JP5796385B2 - 有機デバイス - Google Patents
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Description
なお、特許文献1の実施例2には、導電性ペーストを有機発光層上に印刷した後に175℃に加熱して導電性ペーストを硬化させる方法が記載されているが、導電性ペーストとしてエポキシ樹脂硬化型銀ペーストを使用しており、銀の融点は960℃と高く、この場合は樹脂を熱硬化させているにすぎず、金属としての銀が溶融していないのは明白である。
すなわち、電極とする金属材料の融点が高い場合には、電極形成時の有機層の高温安定性が問題となり、有機層のガラス転移温度を大きく超える加熱温度は有機層に深刻なダメージを与えてしまうという問題があった。
一方、電極とする金属材料の融点が低い場合には、有機デバイスとしての保存安定性が問題となる。例えば、有機EL素子は発光時に発熱することから、電極とする金属材料の融点が非常に低いと、電極が熱により融解してしまうという問題があった。特に、有機EL素子を照明装置として利用する場合にはこの問題が顕著となる。また、夏季の自動車内等の環境下では室温が非常に高くなるため、有機EL素子を表示装置として利用する場合に、電極とする金属材料の融点が非常に低いと、電極が高温のために融解してしまい装置が破壊されてしまうという問題があった。また、有機薄膜太陽電池においては、電極とする金属材料の融点が非常に低いと、太陽光の照射により電極が融解してしまうという問題があった。
特許文献7の実施例1,2では電極材料として千住金属工業株式会社製のエコソルダーM716(Sn−3.5Ag−0.5Bi−8.0In)を用いており、エコソルダーM716の液相温度は214℃であり、206℃に加熱して電極材料を軟化させている。この場合にも、高温に加熱することから、上述のように電極形成時に有機層にダメージを与えるという問題がある。
一方、特許文献4〜6に記載されているようなBi合金は、融点が所定の範囲内であり、またGaと比較すると格段に安価であるという利点を有する。
本発明の有機デバイスは、対向する二つ以上の電極と、対向する二つの上記電極間に配置された有機層とを有する有機デバイスであって、上記有機層上に形成された少なくとも一つの上記電極が、BiとInおよびSnの少なくともいずれか1種とからなるBi合金中に、Alが分散されたBi合金電極であることを特徴とするものである。
図1は、本発明の有機デバイスの一例を示す概略断面図であり、有機デバイスが有機EL素子である例である。図1に例示する有機EL素子1は、基板2と、基板2上に形成された陽極3と、陽極3上に形成された有機発光層4と、有機発光層4上に形成された陰極5とを有している。この有機EL素子1においては、対向する二つの電極(陽極3および陰極5)間に有機発光層4(有機層11)が配置されており、有機発光層4(有機層11)上に形成された陰極5がBi合金電極12となっている。
図1に例示する有機EL素子1においては、陰極5がBi合金電極12であり、Bi合金電極12はBi合金中にAlが分散されたものであるので、陰極5(Bi合金電極12)と有機発光層4(有機層11)との界面で電子注入障壁を低減することができ、高輝度、高電流効率を達成することが可能である。
図2に例示する有機薄膜太陽電池20においては、陰極24がBi合金電極12であり、Bi合金電極12はBi合金中にAlが分散されたものであるので、陰極24(Bi合金電極12)と光電変換層23(有機層11)との界面で電子注入障壁を低減することができ、高効率化を図ることが可能である。
図3に例示する有機トランジスタ30においては、ソース電極35およびドレイン電極36がBi合金電極12であり、Bi合金電極12はBi合金中にAlが分散されたものであるので、ソース電極35およびドレイン電極36(Bi合金電極12)と有機半導体層34(有機層11)との界面で電子注入障壁を低減することができ、高移動度を達成することが可能である。
さらに、上述のように本発明におけるBi合金は通常その融点が所定の範囲内となるので、高温環境下においても安定して使用可能であり、環境の変化に影響されない高い信頼性を有する有機デバイスとすることができる。
