufactured.
The organic EL element 1 can be used, for example, for a display device, but can also be used as a light source or the like, and can be used for various optical applications.
When the organic EL element 1 is used for a display device, a plurality of organic EL elements 1 are provided in the display device. Examples of such a display device include the following.
図４は、有機ＥＬ素子を複数備えるディスプレイ装置を示す縦断面図である。
図４に示すディスプレイ装置１００は、基体２０と、この基体２０上に設けられた複数の有機ＥＬ素子１とを有している。
基体２０は、基板２１と、この基板２１上に形成された回路部２２とを有している。
回路部２２は、基板２１上に形成された、例えば酸化シリコン層からなる保護層２３と、保護層２３上に形成された駆動用ＴＦＴ（スイッチング素子）２４と、第１層間絶縁層２５と、第２層間絶縁層２６とを有している。
FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing a display device including a plurality of organic EL elements.
A
The
The
駆動用ＴＦＴ２４は、シリコンからなる半導体層２４１と、半導体層２４１上に形成されたゲート絶縁層２４２と、ゲート絶縁層２４２上に形成されたゲート電極２４３と、ソース電極２４４と、ドレイン電極２４５とを有している。
このような回路部２２上に、各駆動用ＴＦＴ２４に対応して、それぞれ、有機ＥＬ素子１が設けられている。また、隣接する有機ＥＬ素子１同士は、第１隔壁部３１および第２隔壁部３２により区画されている。
The driving TFT 24 includes a
On the
本実施形態では、各有機ＥＬ素子１の陽極３は、画素電極を構成し、各駆動用ＴＦＴ２４のドレイン電極２４５に配線２７により電気的に接続されている。また、各有機ＥＬ素子１の陰極７は、共通電極とされている。
そして、各有機ＥＬ素子１を覆うように封止部材（図示せず）が基体２０に接合され、各有機ＥＬ素子１が封止されている。
ディスプレイ装置１００は、単色表示であってもよく、各有機ＥＬ素子１に用いる発光材料を選択することにより、カラー表示も可能である。
In the present embodiment, the
And the sealing member (not shown) is joined to the base |
The
＜電子機器＞
前述したような、有機ＥＬ素子１（本発明の電子デバイス）を備えるディスプレイ装置１００は、各種の電子機器に組み込むことができる。
図５は、本発明の電子機器を適用したモバイル型（またはノート型）のパーソナルコンピュータの構成を示す斜視図である。
<Electronic equipment>
The
FIG. 5 is a perspective view showing a configuration of a mobile (or notebook) personal computer to which the electronic apparatus of the present invention is applied.
この図において、パーソナルコンピュータ１１００は、キーボード１１０２を備えた本体部１１０４と、表示部を備える表示ユニット１１０６とにより構成され、表示ユニット１１０６は、本体部１１０４に対しヒンジ構造部を介して回動可能に支持されている。
このパーソナルコンピュータ１１００において、表示ユニット１１０６が備える表示部がディスプレイ装置１００により構成されている。
In this figure, a
In the
図６は、本発明の電子機器を適用した携帯電話機（ＰＨＳも含む）の構成を示す斜視図である。
この図において、携帯電話機１２００は、複数の操作ボタン１２０２、受話口１２０４および送話口１２０６とともに、表示部を備えている。
携帯電話機１２００において、この表示部がディスプレイ装置１００により構成されている。
FIG. 6 is a perspective view showing a configuration of a mobile phone (including PHS) to which the electronic apparatus of the present invention is applied.
In this figure, a
In the
図７は、本発明の電子機器を適用したディジタルスチルカメラの構成を示す斜視図である。なお、この図には、外部機器との接続についても簡易的に示されている。
ここで、通常のカメラは、被写体の光像により銀塩写真フィルムを感光するのに対し、ディジタルスチルカメラ１３００は、被写体の光像をＣＣＤ（Charge Coupled Device）などの撮像素子により光電変換して撮像信号（画像信号）を生成する。
FIG. 7 is a perspective view showing the configuration of a digital still camera to which the electronic apparatus of the present invention is applied. In this figure, connection with an external device is also simply shown.
