JP2015502049A - ポリマーエレクトロルミネッセスデバイス、及び、その製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】ポリマーエレクトロルミネセンスデバイスとその製造方法が開示される。
【解決手段】ポリマーエレクトロルミネッセスデバイスは陽極（２０）、ホール注入層（３０）、ホール輸送層（４０）、発光層（５０）、ホールバリア層（６０）、電子輸送層（７０）、電子注入層（８０）、および、陰極（９０）を有し、ホールバリア層（６０）は酸化亜鉛、硫化亜鉛、および硫化カドミウムのうちから選択される材料で作成される。
酸化亜鉛、マグネシウム酸化物、硫化亜鉛、または硫化カドミウムの粒子のサイズは大きく、効果的光を拡散させることができ、その結果、発光効率がさらに高められる。
同時に、酸化亜鉛、硫化亜鉛、硫化カドミウムの仕事関数は高く、これにより、効果的にホールの輸送がブロックされ、励起子再結合の確率が増加し、ポリマーエレクトロルミネッセスデバイスの発光効率が高められる。
【解決手段】ポリマーエレクトロルミネッセスデバイスは陽極（２０）、ホール注入層（３０）、ホール輸送層（４０）、発光層（５０）、ホールバリア層（６０）、電子輸送層（７０）、電子注入層（８０）、および、陰極（９０）を有し、ホールバリア層（６０）は酸化亜鉛、硫化亜鉛、および硫化カドミウムのうちから選択される材料で作成される。
酸化亜鉛、マグネシウム酸化物、硫化亜鉛、または硫化カドミウムの粒子のサイズは大きく、効果的光を拡散させることができ、その結果、発光効率がさらに高められる。
同時に、酸化亜鉛、硫化亜鉛、硫化カドミウムの仕事関数は高く、これにより、効果的にホールの輸送がブロックされ、励起子再結合の確率が増加し、ポリマーエレクトロルミネッセスデバイスの発光効率が高められる。
Description
本発明はポリマーエレクトロルミネッセスデバイスとその製造方法に関する。
有機発光ダイオード（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｄｉｏｄｅ）やポリマーエレクトロルミネッセスデバイス（略称ＯＬＥＤ）は、高輝度、広範囲の材料選定、低駆動電圧、全固化自発光などの特徴があり、その特徴は情報化時代における移動通信と情報ディスプレイの開発動向、グリーン照明技術の要求に対応するものである。
ＯＬＥＤはここ数十年、非常に人気がある研究課題である。
ポリマーエレクトロルミネッセスデバイスにおいて、高ＨＯＭＯエネルギーの有機材料は、一般にホールバリア層として使用される。
ホールの輸送路は陽極−ホール輸送層−発光層であり、電子の輸送路は、陰極−電子輸送層−発光層である。
ホールと電子が発光層に届き、再結合する時に、励起子が形成され、光が放出される。
発光層と電子輸送層の間のＨＯＭＯエネルギーが低ければ、ホールは発光層から電子輸送層まで通過し、ホールと電子の再結合が有効に行われず、発光効率は低くなる。ホールをブロックする通常の方法は、発光層と電子輸送層の間に高ＨＯＭＯエネルギー（約−６．５ｅＶ）の有機材料層を蒸着させ、有機材料層によりホールをブロックし、発光層中のホールを制限することである。
発光層と電子輸送層の間のＨＯＭＯエネルギーが低ければ、ホールは発光層から電子輸送層まで通過し、ホールと電子の再結合が有効に行われず、発光効率は低くなる。ホールをブロックする通常の方法は、発光層と電子輸送層の間に高ＨＯＭＯエネルギー（約−６．５ｅＶ）の有機材料層を蒸着させ、有機材料層によりホールをブロックし、発光層中のホールを制限することである。
しかし、発光層のＨＯＭＯエネルギーレベルは一般に６．２ｅＶ〜６．５ｅＶであるところ、ホールバリア層と発光層の間のＨＯＭＯ電位バリアは通常約０．５ｅＶに達することで有効なブロッキングが得られるものであるが、通常の有機材料のＨＯＭＯエネルギーの範囲は６．０ｅＶ〜６．５ｅＶであるところ、このＨＯＭＯエネルギーレベルでは有効なブロッキングが得られず、その結果、ポリマーエレクトロルミネッセスデバイスの発光効率は低くなる。
以上のことから、発光効率の高いポリマーエレクトロルミネッセスデバイスとその製造方法を提供する必要がある。
ポリマーエレクトロルミネッセスデバイスは陽極、ホール注入層、ホール輸送層、発光層、ホールバリア層、電子輸送層、電子注入層、および、陰極を有し、ホールバリア層は酸化亜鉛、硫化亜鉛、および硫化カドミウムのうちから選択される材料で作成される。