また、Bi合金はBiとInおよびSnの少なくともいずれか1種とからなるので、PbやCd等の有害物質を含まず、環境に配慮した有機デバイスを得ることができる。
本発明におけるBi合金電極は、有機層を挟んで対向する二つの電極のうち、有機層上に形成された少なくとも一つの電極である。また、Bi合金電極は、BiとInおよびSnの少なくともいずれか1種とからなるBi合金中に、Alが分散されたものである。
なお、本願明細書において、「Bi合金」とはBiを含む合金をいい、Bi含有量が最も多いBi含有合金だけでなく、In含有量やSn含有量が最も多いBi含有合金も含まれる。
なお、Bi合金にAlを添加しても、Bi合金の融点は変化しない。
Bi合金においてAlは不純物の溶質元素である。溶質元素の溶解度は、液体中に比べ固相中の方が低い。したがって、凝固の進行にともない液体中に、溶質元素が偏析され濃化する。つまり、凝固過程におけるAlの移動は、合金凝固時に不純物であるAlが偏析されるために生じる。この原理を用いて、有機層の反対側から凝固させることによって、有機層の反対側から有機層側に向かってAlの濃度を増加させることが可能となる。
なお、Bi合金電極中のAlの濃度が有機層側の反対側から有機層側に向かって増加していることは、X線光電子分光法(XPS)にて、試料をX線源と分析器に対して傾斜させる角度分解による深さ方向測定、またはイオンビームスパッタリングを用いた深さ方向測定により確認することができる。
なお、仕事関数は、理研計器(株)製の光電子分光装置AC−3を用いて測定した仕事関数の値を適用した。測定は、基板上に、測定しようとする材料で形成した層を単層として形成し、上記の光電子分光装置AC−3で光電子が放出されるエネルギー値で決定した。測定条件としては、50nWの光量で0.05eV刻みで行った。
溶融状態のBi合金とAlとからなる電極材料を塗布した後は、冷却され、Bi合金電極が形成される。
Bi合金電極形成時の雰囲気としては、例えば、窒素、アルゴン等の不活性ガスが挙げられる。
本発明における有機層は、対向する二つの電極間に配置されるものであり、電子注入により、本発明の有機デバイスの種類に応じて様々な機能を発揮する層である。
有機層は、単層であってもよく、多層であってもよい。
本発明の有機デバイスが有機薄膜太陽電池である場合、有機層としては、光電変換層、正孔取出し層、電子取出し層等が挙げられる。
本発明の有機デバイスが有機トランジスタである場合、有機層としては、有機半導体層が挙げられる。
なお、有機層については、後述する有機デバイスの具体例において、詳細に述べる。
本発明の有機デバイスは、対向する二つ以上の電極を有する。対向する二つ以上の電極のうち、有機層上に形成された少なくとも一つの電極は上記Bi合金電極である。
例えば、本発明の有機デバイスが有機EL素子または有機薄膜太陽電池である場合、電極は陽極および陰極である。この場合、本発明におけるBi合金電極は電子注入特性に優れることから、陰極が上記Bi合金電極であることが好ましい。
本発明の有機デバイスが有機トランジスタである場合、電極は、例えばゲート電極、ソース電極およびドレイン電極である。この場合、本発明におけるBi合金電極は電子注入特性に優れることから、有機半導体層に接して形成されるソース電極およびドレイン電極の少なくともいずれか一方が上記Bi合金電極であることが好ましい。
電極の材料としては、電極の種類に応じて適宜選択され、公知の材料を適宜用いることができる。
電極の形成方法としては、特に限定されるものではなく、スパッタリング法、真空蒸着法等のドライプロセスおよび塗布法等のウェットプロセスのいずれも適用することができる。
電極の厚みは、電極の種類に応じて適宜選択され、要求される光透過性により異なる。電極に光透過性が要求される場合、電極の厚みは、通常10nm〜1000nm程度であり、好ましくは20nm〜500nmの範囲内である。
本発明の有機デバイスは、必要に応じて支持体として基板を有していてもよい。
基板は、フレキシブルな基板であってもよく、リジッドな基板であってもよい。
基板は、光透過性を有していてもよく有していなくてもよく、本発明の有機デバイスの種類や用途等に応じて適宜選択される。基板に光透過性が要求される場合、基板の可視光波長領域の光透過率は、80%以上であることが好ましい。