Here, an ordinary camera sensitizes a silver halide photographic film with a light image of a subject, whereas a
ディジタルスチルカメラ１３００におけるケース（ボディー）１３０２の背面には、表示部が設けられ、ＣＣＤによる撮像信号に基づいて表示を行う構成になっており、被写体を電子画像として表示するファインダとして機能する。
ディジタルスチルカメラ１３００において、この表示部がディスプレイ装置１００により構成されている。
A display unit is provided on the back of a case (body) 1302 in the
In the
ケースの内部には、回路基板１３０８が設置されている。この回路基板１３０８は、撮像信号を格納（記憶）し得るメモリが設置されている。
また、ケース１３０２の正面側（図示の構成では裏面側）には、光学レンズ（撮像光学系）やＣＣＤなどを含む受光ユニット１３０４が設けられている。
撮影者が表示部に表示された被写体像を確認し、シャッタボタン１３０６を押下すると、その時点におけるＣＣＤの撮像信号が、回路基板１３０８のメモリに転送・格納される。
A
A
When the photographer confirms the subject image displayed on the display unit and presses the
また、このディジタルスチルカメラ１３００においては、ケース１３０２の側面に、ビデオ信号出力端子１３１２と、データ通信用の入出力端子１３１４とが設けられている。そして、図示のように、ビデオ信号出力端子１３１２にはテレビモニタ１４３０が、デ−タ通信用の入出力端子１３１４にはパーソナルコンピュータ１４４０が、それぞれ必要に応じて接続される。さらに、所定の操作により、回路基板１３０８のメモリに格納された撮像信号が、テレビモニタ１４３０や、パーソナルコンピュータ１４４０に出力される構成になっている。
In the
なお、本発明の電子機器は、図５のパーソナルコンピュータ（モバイル型パーソナルコンピュータ）、図６の携帯電話機、図７のディジタルスチルカメラの他にも、例えば、テレビや、ビデオカメラ、ビューファインダ型、モニタ直視型のビデオテープレコーダ、ラップトップ型パーソナルコンピュータ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳（通信機能付も含む）、電子辞書、電卓、電子ゲーム機器、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、防犯用テレビモニタ、電子双眼鏡、ＰＯＳ端末、タッチパネルを備えた機器（例えば金融機関のキャッシュディスペンサー、自動券売機）、医療機器（例えば電子体温計、血圧計、血糖計、心電表示装置、超音波診断装置、内視鏡用表示装置）、魚群探知機、各種測定機器、計器類（例えば、車両、航空機、船舶の計器類）、フライトシュミレータ、その他各種モニタ類、プロジェクター等の投射型表示装置等に適用することができる。 In addition to the personal computer (mobile personal computer) of FIG. 5, the mobile phone of FIG. 6, and the digital still camera of FIG. 7, the electronic apparatus of the present invention includes, for example, a television, a video camera, a viewfinder type, Monitor direct-view video tape recorder, laptop personal computer, car navigation system, pager, electronic notebook (including communication function), electronic dictionary, calculator, electronic game device, word processor, workstation, video phone, security TV Monitors, electronic binoculars, POS terminals, devices equipped with touch panels (for example, cash dispensers and automatic ticket vending machines for financial institutions), medical devices (for example, electronic thermometers, blood pressure monitors, blood glucose meters, electrocardiographs, ultrasound diagnostic devices, internal Endoscope display device), fish finder, various measuring instruments, Vessels such (e.g., gages for vehicles, aircraft, and ships), a flight simulator, various monitors, and a projection display such as a projector.
以上、本発明の電子デバイス用基板の製造方法、有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法、電子デバイスおよび電子機器を、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれらに限定されるものでない。
例えば、本発明の電子デバイス用基板の製造方法には、任意の目的の工程が１または２以上追加されてもよい。
As mentioned above, although the manufacturing method of the board | substrate for electronic devices of this invention, the manufacturing method of an organic electroluminescent element, the electronic device, and the electronic device were demonstrated based on embodiment of illustration, this invention is not limited to these.
For example, in the method for manufacturing a substrate for an electronic device according to the present invention, one or two or more arbitrary steps may be added.