好ましい実施例としては、ホールバリア層の厚さの範囲は、１ｎｍ〜１０ｎｍとする。
好ましい実施例としては、陽極導電基板は、インジウムすず酸化ガラス、フルオレンドープドすず酸化ガラス、アルミニウムドープド亜鉛酸化ガラス、およびインジウムドープド亜鉛酸化ガラスのうちから選択される材料で作成される。
好ましい実施例としては、陽極導電基板は、インジウムすず酸化ガラス、フルオレンドープドすず酸化ガラス、アルミニウムドープド亜鉛酸化ガラス、およびインジウムドープド亜鉛酸化ガラスのうちから選択される材料で作成される。
好ましい実施例としては、発光層の材料は発光材料、または発光材料とホスト材料の混合物で作られる。発光材料は、４−（メチルニトリル）−２−ブチル−６−（１，１，７，７−テトラメチルジュロリジン−９−ビニル）−４Ｈ−ピラン、８−ヒドロキシキノリンアルミニウム、ビス（４，６−ジフルオロフェニルピリジン−Ｎ、Ｃ２）イリジウムピリジンカルボキシイミド、ビス（２−メチル−ジフェニル［ｆ，ｈ］キノキサリン）（アセチルアセトネート）イリジウム、及び、トリス（２−フェニルピリジン）イリジウムのうちから少なくとも一つ選択される材料で作成される。ホスト材料は、１，１−ビス〔４−〔Ｎ，Ｎ’−２（ｐ−トリル）アミノ〕フェニル〕シクロヘキサン、Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−４，４’−ビフェニルジアミン、４，４’，４’’−トリス（カルバゾール−９−イル）トリフェニルアミン、Ｎ，Ｎ’−（１−ナフチル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−４，４’−ビフェニルジアミン、２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチル）フェニル−１，３，４−オキサジアゾール、８−ヒドロキシキノリンアルミニウム、４，７−ジフェニル−１，１０−フェナンスロリン、１，２，４−トリアゾール誘導体、Ｎ−アリールベンゾイミダゾールのうちから少なくとも一つ選択される材料で作成される。発光材料とホスト材料の混合物で作られた発光材料の質量含有量の範囲は１％〜２０％である。
好適な実施例では、ホール注入層は、モリブデン三酸化物、三酸化タングステン、およびバナジウム過酸化物から選択される材料から作成される。
好適な実施例では、ホール輸送層は、１，１−ビス〔４−〔Ｎ，Ｎ’−２（ｐ−トリル）アミノ〕フェニル〕シクロヘキサン、Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−４，４’−ビフェニルジアミン、４，４’，４’’−トリス（カルバゾール−９−イル）トリフェニルアミン、Ｎ，Ｎ’−（１−ナフチル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−４，４’−ビフェニルジアミン、から選択される材料で作成される。
好適な実施例では、電子輸送層は、２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチル）フェニル、1，３，４−オキサジアゾール、８−ヒドロキシキノリンアルミニウム、４，７−ジフェニル−１，１０−フェナンスロリン、１，２，４−トリアゾロ誘導体、Ｎ−アリールベンゾイミダゾールのうちから選択される材料で作成される。
好適な実施例では、電子注入層は電子注入材料か、電子注入材料と電子輸送材料の混合物で形成される。電子注入材料は、炭酸セシウム、ふっ化リチウム、およびセシウムアジ化合物の内から選択される材料で作成される。電子輸送材料は、２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチル）フェニル−１，３，４−オキサジアゾール、８−ヒドロキシキノリンアルミニウム、４，７−ジフェニル−１，１０−フェナンスロリン、１，２，４−トリアゾロ誘導体、およびＮ−アリールベンゾイミダゾールのうちから選択される材料で作成される。電子注入材料がドープされた電子輸送材料の混合物中の電子注入材料の質量含有量の範囲は２０％〜６０％である。
好適な実施例では、陰極は銀、アルミニウム、プラチナ、金、およびマグネシウム銀合金のうちから選択される材料で作成される。
ポリマーエレクトロルミネッセスデバイスの製造方法は、以下のステップを含む。
陽極を準備し、