基板の材料としては、本発明の有機デバイスの種類や用途等に応じて適宜選択されるものであり、例えば、石英、アルカリガラス、無アルカリガラス等のガラスや、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリメタクリレート、ポリメチルメタクリレート、ポリメチルアクリレート、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフッ化ビニル、ポリオレフィン、フッ素系樹脂等の樹脂を挙げることができる。
基板の厚さは特に限定されないが、通常0.5mm〜2.0mm程度である。
本発明の有機デバイスとしては、対向する二つ以上の電極と、対向する二つの電極間に配置された有機層とを有するものであれば特に限定されるものではなく、例えば、有機EL素子、有機薄膜太陽電池、有機トランジスタ等が挙げられる。以下、有機EL素子、有機薄膜太陽電池、および有機トランジスタに分けて説明する。
本発明の有機デバイスが有機EL素子である場合、有機EL素子は、対向する陽極および陰極と、対向する陽極および陰極間に配置された有機発光層とを有し、陰極がBi合金電極であるものである。
図1に例示する有機EL素子1においては、陰極5がBi合金電極12であり、Bi合金電極12はBi合金中にAlが分散されたものであるので、陰極5(Bi合金電極12)と有機発光層4(有機層11)との界面で電子注入障壁を低減することができ、高輝度、高電流効率を達成することが可能である。
図4に例示する有機EL素子1においては、陰極5がBi合金電極12であり、Bi合金電極12はBi合金中にAlが分散されたものであるので、陰極5(Bi合金電極12)と電子注入輸送層7との界面で電子注入障壁を低減することができる。特に、電子注入輸送層7の材料にかかわらず、電子注入特性を改善することができる。したがって、高輝度、高電流効率を達成することが可能である。
なお、図4に示す有機EL素子においては正孔注入輸送層および有機発光層が有機層であるが、図示しないが、正孔注入輸送層、有機発光層および電子注入輸送層が有機層であってもよく、有機発光層のみが有機層であってもよい。
本発明における有機EL素子において、有機EL層は、対向する陽極および陰極間に配置され、少なくとも有機発光層を含むものである。
有機発光層以外に有機EL層を構成する層としては、正孔注入輸送層および電子注入輸送層を挙げることができる。また、有機EL層を構成する層としては、正孔阻止層や電子阻止層のような、正孔もしくは電子の突き抜けを防止し、さらに励起子の拡散を防止して発光層内に励起子を閉じ込めることにより、再結合効率を高めるための層等を挙げることができる。
このように有機EL層は種々の層を積層した積層構造を有することが多く、積層構造としては多くの種類がある。
以下、有機EL層を構成する各層について説明する。
有機発光層は、対向する陽極および陰極間に形成され、発光材料を含有するものである。
また、有機発光層中には、発光効率の向上や発光波長を変化させる等の目的でドーパントを添加してもよい。このようなドーパントとしては、有機発光層に用いられる一般的なものを挙げることができる。
有機発光層の膜厚は、通常1nm〜1μm程度である。
本発明における有機EL素子においては、陽極および有機発光層の間に正孔注入輸送層が形成されていてもよい。正孔注入輸送層は、正孔注入機能を有する正孔注入層であってもよく、正孔輸送機能を有する正孔輸送層であってもよく、正孔注入層および正孔輸送層が積層されたものであってもよく、正孔注入機能および正孔輸送機能の両方を有する単一の層であってもよい。
正孔注入輸送層の形成方法としては、上記有機発光層の形成方法と同様とすることができる。
正孔注入輸送層の膜厚は、通常1nm〜1μm程度である。
本発明における有機EL素子においては、有機発光層および陰極の間に電子注入輸送層が形成されていてもよい。電子注入輸送層は、電子注入機能を有する電子注入層であってもよく、電子輸送機能を有する電子輸送層であってもよく、電子注入層および電子輸送層が積層されたものであってもよく、電子注入機能および電子輸送機能の両方を有する単一の層であってもよい。