また、本発明の電子デバイス用基板の製造方法により製造された電子デバイス用基板を備える本発明の電子デバイスは、上述した有機ＥＬ素子に適用することができる他、例えば、無機酸化物を主材料として構成されるソース・ドレイン電極と、スルホン酸基を有するキャリア輸送材料で構成される有機半導体層とを備える有機薄膜トランジスタ（有機ＴＦＴ）等に適用することができる。また、本発明の電子デバイス用基板の製造方法により製造された電子デバイス用基板は、無機酸化物を主材料として構成される端子（電極）と、スルホン酸基を有するキャリア輸送材料で構成される配線とを備える配線基板等に適用することができる。 Moreover, the electronic device of the present invention provided with the substrate for electronic device manufactured by the method for manufacturing the substrate for electronic device of the present invention can be applied to the organic EL element described above. For example, an inorganic oxide is a main material. It can apply to an organic thin-film transistor (organic TFT) etc. provided with the source-drain electrode comprised as follows, and the organic-semiconductor layer comprised with the carrier transport material which has a sulfonic acid group. In addition, the electronic device substrate manufactured by the method for manufacturing an electronic device substrate of the present invention includes a terminal (electrode) composed mainly of an inorganic oxide and a carrier transport material having a sulfonic acid group. It can be applied to a wiring board provided with wiring.
次に、本発明の具体的実施例について説明する。
１．有機ＥＬ素子の製造
以下、各実施例および比較例において、有機ＥＬ素子を５個ずつ製造した。
（実施例１Ａ）
−１Ａ− まず、平均厚さ０．５ｍｍの透明なガラス基板上に、真空蒸着法により、平均厚さ１５０ｎｍのＩＴＯ電極（陽極）を形成した。
Next, specific examples of the present invention will be described.
1. Production of Organic EL Element Five organic EL elements were produced in each Example and Comparative Example below.
Example 1A
-1A- First, an ITO electrode (anode) having an average thickness of 150 nm was formed on a transparent glass substrate having an average thickness of 0.5 mm by a vacuum deposition method.
−２Ａ− 次に、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン／スチレンスルホン酸）（バイエル社製、「バイトロンＰ」）を、２．０ｗｔ％となるように、純水に分散して、有機層形成用材料を調製した。
なお、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン／スチレンスルホン酸）としては、３，４−エチレンジオキシチオフェンとスチレンスルホン酸との比率が、重量比で１：２０のものを用いた。
そして、ＩＴＯ電極上に、この有機層形成用材料を、スピンコート法により、４４００ｒｐｍ×３０秒の条件で塗布した後、乾燥して、平均厚さ５５ｎｍの有機層を形成した。
-2A- Next, poly (3,4-ethylenedioxythiophene / styrene sulfonic acid) (manufactured by Bayer, "Bightron P") is dispersed in pure water so as to be 2.0 wt%, and organic A layer forming material was prepared.
As poly (3,4-ethylenedioxythiophene / styrene sulfonic acid), one having a ratio of 3,4-ethylenedioxythiophene and styrene sulfonic acid of 1:20 by weight was used.
Then, this organic layer forming material was applied on the ITO electrode by a spin coat method under the condition of 4400 rpm × 30 seconds, and then dried to form an organic layer having an average thickness of 55 nm.
−３Ａ− 次に、図３に示す処理装置９００内に、陽極上に有機層が形成された基板を搬入し、ステージ上に、有機層が上側となるようにして設置した。そして、チャンバを密閉した後、ステージの加熱手段を作動させることにより、基板を１５０℃に加熱した。
また、この際、バブラーに窒素ガスを供給することにより発生させた水蒸気をチャンバ内に供給し、チャンバ内の湿度および圧力をそれぞれ１００ＲＨ％および０．２ＭＰａとした。この状態を、４時間保持した。これにより、水蒸気が付着した状態の有機層が加熱され、有機層に含まれるベンゼン環に連結するスルホン酸基が加水分解反応により脱離する。
-3A- Next, the substrate on which the organic layer was formed on the anode was carried into the
At this time, water vapor generated by supplying nitrogen gas to the bubbler was supplied into the chamber, and the humidity and pressure in the chamber were 100 RH% and 0.2 MPa, respectively. This state was maintained for 4 hours. As a result, the organic layer with water vapor attached is heated, and the sulfonic acid group linked to the benzene ring contained in the organic layer is eliminated by hydrolysis reaction.