陽極の表面にホール注入層、ホール輸送層、発光層を形成し、
発光層の表面にホールバリア層を形成し、ホールバリア層は酸化亜鉛、硫化亜鉛、および硫化カドミウムのうちから選択される材料で作成し、
ホールバリア層の表面に電子輸送層、電子注入層と陰極を順次形成する。
陽極を準備し、
陽極の表面にホール注入層、ホール輸送層、発光層を形成し、
発光層の表面にホールバリア層を形成し、ホールバリア層は酸化亜鉛、硫化亜鉛、および硫化カドミウムのうちから選択される材料で作成し、
ホールバリア層の表面に電子輸送層、電子注入層と陰極を順次形成する。
上述のエレクトロルミネッセスデバイスは酸化亜鉛、硫化亜鉛、硫化カドミウムをホールバリア層の材料として使用する。酸化亜鉛、硫化亜鉛、硫化カドミウムの仕事関数は−７．２ ｅＶの高いものであり、ホールの輸送をブロックして、ホールを発光層中に存在させ、電子と再結合させる。その結果、励起子再結合の確率が増加し、ポリマーエレクトロルミネッセスデバイスの発光効率を高めることができる。
図１は一実施例としてのポリマーエレクトロルミネッセスデバイスの断面図。
図２は一実施例としてのポリマーエレクトロルミネッセスデバイスの製造方法を示すフローチャート。
図３は、実施例１と対比例１によりそれぞれ準備されたポリマーエレクトロルミネッセスデバイスの電流密度と電流効率との関係を示すグラフ。
図２は一実施例としてのポリマーエレクトロルミネッセスデバイスの製造方法を示すフローチャート。
図３は、実施例１と対比例１によりそれぞれ準備されたポリマーエレクトロルミネッセスデバイスの電流密度と電流効率との関係を示すグラフ。
以下では、実施例と図面を参照し、ポリマーエレクトロルミネッセスデバイスとその製造方法について詳細に説明する。
図１に示すように、一実施例としてのポリマーエレクトロルミネッセスデバイス１００は、陽極２０，ホール注入層３０，ホール輸送層４０，発光層５０，ホールバリア層６０，電子輸送層７０，電子注入層８０，および、陰極９０を順次積層して構成される。
陽極２０は、インジウムすず酸化物ガラス（ＩＴＯ）、フルオレンドープすず酸化ガラス（ＦＴＯ）、アルミニウムドープ酸化亜鉛ガラス（ＡＺＯ）、およびインジウムドープ酸化亜鉛ガラス（ＩＺＯ）のうちから選択される材料で作成される。
陽極２０の表面にホール注入層３０を形成する。
ホール注入層３０はモリブデン三酸化物（ＭｏＯ３）、三酸化タングステン（ＷＯ３）、およびバナジウム過酸化物の材料（Ｖ２Ｏ５）から作成される。好ましくは、ホール注入層３０はＭｏＯ３にて作成される。
ホール注入層３０の厚さの範囲は、２０ｎｍ〜８０ｎｍである。好ましくは、ホール注入層の厚さは４０ｎｍである。
ホール注入層３０の表面には、ホール輸送層４０が形成される。
ホール輸送層４０は、１，１−ビス〔４−〔Ｎ，Ｎ’−２（ｐ−トリル）アミノ〕フェニル〕シクロヘキサン（ＴＡＰＣ）、Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−４，４’−ビフェニルジアミン（ＴＰＤ）、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）、Ｎ，Ｎ’−（１−ナフチル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−４，４’−ビフェニルジアミン（ＮＰＢ）を材料として形成することができ、好ましくは、ＮＰＢが選択される。
ホール輸送層４０の厚さの範囲は、２０ｎｍ〜６０ｎｍである。好ましくは、ホール輸送層の厚さは４０ｎｍである。
ホール輸送層４０の表面に発光層５０を形成する。
発光層５０は、発光材料やホスト材料に発光材料をドーピングした混合物で作られる。
発光材料は、４−（ジシアノメチレン）−２−ｔｅｒｔ−ブチル−６−（１，１，７，７−テトラメチルジュロリジン−9−ビニル）４ｈ−ピラン（ＤＣＪＴＢ）、８−ヒドロキシキノリンアルミニウム（Ａｌｑ３）、ビス（４，６−ジフルオロフェニルピリジン−Ｎ、Ｃ２）イリジウムピリジンカルボキシイミド（ＦＩｒｐｉｃ）、ビス（２−メチル−ジフェニル［ｆ，ｈ］キノキサリン）（アセチルアセトネート）イリジウム（Ｉｒ（ＭＤＱ）２（ａｃａｃ））、及び、トリス（２−フェニルピリジン）イリジウム（Ｉｒ（ｐｐｙ）３）のうちから少なくとも一つ選択される材料で作成される。