電子注入輸送層の形成方法としては、上記有機発光層の形成方法と同様とすることができる。
電子注入輸送層の膜厚は、通常1nm〜1μm程度である。
本発明における有機EL素子において、陰極はBi合金電極である。なお、Bi合金電極については上述したので、ここでの説明は省略する。
本発明における有機EL素子において、陰極がBi合金電極であることから、陽極側から光を取り出すことが好ましく、陽極が形成されている基板は透明基板であることが好ましい。透明基板としては、有機EL素子に用いられる一般的なものを使用することができる。
本発明の有機デバイスが有機薄膜太陽電池である場合、有機薄膜太陽電池は、対向する陽極および陰極と、対向する陽極および陰極間に配置された光電変換層とを有し、陰極がBi合金電極であるものである。
図2に例示する有機薄膜太陽電池20においては、陰極24がBi合金電極12であり、Bi合金電極12はBi合金中にAlが分散されたものであるので、陰極24(Bi合金電極12)と光電変換層23(有機層11)との界面で電子注入障壁を低減することができ、高効率化を図ることが可能である。
図5に例示する有機薄膜太陽電池20においては、陰極24がBi合金電極12であり、Bi合金電極12はBi合金中にAlが分散されたものであるので、陰極24(Bi合金電極12)と電子取出し層26との界面で電子注入障壁を低減することができ、高効率化を図ることが可能である。
なお、図5に示す有機薄膜太陽電池においては正孔取出し層、光電変換層および電子取出し層が有機層であるが、図示しないが光電変換層のみが有機層であってもよい。
本発明における有機薄膜太陽電池において、光電変換層は、対向する陽極および陰極間に配置されるものである。なお、「光電変換層」とは、有機薄膜太陽電池の電荷分離に寄与し、生じた電子および正孔を各々反対方向の電極に向かって輸送する機能を有する部材をいう。
電子供与性材料としては、電子供与体としての機能を有するものであれば特に限定されるものではなく、有機薄膜太陽電池に用いられる一般的な材料を使用することができる。また、電子受容性材料としては、電子受容体としての機能を有するものであれば特に限定されるものではなく、有機薄膜太陽電池に用いられる一般的な材料を使用することができる。
電子供与性材料および電子受容性材料の混合比は、使用する材料の種類により最適な混合比に適宜調整される。
この場合、光電変換層の膜厚としては、一般的にバルクヘテロ接合型有機薄膜太陽電池において採用されている膜厚を採用することができる。
電子供与性材料としては、電子供与体としての機能を有するものであれば特に限定されるものではなく、有機薄膜太陽電池に用いられる一般的な材料を使用することができる。また、電子受容性材料としては、電子受容体としての機能を有するものであれば特に限定されるものではなく、有機薄膜太陽電池に用いられる一般的な材料を使用することができる。
電子受容性層および電子供与性層の膜厚としては、一般的にバイレイヤー型有機薄膜太陽電池において採用されている膜厚を採用することができる。
本発明における有機薄膜太陽電池においては、陽極および光電変換層の間に正孔取出し層が形成されていてもよい。正孔取出し層は、光電変換層から陽極への正孔の取出しが容易に行われるように設けられる層である。
正孔取出し層の膜厚としては、10nm〜200nm程度とすることができる。
正孔取出し層の形成方法は、上記有機EL素子の有機発光層の形成方法と同様とすることができる。
本発明における有機薄膜太陽電池においては、光電変換層および陰極の間に電子取出し層が形成されていてもよい。電子取出し層は、光電変換層から陰極への電子の取出しが容易に行われるように設けられる層である。
電子取出し層の形成方法は、上記有機EL素子の有機発光層の形成方法と同様とすることができる。
本発明における有機薄膜太陽電池において、陰極はBi合金電極である。なお、Bi合金電極については上述したので、ここでの説明は省略する。
本発明における有機薄膜太陽電池において、陰極がBi合金電極であることから、陽極側から受光することが好ましく、陽極が形成されている基板は透明基板であることが好ましい。透明基板としては、有機薄膜太陽電池に用いられる一般的なものを使用することができる。