以上のような工程を経ることにより、正孔輸送層を得た。
その後、基板を、ホットプレート上で、２００℃×１０分の条件で加熱することにより、正孔輸送層を乾燥させた。
この正孔輸送層と、脱スルホン酸化処理を施す前の有機層について、それぞれ、多重反射ＡＴＲ（attenuated total reflection）法を用いてＩＲスペクトルを観測し、スルホン酸基に帰属するピーク強度からスルホン酸基の含有率を求めた。
A hole transport layer was obtained through the above steps.
Then, the positive hole transport layer was dried by heating a board | substrate on 200 degreeC * 10 minute conditions on a hotplate.
With respect to the hole transport layer and the organic layer before the desulfonation treatment, an IR spectrum was observed using a multiple reflection ATR (attenuated total reflection) method, and the sulfonic acid was determined from the peak intensity attributed to the sulfonic acid group. The group content was determined.
すなわち、スルホン酸基に帰属するピークは、１２３２ｃｍ−１付近に認められることから、１１８６ｃｍ−１付近のＩＲスペクトルの強度をベースラインとして用いることにより、正孔輸送層とおよび脱スルホン酸化処理を施す前の有機層のスルホン酸基に帰属するピーク強度をそれぞれ求め、これらピーク強度の大きさの差に基づいて、スルホン酸基の含有率を求めた。
その結果、正孔輸送層におけるスルホン酸の含有率［（スルホン酸基の数／ＰＳＳに含まれるベンゼン環の数）×１００（％）］は、２８％であった。
That is, the peak attributable to sulfonic acid groups, since the observed near 1232cm -1, by using the intensity of the IR spectrum around 1186cm -1 as the baseline, subjected to the hole transport layer and and desulfonation oxidation The peak intensity attributed to the sulfonic acid group in the previous organic layer was determined, and the content of the sulfonic acid group was determined based on the difference in the magnitude of the peak intensity.
As a result, the sulfonic acid content [(number of sulfonic acid groups / number of benzene rings contained in PSS) × 100 (%)] in the hole transport layer was 28%.
−４Ａ− 次に、正孔輸送層上に、ポリ（９，９−ジオクチル−２，７−ジビニレンフルオレニル−オルト−コ（アントラセン−９，１０−ジイル）（重量平均分子量２０００００）の１．７ｗｔ％キシレン溶液を、スピンコート法により、２５００ｒｐｍ×２０秒の条件で塗布した後、ホットプレート上で、２００℃×１０分の条件で乾燥して、平均厚さ５０ｎｍの発光層を形成した。
−５Ａ− 次に、発光層上に、真空蒸着法により、平均厚さ２００ｎｍのＡｌ膜および平均厚さ１０ｎｍのＣａ膜を形成し、２層構成の電極（陰極）を形成した。
−６Ａ− 次に、窒素雰囲気下で、形成した各層を覆うように、ポリカーボネート製の保護カバーを被せ、紫外線硬化性樹脂により固定、封止して、有機ＥＬ素子を製造した。
-4A- Next, on the hole transport layer, poly (9,9-dioctyl-2,7-divinylenefluorenyl-ortho-co (anthracene-9,10-diyl) (weight average molecular weight 200000) A 1.7 wt% xylene solution was applied by spin coating under conditions of 2500 rpm × 20 seconds and then dried on a hot plate under conditions of 200 ° C. × 10 minutes to form a light emitting layer having an average thickness of 50 nm. did.
-5A- Next, an Al film having an average thickness of 200 nm and a Ca film having an average thickness of 10 nm were formed on the light emitting layer by vacuum vapor deposition to form an electrode (cathode) having a two-layer structure.
-6A- Next, in a nitrogen atmosphere, a polycarbonate protective cover was placed so as to cover each formed layer, and the organic EL element was manufactured by fixing and sealing with an ultraviolet curable resin.
（実施例２Ａ）
前記工程−３Ａ−において、図３に示す成膜装置によって脱スルホン酸化処理を行うに際し、基板の加熱温度を２００℃、処理時間を６時間とした以外は、前記実施例１Ａと同様にして有機ＥＬ素子を製造した。なお、ＩＲスペクトルから求められた正孔輸送層におけるスルホン酸基の含有率［（スルホン酸基の数／ＰＳＳに含まれるベンゼン環の数）×１００（％）］は、７％であった。
(Example 2A)
In the step-3A-, when the desulfonation treatment is performed by the film forming apparatus shown in FIG. 3, the organic temperature is the same as in Example 1A except that the heating temperature of the substrate is 200 ° C. and the treatment time is 6 hours. An EL element was manufactured. The sulfonic acid group content [(number of sulfonic acid groups / number of benzene rings contained in PSS) × 100 (%)] in the hole transport layer determined from the IR spectrum was 7%.