ホスト材料は、１，１−ビス〔４−〔Ｎ，Ｎ’−２（ｐ−トリル）アミノ〕フェニル〕シクロヘキサン（ＴＡＰＣ）、Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ビスフェニル−４，４’−ビフェニルジアミン（ＴＰＤ）、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）、Ｎ，Ｎ’−（１−ナフチル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−４，４’−ビフェニルジアミン（ＮＰＢ）、２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチル）フェニル−１，３，４−オキサジアゾール（ＰＢＤ）、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−フェナンスロリン（Ｂｐｈｅｎ）、１，２，４−トリアゾール誘導体（例えば、ＴＡＺ）、Ｎ−アリールベンゾイミダゾール（ＴＰＢＩ）のうちから少なくとも一つ選択される材料で作成される。発光材料とホスト材料の混合物で作られた発光材料の質量含有量の範囲は１％〜２０％である。
発光層５０は、Ａｌｑ３で作られる。
発光層の厚さの範囲は、２ｎｍから５０ｎｍであり、好ましくは３０ｎｍである。
発光層の表面にホールバリア層６０を形成する。
ホールバリア層は、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、硫化亜鉛（ＺｎＳ）、および硫化カドミウム（ＣｄＳ）のうちから選択される材料で作成される。
ホールバリア層６０の厚さの範囲は、１ｎｍから１０ｎｍとする。
電子輸送層７０が、ホールバリア層６０の表面に形成される。
電子輸送層７０は、２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチル）フェニル−１，３，４−オキサジアゾール（ＰＢＤ）、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−フェナンスロリン（Ｂｐｈｅｎ）、１，２，４−トリアゾロ誘導体（例えば、ＴＡＺなど）、Ｎ−アリールベンゾイミダゾール（ＴＰＢＩ）のうちから選択される材料で作成される。
好ましくは、電子輸送層はＢｐｈｅｎで作成される。
電子輸送層７０の厚さの範囲は４０ｎｍから８０ｎｍであり、好ましくは６０ｎｍである。
電子注入層８０が電子輸送層７０の表面に形成される。
電子注入層８０は、電子注入材料、又は、電子輸送材料に電子注入材料をドープした混合物にて作成される。
電子注入材料は、炭酸セシウム（Ｃｓ２ＣＯ３）、セシウムアジ化合物（ＣｓＮ３）、ふっ化リチウム（ＬｉＦ）から成るグループから選択された材料で作られる。
電子輸送材料は、２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチル）フェニル−１，３，４−オキサジアゾール（ＰＢＤ）、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−フェナンスロリン（Ｂｐｈｅｎ）、１，２，４−トリアゾロ誘導体（例えば、ＴＡＺなど）、およびＮ−アリールベンゾイミダゾール（ＴＰＢＩ）から選択される。
一種類の電子注入材料が使用される場合には、電子注入層の厚さは、０．５ｎｍから１０ｍｍの範囲とされる。
電子注入材料を電子輸送材料にドープした混合物が形成されるときは、電子注入材料の混合物中の質量比は２０％から６０％の範囲とされ、好ましくは、電子注入層８０はＢｐｈｅｎ：ＣｓＮ３の混合物で作られ、ＣｓＮ３の混合物中の比率は２０％とされ、電子注入層８０の厚さは２０ｎｍから６０ｎｍの範囲とし、好ましくは、厚さを４０ｎｍとする。
陰極９０が電子注入層８０の表面に形成される。
陰極９０は銀（Ａｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、プラチナ（Ｐｔ）、金（Ａｕ）、マグネシウム銀合金から成るグループから選択された材料で作成され、マグネシウム銀合金におけるマグネシウム対銀の質量比は１０：１とされる。
好ましくは、陰極はマグネシウム銀合金で作成される。
陰極９０の厚さの範囲は、８０ｎｍから２５０ｎｍであり、好ましくは、厚さは１００ｎｍとする。
上述のエレクトロルミネセンスデバイス１００では、ホールバリア層６０は酸化亜鉛、酸化マグネシウム、硫化亜鉛、または硫化カドミウムで作成される。