本発明の有機デバイスが有機トランジスタである場合、有機トランジスタは、例えば、ゲート電極、ゲート絶縁層、有機半導体層、ソース電極およびドレイン電極を有し、対向するソース電極およびドレイン電極の間に有機半導体層が配置され、ソース電極およびドレイン電極のうち有機半導体層上に形成された電極がBi合金電極であるものである。
図7に例示する有機トランジスタ30においては、ソース電極35がBi合金電極12であり、Bi合金電極12はBi合金中にAlが分散されたものであるので、ソース電極35(Bi合金電極12)と有機半導体層34(有機層11)との界面で電子注入障壁を低減することができ、高移動度を達成することが可能である。
なお、図7に示す有機トランジスタ30においてはドレイン電極36、有機半導体層34およびソース電極35の順に積層されているが、図示しないがソース電極、有機半導体層およびドレイン電極の順に積層されていてもよい。この場合には、ドレイン電極と有機半導体層との界面で電子注入障壁を低減することができる。
図8に例示する有機トランジスタ30においては、ソース電極35がBi合金電極12であり、Bi合金電極12はBi合金中にAlが分散されたものであるので、ソース電極35(Bi合金電極12)と有機半導体層34(有機層11)との界面で電子注入障壁を低減することができ、高移動度を達成することが可能である。
なお、図8に示す有機トランジスタ30においてはドレイン電極36、有機半導体層34およびソース電極35の順に積層されているが、図示しないがソース電極、有機半導体層およびドレイン電極の順に積層されていてもよい。この場合には、ドレイン電極と有機半導体層との界面で電子注入障壁を低減することができる。
本発明における有機トランジスタにおいて、有機半導体層は、対向するソース電極およびドレイン電極間に配置されるものである。
有機半導体層の形成方法としては、上記有機EL素子の有機発光層の形成方法と同様とすることができる。
ゲート絶縁層には種々の絶縁材料を用いることができ、無機酸化物でも有機化合物でも用いることができるが、特に、比誘電率の高い無機酸化物が好ましい。絶縁材料としては、有機トランジスタのゲート絶縁層に一般的に用いられる材料を使用することができる。
本発明における有機トランジスタにおいて、ソース電極およびドレイン電極のうち有機半導体層上に形成される電極はBi合金電極である。ソース電極およびドレイン電極のいずれがBi合金電極となるのかは、有機トランジスタの構造に応じて適宜選択される。なお、Bi合金電極については上述したので、ここでの説明は省略する。
ゲート電極としては、有機トランジスタに用いられる一般的なものを使用することができる。
基板は、ゲート電極、ゲート絶縁層、有機半導体層、ソース電極およびドレイン電極等を支持するものであればよく、有機トランジスタに用いられる一般的なものを使用することができる。
本発明の有機デバイスの用途は、有機デバイスの種類に応じて適宜選択されるものである。例えば、本発明の有機デバイスが有機EL素子である場合、表示装置や照明装置に利用することができる。表示装置としては、具体的に、携帯電話やPDA等の携帯端末、PC、テレビ、ビデオカメラ、デジタルカメラ等を挙げることができる。
次に、本発明の有機EL素子について説明する。
本発明の有機EL素子は、陽極と、上記陽極上に形成され、少なくとも有機発光層を含む有機EL層と、上記有機EL層上に形成された陰極とを有する有機EL素子であって、上記陰極が、上述のBi合金電極であることを特徴とするものである。
図1に例示する有機EL素子1においては、陰極5がBi合金電極12であり、Bi合金電極12はBi合金中にAlが分散されたものであるので、陰極5(Bi合金電極12)と有機発光層4(有機層11)との界面で電子注入障壁を低減することができ、高輝度、高電流効率を達成することが可能である。
図4に例示する有機EL素子1においては、陰極5がBi合金電極12であり、Bi合金電極12はBi合金中にAlが分散されたものであるので、陰極5(Bi合金電極12)と電子注入輸送層7との界面で電子注入障壁を低減することができる。特に、電子注入輸送層7の材料にかかわらず、電子注入特性を改善することができる。したがって、高輝度、高電流効率を達成することが可能である。