（実施例３Ａ）
前記工程−３Ａ−において、図３に示す成膜装置によって脱スルホン酸化処理を行うに際し、基板の加熱温度を７０℃、チャンバ内の湿度を９０％、処理時間を２時間とした以外は、前記実施例１Ａと同様にして有機ＥＬ素子を製造した。なお、ＩＲスペクトルから求められた正孔輸送層におけるスルホン酸基の含有率［（スルホン酸基の数／ＰＳＳに含まれるベンゼン環の数）×１００（％）］は、５８％であった。
(Example 3A)
In the step-3A-, when the desulfonation treatment is performed by the film forming apparatus shown in FIG. 3, the substrate heating temperature is 70 ° C., the humidity in the chamber is 90%, and the treatment time is 2 hours. An organic EL device was produced in the same manner as Example 1A. In addition, the content rate [(number of sulfonic acid groups / number of benzene rings contained in PSS) × 100 (%)] in the hole transport layer determined from the IR spectrum was 58%.
（実施例１Ｂ）
前記工程−３Ａ−の代わりに、下記工程−３Ｂ−を行う以外は、前記実施例１Ａと同様にして有機ＥＬ素子を製造した。
−３Ｂ− 恒温恒湿槽内に、有機層を形成した基板を設置した。そして、恒温恒湿槽を密閉した後、その内部を１００℃、１００ＲＨ％の高温高湿状態とした。この状態を８時間保持した。これにより、水蒸気が付着した状態の有機層が加熱され、有機層に含まれるベンゼン環に連結するスルホン酸基が加水分解反応により脱離して、正孔輸送層が得られる。
(Example 1B)
An organic EL device was produced in the same manner as in Example 1A except that the following step -3B- was performed instead of the step -3A-.
-3B- A substrate on which an organic layer was formed was placed in a constant temperature and humidity chamber. And after sealing a constant temperature and humidity chamber, the inside was made into the high temperature, high humidity state of 100 degreeC and 100RH%. This state was maintained for 8 hours. Thereby, the organic layer in a state where water vapor is attached is heated, and the sulfonic acid group connected to the benzene ring contained in the organic layer is eliminated by a hydrolysis reaction, whereby a hole transport layer is obtained.
その後、基板を、ホットプレート上で、２００℃×１０分の条件で加熱することにより、正孔輸送層を乾燥させた。
この正孔輸送層について、ＩＲスペクトルを観測し、スルホン酸基に帰属するピーク強度からスルホン酸の含有率を求めた。その結果、正孔輸送層におけるスルホン酸の含有率［（スルホン酸基の数／ＰＳＳに含まれるベンゼン環の数）×１００（％）］は、３６％であった。
Then, the positive hole transport layer was dried by heating a board | substrate on 200 degreeC * 10 minute conditions on a hotplate.
About this hole transport layer, IR spectrum was observed and the content rate of the sulfonic acid was calculated | required from the peak intensity which belongs to a sulfonic acid group. As a result, the sulfonic acid content [(number of sulfonic acid groups / number of benzene rings contained in PSS) × 100 (%)] in the hole transport layer was 36%.
（実施例２Ｂ）
前記工程−３Ｂ−において、恒温恒湿槽によって脱スルホン酸化処理を行うに際して、恒温恒湿槽内を２５０℃、１００ＲＨ％とし、処理時間を１０時間とした以外は、前記実施例１Ｂと同様にして有機ＥＬ素子を製造した。なお、ＩＲスペクトルから求められた正孔輸送層におけるスルホン酸基の含有率［（スルホン酸基の数／ＰＳＳに含まれるベンゼン環の数）×１００（％）］は、９％であった。
(Example 2B)
In the step-3B-, the desulfonation treatment is performed in the constant temperature and humidity chamber, except that the constant temperature and humidity chamber is set to 250 ° C. and 100 RH%, and the processing time is set to 10 hours. Thus, an organic EL device was manufactured. The content of sulfonic acid group [(number of sulfonic acid groups / number of benzene rings contained in PSS) × 100 (%)] in the hole transport layer determined from the IR spectrum was 9%.