酸化亜鉛、硫化亜鉛、硫化カドミウムの仕事関数は−７．２ ｅＶと高く、ホールバリア層へのポテンシャルバリヤは大きく高められ、ホールバリア層は発光層で電子と再結合するホールの遷移をブロックすることができ、励起子の再結合確率を増加させ、その結果、エレクトロルミネセンスデバイスの発光効率が高められる。
ホールバリア層６０の材料は広く選択可能であり、材料の価格は低く、エレクトロルミネセンスデバイスの製造コストの低減に寄与することができる。
同時に、酸化亜鉛、マグネシウム酸化物、硫化亜鉛、または硫化カドミウムの粒子のサイズは大きく、効果的に発光層５０に進入する光を拡散させることができ、その結果、発光効率がさらに高められる。
図２を参照して、エレクトロルミネセンスデバイスの製造方法の実施例を説明する。
ステップＳ１：陽極２０を準備する。
本実施例では、陽極２０は、インジウムすず酸化物ガラス（ＩＴＯ）、フルオレンドープすず酸化ガラス（ＦＴＯ）、アルミニウムドープ酸化亜鉛ガラス（ＡＺＯ）、およびインジウムドープ酸化亜鉛ガラス（ＩＺＯ）のうちから選択される材料で作成される。
本実施例では、使用される前において、陽極２０は陽極表面の有機性の汚れを除去するために、脱イオン水、アセトン、エタノール、イソプロパノールにより、それぞれ１５分間の超音波処理がなされる。
洗浄された陽極は、１０Ｗ〜５０Ｗのパワー（工率）で２〜１５分間のプラズマ処理が行われ、好ましくは、５分間の３５Ｗのパワーで処理される。
ステップＳ２：陽極２０の表面に、順次、ホール注入層３０、ホール輸送層４０、および発光層５０が形成される。
ホール注入層３０は陽極２０の表面に形成される。
ホール注入層３０は真空熱蒸着によって形成される。
ホール注入層３０は、三酸化モリブデン（ＭｏＯ３）、三酸化タングステン（ＷＯ３）、五酸化バナジウム（Ｖ２Ｏ５）から選択された材料で作成され、好ましくは、ＭｏＯ３で作成される。
ホール注入層３０の厚さは２０ｎｍから８０ｎｍの範囲とし、好ましくは４０ｎｍとされる。
ホール輸送層４０はホール注入層３０の表面に形成される。
ホール輸送層４０は真空熱蒸着によって形成される。
ホール輸送層４０は１，１−ビス〔４−〔Ｎ，Ｎ’−２（ｐ−トリル）アミノ〕フェニル〕シクロヘキサン（ＴＡＰＣ）、Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−４，４’−ビフェニルジアミン（ＴＰＤ）、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）、Ｎ，Ｎ’−（１−ナフチル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−４，４’−ビフェニルジアミン（ＮＰＢ）から選択される材料で形成することができ、好ましくは、ＮＰＢが選択される。
ホール輸送層の厚さは２０ｎｍから６０ｎｍの範囲とし、好ましくは、厚さ４０ｎｍとする。
本実施例では、発光層５０は真空熱蒸着によって形成される。
発光層５０は、発光材料やホスト材料に発光材料をドーピングした混合物から形成される。
発光材料は、４−（ジシアノメチレン）−２−ｔｅｒｔ−ブチル−６−（１，１，７，７−テトラメチルジュロリジン−9−ビニル）４ｈ−ピラン（ＤＣＪＴＢ）、８−ヒドロキシキノリンアルミニウム（Ａｌｑ３）、ビス（４，６−ジフルオロフェニルピリジン−Ｎ，Ｃ２）イリジウムピリジンカルボキシイミド（ＦＩｒｐｉｃ）、ビス（２−メチル−ジフェニル［ｆ，ｈ］キノキサリン）（アセチルアセトネート）イリジウム（Ｉｒ（ＭＤＱ）２（ａｃａｃ））、及び、トリス（２−フェニルピリジン）イリジウム（Ｉｒ（ｐｐｙ）３）のうちから少なくとも一つ選択される材料で作成される。ホスト材料は、１，１−ビス〔４−〔Ｎ，Ｎ’−２（ｐ−トリル）アミノ〕フェニル〕シクロヘキサン（ＴＡＰＣ）、Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ビスフェニル−４，４’−ビフェニルジアミン（ＴＰＤ）、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）、Ｎ，Ｎ’−（１−ナフチル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−４，４’−ビフェニルジアミン（ＮＰＢ）、２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチル）フェニル−１，３，４−オキサジアゾール（ＰＢＤ）、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−フェナンスロリン（Ｂｐｈｅｎ）、１，２，４−トリアゾール誘導体（例えば、ＴＡＺ）、Ｎ−アリールベンゾイミダゾール（ＴＰＢＩ）のうちから少なくとも一種類又は二種類選択される材料で作成される。発光材料とホスト材料の混合物で作られた発光材料の質量含有量の範囲は１％〜２０％である。