さらに、Bi合金電極を構成するBi合金の融点が所定の範囲内であるので、高温環境下においても安定して使用可能であり、環境の変化に影響されない高い信頼性を有する有機EL素子とすることができる。
また、Bi合金電極を構成するBi合金はBiとInおよびSnの少なくともいずれか1種とからなるので、環境に配慮した有機EL素子を得ることができる。
1.サンプル作製
(1)Al
フィルム上にAlを蒸着してAl膜を形成した。
In−Bi(66.7%:33.3%)を120度のホットプレート上で溶融し、フィルム上に滴下することで、Bi合金のみを含むBi合金膜を形成した。
In−Bi(66.7%:33.3%)を120度のホットプレート上で溶融し、溶融状態のIn−BiにAlワイヤを一日浸すことで、Bi合金およびAlを含む電極材料を得た。次いで、この電極材料をフィルム上に滴下し、フィルムと反対側の空気面から凝固させることで、Bi合金およびAlを含むBi合金膜を形成した。Bi合金膜中のAlの含有量は0.0006質量%とした。
(1)Al
上記のAl膜の仕事関数を測定した。
上記のBi合金のみを含むBi合金膜の仕事関数を測定した。
まず、Bi合金およびAlを含むBi合金膜をフィルムから剥がし、成膜時にBi合金膜のフィルムと接していた面(フィルム面)とその反対側の空気と接していた面(空気面)について仕事関数を測定した。
次に、ウェスにアセトンを染み込ませたものを用いてBi合金膜のフィルム面を1度拭取った後、仕事関数を測定した。
また、ウェスにアセトンを染み込ませたものを用いてBi合金膜のフィルム面を2度拭取った後、仕事関数を測定した。
上記のBi合金およびAlからなるBi合金膜の形成において、Bi合金膜中のAlの含有量を0.0001質量%および0.0006質量%と変化させてBi合金およびAlからなるBi合金膜を形成した。
上記のBi合金のみからなるBi合金膜、Bi合金およびAlからなるBi合金膜について、X線回折を測定した。図9および図10にXRDパターンをそれぞれ示す。
図9に示すように、Al添加量が少ない場合、Bi合金のみとほぼ変わらないXRDパターンが得られた。一方、図10に示すように、Al添加量が多い場合、ピーク強度に大きな相違が見られた。これは、Bi合金にAlを多量に添加することで、Bi合金の結晶構造に歪みが生じたためと考えられる。
また、Bi合金にAlを添加した場合、Alに由来するピークは観察されなかった。これは、Bi合金膜におけるAlが非常に微細であるためであると考えられる。
上記のBi合金およびAlを含むBi合金膜について、X線光電子分光法(XPS)により表面分析を行った。
測定にはPerkin Elmer社製PHI−5600型を用いた。測定に用いたX線源としては、AlKα線を用いた。モノクロメーターは使用せず、加速電圧15kV、Anode Power 300Wの条件で測定した。
Bi合金膜は、Bi合金膜をフィルムから剥がし、フィルムと接していた面(フィルム面)とその反対側の空気と接していた面(空気面)をそれぞれ測定し、フィルム面は角度分解による深さ方向測定を実施した。Bi、In、Alの比率を表3、表4に示す。
表3から、フィルム面にはAlが観察されるが、空気面ではAlが観察されないことがわかる。また表4から、フィルム面においても光電子取り出し角度を大きくし、表面から深くなるにつれてAlの比率が減少していることがわかる。これはフィルムの反対側からの空気面から凝固させることでBi合金中のAlがフィルム側に偏析されたためである。
<真空注入法により陰極を形成した有機EL素子の作製>
25mm×25mm×0.7mmの三容真空社製のガラス基板上に、陽極として、厚さ150nmのITOをストライプ状にパターン形成した。このITO基板を、中性洗剤、超純水の順に超音波洗浄し、UVオゾン洗浄を10分間行った。
封止後、無アルカリガラスの貫通孔上にAlを添加した溶融Bi合金(In−Bi(66.7%:33.3%))を滴下し、溶融状態を保ちながら真空引き、ベントすることによりAl添加Bi合金を注入、陰極を形成した。
Alを真空蒸着して陰極を形成したこと以外は、実施例2と同様にして有機EL素子を作製した。
陰極の形成においてBi合金にAlを添加しなかったこと以外は、実施例2と同様にして有機EL素子を作製した。