（実施例３Ｂ）
前記工程−３Ｂ−において、恒温恒湿槽によって脱スルホン酸化処理を行うに際して、恒温恒湿槽内を８０℃、９０ＲＨ％とし、処理時間を５時間とした以外は、前記実施例１Ｂと同様にして有機ＥＬ素子を製造した。なお、ＩＲスペクトルから求められた正孔輸送層におけるスルホン酸基の含有率［（スルホン酸基の数／ＰＳＳに含まれるベンゼン環の数）×１００（％）］は、５３％であった。
（比較例）
前記工程−３Ａを省略し、前記工程−２Ａ−で形成した有機層を正孔輸送層として用いた以外は、前記実施例１Ａと同様にして、有機ＥＬ素子を製造した。
(Example 3B)
In the step-3B-, the desulfonation treatment is performed in a constant temperature and humidity chamber, except that the temperature and humidity chamber is set to 80 ° C. and 90 RH%, and the processing time is set to 5 hours. Thus, an organic EL device was manufactured. In addition, the content rate [(number of sulfonic acid groups / number of benzene rings contained in PSS) × 100 (%)] in the hole transport layer obtained from the IR spectrum was 53%.
(Comparative example)
An organic EL device was produced in the same manner as in Example 1A except that Step-3A was omitted and the organic layer formed in Step-2A- was used as a hole transport layer.
２．評価
各実施例および比較例の有機ＥＬ素子について、それぞれ、初期輝度が１６００ｃｄとなるように、陽極と陰極との間に電圧を印加し、この状態で、輝度が初期値（１６００ｃｄ）の半分（８００ｃｄ）になる時間（半減期）を測定した。
なお、各実施例および比較例において、半減期の値をそれぞれ５個の有機ＥＬ素子について測定した。
そして、比較例で測定された半減期を基準値として、実施例１Ａ〜実施例３Ａおよび実施例１Ｂ〜実施例３Ｂで測定された半減期を、それぞれ、以下の４段階の基準に従って評価した。
2. Evaluation With respect to the organic EL elements of the examples and comparative examples, a voltage was applied between the anode and the cathode so that the initial luminance was 1600 cd, and in this state, the luminance was half of the initial value (1600 cd) ( The time to reach 800 cd) (half life) was measured.
In each example and comparative example, the half-life value was measured for each of five organic EL elements.
Then, the half-lives measured in Examples 1A to 3A and 1B to 3B were evaluated according to the following four-stage criteria, using the half-life measured in the comparative example as a reference value.
◎：比較例の半減期に対し、６．０倍以上である
○：比較例の半減期に対し、３．０倍以上、６．０倍未満である
△：比較例の半減期に対し、１．０倍以上、３．０倍未満である
×：比較例の半減期に対し、１．０倍未満である
この評価結果を、脱スルホン酸化処理の条件および正孔輸送層におけるスルホン酸基の含有率と併せて、表１に示す。
A: 6.0 times or more with respect to the half-life of the comparative example O: 3.0 times or more and less than 6.0 times with respect to the half-life of the comparative example Δ: With respect to the half-life of the comparative example, 1.0 or more and less than 3.0 times x: Less than 1.0 times the half-life of the comparative example. It shows in Table 1 together with the content rate of.
表１に示すように、各実施例の有機ＥＬ素子は、いずれも、比較例の有機ＥＬ素子と比較して、長い半減期が得られた。これにより、本発明の有機ＥＬ素子では、正孔輸送層が、正孔輸送材料を含有する有機層に対して脱スルホン酸化処理を施してなるものであることにより、経時的な特性の劣化が抑制されていることが明らかとなった。
特に、このような傾向は、実施例１Ａおよび実施例１Ｂの有機ＥＬ素子において認められた。これにより、正孔輸送層のスルホン酸基の含有率［（スルホン酸基の数／ＰＳＳに含まれるベンゼン環の数）×１００（％）］を適正な範囲内（２０〜４０％）とすることにより、半減期特性に優れた有機ＥＬ素子が得られることが判った。
As shown in Table 1, each of the organic EL elements of each example had a longer half-life than the organic EL element of the comparative example. As a result, in the organic EL device of the present invention, the hole transport layer is obtained by subjecting the organic layer containing the hole transport material to a desulfonation treatment. It became clear that it was suppressed.