発光材料は、４−（ジシアノメチレン）−２−ｔｅｒｔ−ブチル−６−（１，１，７，７−テトラメチルジュロリジン−9−ビニル）４ｈ−ピラン（ＤＣＪＴＢ）、８−ヒドロキシキノリンアルミニウム（Ａｌｑ３）、ビス（４，６−ジフルオロフェニルピリジン−Ｎ，Ｃ２）イリジウムピリジンカルボキシイミド（ＦＩｒｐｉｃ）、ビス（２−メチル−ジフェニル［ｆ，ｈ］キノキサリン）（アセチルアセトネート）イリジウム（Ｉｒ（ＭＤＱ）２（ａｃａｃ））、及び、トリス（２−フェニルピリジン）イリジウム（Ｉｒ（ｐｐｙ）３）のうちから少なくとも一つ選択される材料で作成される。ホスト材料は、１，１−ビス〔４−〔Ｎ，Ｎ’−２（ｐ−トリル）アミノ〕フェニル〕シクロヘキサン（ＴＡＰＣ）、Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ビスフェニル−４，４’−ビフェニルジアミン（ＴＰＤ）、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）、Ｎ，Ｎ’−（１−ナフチル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−４，４’−ビフェニルジアミン（ＮＰＢ）、２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチル）フェニル−１，３，４−オキサジアゾール（ＰＢＤ）、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−フェナンスロリン（Ｂｐｈｅｎ）、１，２，４−トリアゾール誘導体（例えば、ＴＡＺ）、Ｎ−アリールベンゾイミダゾール（ＴＰＢＩ）のうちから少なくとも一種類又は二種類選択される材料で作成される。発光材料とホスト材料の混合物で作られた発光材料の質量含有量の範囲は１％〜２０％である。
発光層５０はＡｌｑ３で作られる。
発光層の厚さの範囲は２ｎｍから５０ｎｍであり、好ましくは３０ｎｍである。
ステップＳ３：ホールバリア層６０が発光層の表面に形成され、ホールバリア層６０は酸化亜鉛、酸化マグネシウム、硫化亜鉛、および硫化カドミウムから選択された材料で作成される。
本実施例では、ホールバリア層６０は電子ビームによって形成され、ホールバリア層６０の厚さは、１ｎｍから１０ｎｍの範囲とされる。
ステップＳ４：電子輸送層７０，電子注入層８０，および陰極９０が、ホールバリア層６０の表面に順番に形成される。
電子輸送層７０が、ホールバリア層６０の表面に形成される。
電子輸送層７０は蒸着で形成される。
電子輸送層７０は、２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチル）フェニル−1，３，４−オキサジアゾール（ＰＢＤ）、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−フェナンスロリン（Ｂｐｈｅｎ）、１，２，４−トリアゾロ誘導体（例えば、ＴＡＺなど）、Ｎ−アリールベンゾイミダゾール（ＴＰＢＩ）のうちから選択される材料で作成され、好ましくは、Ｂｐｈｅｎで作成される。
電子輸送層７０の厚さは、４０ｎｍから８０ｎｍの範囲とされ、好ましくは厚さ６０ｎｍとされる。
電子注入層８０が電子輸送層７０の表面に形成される。
電子注入層８０は蒸発で形成される。
電子注入層８０は、電子注入材料、又は、電子輸送材料に電子注入材料をドーピングして形成された混合物で作成される。
電子注入材料は、炭酸セシウム（Ｃｓ２ＣＯ３）、セシウムアジ化合物（ＣｓＮ３）、ふっ化リチウム（ＬｉＦ）から成るグループから選択された材料で作られる。
電子輸送材料は、２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチル）フェニル−１，３，４−オキサジアゾール（ＰＢＤ）、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−フェナンスロリン（Ｂｐｈｅｎ）、１，２，４−トリアゾロ誘導体（例えば、ＴＡＺなど）、Ｎ−アリールベンゾイミダゾール（ＴＰＢＩ）のうちから選択される材料で作成される。