実施例2の有機EL素子について、輝度−電流効率特性を測定した。輝度はトプコン(株)製輝度計BM−8を用いて測定した。電流効率は得られた結果を基に、発光面積と電流と輝度から計算して算出した。図11に輝度−電流効率曲線を示す。
また、実施例2および比較例1,2の有機EL素子に10Vの電圧を印加し、輝度を測定した。実施例2では輝度が4000cd/m2、比較例1では3800cd/m2、比較例2では11cd/m2あった。このときの実施例2の有機EL素子の発光状態の写真を図12に示す。
実施例2および比較例1の結果から、Bi合金にAlを添加することで、Alを真空蒸着した従来の有機EL素子と同程度の特性が得られることが分かった。
また、実施例2および比較例2の結果から、Bi合金にAlを添加することで電子注入特性が改善されることが分かった。
実施例2と同様にして電子注入輸送層までを形成し、陰極には実施例1、1.サンプル作製、(3)と同様にして作製したAlを含むBi合金膜を貼り合わせて有機EL素子を作製した。電子注入輸送層とAl含有Bi合金膜との貼り合わせは、電子注入輸送層まで形成した基板を110℃に加熱したホットプレート上に基板を放置し、Al含有Bi合金膜のフィルム面を基板に重ねることで接合した。
Al含有Bi合金膜の空気面を基板に重ねて貼り合わせたこと以外は、実施例3と同様にして有機EL素子を作製した。
実施例1、1.サンプル作製、(2)と同様にして作製したAlを添加していないBi合金膜を用いたこと以外は、実施例3と同様にして有機EL素子を作製した。
実施例3,4および比較例3の有機EL素子に10Vの電圧を印加し、輝度を測定した。実施例3では輝度が4000cd/m2、実施例4では35cd/m2、比較例3では10cd/m2あった。
2 … 基板
3 … 陽極
4 … 有機発光層
5 … 陰極
6 … 正孔注入輸送層
7 … 電子注入輸送層
8 … 有機EL層
11,11a,11b,11c … 有機層
12 … Bi合金電極
21 … 基板
22 … 陽極
23 … 光電変換層
24 … 陰極
25 … 正孔取出し層
26 … 電子取出し層
31 … 基板
32 … ゲート電極
33 … ゲート絶縁層
34 … 有機半導体層
35 … ソース電極
36 … ドレイン電極
Claims (5)
- 対向する二つ以上の電極と、対向する二つの前記電極間に配置された有機層と、を有する有機デバイスであって、
前記有機層上に形成された少なくとも一つの前記電極が、BiおよびInからなるBi合金中、もしくはBi、In、およびSnからなるBi合金中に、Alが分散されたBi合金電極であることを特徴とする有機デバイス。 - 前記Bi合金電極中の前記Alの濃度が、前記有機層側の反対側から前記有機層側に向かって増加していることを特徴とする請求項1に記載の有機デバイス。
- 陽極と、前記陽極上に形成され、少なくとも有機発光層を含む有機エレクトロルミネッセンス層と、前記有機エレクトロルミネッセンス層上に形成された陰極とを有する有機エレクトロルミネッセンス素子であって、
前記陰極が、請求項1または請求項2に記載のBi合金電極であることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。 - 前記有機エレクトロルミネッセンス層が、前記有機発光層と前記陰極との間に形成された電子注入輸送層をさらに含むことを特徴とする請求項3に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 対向する二つ以上の電極と、対向する二つの前記電極間に配置された有機層と、を有し、前記有機層上に形成された少なくとも一つの前記電極が、BiおよびInからなるBi合金中、もしくはBi、In、およびSnからなるBi合金中に、Alが分散されたBi合金電極である有機デバイスの製造方法であって、
溶融した状態の前記Bi合金にAlが分散した電極材料の塗膜を前記有機層の反対側から凝固させることにより前記Bi合金電極を形成する工程を有することを特徴とする有機デバイスの製造方法。
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