In particular, such a tendency was recognized in the organic EL elements of Example 1A and Example 1B. Thereby, the content rate [(number of sulfonic acid groups / number of benzene rings contained in PSS) × 100 (%)] of the hole transport layer within an appropriate range (20 to 40%). Thus, it was found that an organic EL element having excellent half-life characteristics can be obtained.
さらに、処理時間を４時間とした実施例１Ａと、処理時間を８時間とした実施例１Ｂとでは、正孔輸送層のスルホン酸基の含有率が実施例１Ａの方が低くなっていた。このことから、実施例１Ａで用いた脱スルホン酸化処理によると、有機層に含まれるスルホン酸基を効率よく脱離させることができ、処理時間の短縮を図り得ることが明らかとなった。
また、実施例１Ａ〜３Ａで形成された正孔輸送層は、実施例１Ｂ〜実施例３Ｂで形成された正孔輸送層と比較して均一な膜厚で形成されている傾向を示した。
Furthermore, in Example 1A in which the treatment time was 4 hours and Example 1B in which the treatment time was 8 hours, the content of sulfonic acid groups in the hole transport layer was lower in Example 1A. From this, it has been clarified that according to the desulfonation treatment used in Example 1A, the sulfonic acid groups contained in the organic layer can be efficiently removed, and the treatment time can be shortened.
Moreover, the hole transport layer formed in Examples 1A to 3A showed a tendency to be formed with a uniform film thickness as compared with the hole transport layers formed in Example 1B to Example 3B.
１……有機ＥＬ素子 ２……基板 ３……陽極 ４……正孔輸送層 ５……発光層 ６……電子輸送層 ７……陰極 ８……封止部材 ９……積層体 １００……ディスプレイ装置 ２０……基体 ２１……基板 ２２……回路部 ２３……保護層 ２４……駆動用ＴＦＴ ２４１……半導体層 ２４２……ゲート絶縁層 ２４３……ゲート電極 ２４４……ソース電極 ２４５……ドレイン電極 ２５……第１層間絶縁層 ２６……第２層間絶縁層 ２７……配線 ３１……第１隔壁部 ３２……第２隔壁部 ４１……有機層 ９００……処理装置 ９１０……チャンバ ９２０……水蒸気供給手段 ９２１……バブラー ９２２……水蒸気供給ライン ９２３……ポンプ ９２４……バルブ ９２５……バブラー容器 ９２６……窒素ボンベ ９２７……キャリアガス導入ライン ９２８……水蒸気出口 ９２９……水 ９３０……排気手段 ９３１……排気ライン ９３２……ポンプ ９３３……バルブ ９５０……ステージ Ｓ……水蒸気 １１００……パーソナルコンピュータ １１０２……キーボード １１０４……本体部 １１０６……表示ユニット １２００……携帯電話機 １２０２……操作ボタン １２０４……受話口 １２０６……送話口 １３００‥‥ディジタルスチルカメラ １３０２‥‥ケース（ボディー） １３０４‥‥受光ユニット １３０６‥‥シャッタボタン １３０８‥‥回路基板 １３１２‥‥ビデオ信号出力端子 １３１４‥‥データ通信用の入出力端子 １４３０‥‥テレビモニタ １４４０‥‥パーソナルコンピュータ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Organic EL element 2 ...
Claims (13)
前記電極に接触するように、スルホン酸基を有するキャリア輸送材料を主材料として構成される有機層を形成する第２の工程と、
前記有機層に対して、前記キャリア輸送材料から前記スルホン酸基の少なくとも一部を離脱させる脱スルホン酸化処理を施すことによりキャリアを輸送する機能を有する層を得る第３の工程とを有することを特徴とする電子デバイス用基板の製造方法。 A first step of forming an electrode composed of an inorganic oxide as a main material on a substrate;
A second step of forming an organic layer composed mainly of a carrier transport material having a sulfonic acid group so as to be in contact with the electrode;
And a third step of obtaining a layer having a function of transporting carriers by subjecting the organic layer to a desulfonation treatment for removing at least a part of the sulfonic acid group from the carrier transport material. A method of manufacturing a substrate for electronic devices, which is characterized.
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