電子注入材料がドープされた電子輸送材料の混合物中の電子注入材料の質量含有量の範囲は２０％〜６０％である。
好ましくは、電子注入層８０はＢｐｈｅｎ：ＣｓＮ３で形成され、ＣｓＮ３の質量含有量は２０％とする。
電子注入層８０の厚さは、２０ｎｍから６０ｎｍの範囲とされ、好ましくは厚さ４０ｎｍとされる。
本実施例では、陰極９０は銀（Ａｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、プラチナ（Ｐｔ）、金（Ａｕ）、およびマグネシウム銀合金（Ｍｇ−Ａｇ）から選択された材料で作され、このうち、マグネシウム対銀の質量比は１０：１とする。
陰極９０はマグネシウム銀合金で作成される。
陰極９０の厚さの範囲は、８０ｎｍから２５０ｎｍとされ、好ましくは厚さ１００ｎｍとする。
上述のエレクトロルミネセンスデバイスの製造方法はシンプルなプロセスであり、ホールバリア層は電子ビームによって形成され、ホールバリア層の厚さはコントロールしやすく、この方法によって得られたエレクトロルミネセンスデバイスの発光効率は高いものとなる。
以下は特定の実施例である。
以下は特定の実施例である。
以下の実施例と比較例において使用される装置は、次のものがある。高真空塗装装置（瀋陽科学機器センター株式会社、圧力＜１×１０−３Ｐａ）、電流電圧試験装置（米国キース、モデル２６０２）、電界発光スペクトル試験装置（Ｕ． Ｓ． ｐｈｏｔｏ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｃｏｍｐａｎｙ、ｍｏｄｅｌ：ＰＲ６５０）、およびスクリーン輝度計（Ｂｅｉｊｉｎｇ Ｎｏｒｍａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ、Ｍｏｄｅｌ：ＳＴ−８６ＬＡ）。
実施例１
実施例１のポリマーエレクトロルミネセンスデバイスは、以下の構造とする。
実施例１のポリマーエレクトロルミネセンスデバイスは、以下の構造とする。
ＩＴＯ／ＭｏＯ３／ＮＰＢ／Ａｌｑ３／ＺｎＯ／Ｂｐｈｅｎ／Ｂｐｈｅｎ：ＣｓＮ３／Ｍｇ―Ａｇ
実施例１のエレクトロルミネセンスデバイスの製造方法は以下を含む。
実施例１のエレクトロルミネセンスデバイスの製造方法は以下を含む。
ＩＴＯについて、洗剤、脱イオン水、アセトン、エタノール、イソプロパノールを使ってそれぞれ１５分間超音波処理し、ガラス表面の有機汚染物質を除去し、酸素プラズマ処理が行われる。
ホール注入層は蒸着により形成され、ＭｏＯ３を材料とし、厚さ４０ｎｍとされる。
次いで、ホール輸送層が蒸着により形成され、ＮＰＢを材料とし、厚さ４０ｎｍとされる。
発光層は蒸着により形成され、Ａｌｑ３を材料とし、厚さ３０ｎｍとされる。
ホールバリア層は電子ビームにより蒸着され、材料をＺｎＯとし、厚さ５ｎｍとされる。
電子輸送層は蒸着により形成され、Ｂｐｈｅｎを材料とし、厚さ６０ｎｍとされる。
電子注入層は蒸着により形成され、Ｂｐｈｅｎ：ＣｓＮ３（ＣｓＮ３の質量含有率は２０％）を材料とし、厚さ４０ｎｍとされる。
その後、陰極が蒸着により形成され、Ｍｇ―Ａｇを材料とし、厚さ１００ｎｍとされる。
最終的にエレクトロルミネセンスデバイスが得られる。
最終的にエレクトロルミネセンスデバイスが得られる。
実施例２
実施例２のポリマーエレクトロルミネセンスデバイスは以下のように構成される。
実施例２のポリマーエレクトロルミネセンスデバイスは以下のように構成される。
ＩＺＯ／ＷＯ３／ＴＡＰＣ／ＤＣＪＴＢ／ＺｎＳ／ＴＡＺ／ＬｉＦ／Ａｌ
実施例２のポリマーエレクトロルミネセンスデバイスの製造方法は以下を含む。
実施例２のポリマーエレクトロルミネセンスデバイスの製造方法は以下を含む。
ＩＺＯについて、洗剤、脱イオン水、アセトン、エタノール、イソプロパノールを使ってそれぞれ１５分間超音波処理し、ガラス表面の有機汚染物質を除去し、酸素プラズマ処理が行われる。
ホール注入層は蒸着により形成され、ＷＯ３を材料とし、厚さ８０ｎｍとされる。
次いで、ホール輸送層が蒸着により形成され、ＴＡＰＣを材料とし、厚さ６０ｎｍとされる。
発光層は蒸着により形成され、ＤＣＪＴＢを材料とし、厚さ５０ｎｍとされる。
ホールバリア層は電子ビームにより蒸着され、材料をＺｎＳとし、厚さ１ｎｍとされる。
電子輸送層は蒸着により形成され、ＴＡＺを材料とし、厚さ４０ｎｍとされる。
電子注入層は蒸着により形成され、ＬｉＦを材料とし、厚さ０．５ｎｍとされる。
その後、陰極が蒸着により形成され、Ａｌを材料とし、厚さ２５０ｎｍとされる。
最終的にエレクトロルミネセンスデバイスが得られる。
実施例３
実施例３のポリマーエレクトロルミネセンスデバイスの構造は以下を含む：
ＡＺＯ／Ｖ２Ｏ５／ＴＣＴＡ／ＴＣＴＡ：Ｉｒ（ＭＤＱ）２（ａｃａｃ）／ＣｄＳ／ＴＰＢｉ／ＬｉＦ／Ａｕ
実施例３に従ったエレクトロルミネセンスデバイスの製造方法は以下を含む。
実施例３のポリマーエレクトロルミネセンスデバイスの構造は以下を含む：
ＡＺＯ／Ｖ２Ｏ５／ＴＣＴＡ／ＴＣＴＡ：Ｉｒ（ＭＤＱ）２（ａｃａｃ）／ＣｄＳ／ＴＰＢｉ／ＬｉＦ／Ａｕ
実施例３に従ったエレクトロルミネセンスデバイスの製造方法は以下を含む。
ＡＺＯについて、洗剤、脱イオン水、アセトン、エタノール、イソプロパノールを使ってそれぞれ１５分間超音波処理し、ガラス表面の有機汚染物質を除去し、酸素プラズマ処理が行われる。
ホール注入層は蒸着により形成され、Ｖ２Ｏ５を材料とし、厚さ２０ｎｍとされる。
次いで、ホール輸送層が蒸着により形成され、ＴＣＴＡを材料とし、厚さ２０ｎｍとされる。
次いで、ホール輸送層が蒸着により形成され、ＴＣＴＡを材料とし、厚さ２０ｎｍとされる。
発光層は蒸着により形成され、ＴＣＴＡ：Ｉｒ（ＭＤＱ）２（ａｃａｃ）（ドープされるＩｒ（ＭＤＱ）２（ａｃａｃ）の質量含有率は１％）を材料とし、厚さ２ｎｍとされる。
ホールバリア層は電子ビームにより蒸着され、材料をＣｄＳとし、厚さ５ｎｍとされる。
電子輸送層は蒸着により形成され、ＴＰＢｉを材料とし、厚さ８０ｎｍとされる。
電子注入層は蒸着により形成され、ＬｉＦを材料とし、厚さ０．７ｎｍとされる。
その後、陰極が蒸着により形成され、Ａｕを材料とし、厚さ８０ｎｍとされる。
最終的にエレクトロルミネセンスデバイスが得られる。
実施例４
実施例４に従ったポリマーエレクトロルミネセンスデバイスの構造は以下を含む。
実施例４に従ったポリマーエレクトロルミネセンスデバイスの構造は以下を含む。
ＦＴＯ／ＷＯ３／ＴＰＤ／ＴＣＴＡ：Ｉｒ（ｐｐｙ）３／ＭｇＯ／ＰＢＤ／Ｃｓ２ＣＯ３／Ｐｔ
実施例４に従ったエレクトロルミネセンスデバイスの製造方法は以下を含む：
ＦＴＯについて、洗剤、脱イオン水、アセトン、エタノール、イソプロパノールを使ってそれぞれ１５分間超音波処理し、ガラス表面の有機汚染物質を除去し、酸素プラズマ処理が行われる。
実施例４に従ったエレクトロルミネセンスデバイスの製造方法は以下を含む：
ＦＴＯについて、洗剤、脱イオン水、アセトン、エタノール、イソプロパノールを使ってそれぞれ１５分間超音波処理し、ガラス表面の有機汚染物質を除去し、酸素プラズマ処理が行われる。
ホール注入層は蒸着により形成され、ＷＯ３を材料とし、厚さ３０ｎｍとされる。
次いで、ホール輸送層が蒸着により形成され、ＴＰＤを材料とし、厚さ３０ｎｍとされる。
発光層は蒸着により形成され、ＴＣＴＡ：Ｉｒ（ｐｐｙ）３（ドープされるＩｒ（ｐｐｙ）３の質量含有率は１０％）を材料とし、厚さ１０ｎｍとされる。
発光層は蒸着により形成され、ＴＣＴＡ：Ｉｒ（ｐｐｙ）３（ドープされるＩｒ（ｐｐｙ）３の質量含有率は１０％）を材料とし、厚さ１０ｎｍとされる。
ホールバリア層は電子ビームにより蒸着され、材料をＭｇＯとし、厚さ１０ｎｍとされる。
電子輸送層は蒸着により形成され、ＰＢＤを材料とし、厚さ３０ｎｍとされる。
電子注入層は蒸着により形成され、Ｃｓ２ＣＯ３を材料とし、厚さ５ｎｍとされる。
その後、陰極が蒸着により形成され、Ｐｔを材料とし、厚さ１５０ｎｍとされる。
最終的にエレクトロルミネセンスデバイスが得られる。
実施例５
実施例５に従ったポリマーエレクトロルミネセンスデバイスの構造は以下を含む。
実施例５に従ったポリマーエレクトロルミネセンスデバイスの構造は以下を含む。
ＩＴＯ／ＭｏＯ３／ＴＣＴＡ／ＴＣＴＡ：Ｆｉｒｐｉｃ／ＺｎＳ／Ｂｐｈｅｎ／ＣｓＮ３／Ａｇ
実施例５に従ったポリマーエレクトロルミネセンスデバイスの製造方法は以下を含む：
ＩＴＯについて、洗剤、脱イオン水、アセトン、エタノール、イソプロパノールを使ってそれぞれ１５分間超音波処理し、ガラス表面の有機汚染物質を除去し、酸素プラズマ処理が行われる。
実施例５に従ったポリマーエレクトロルミネセンスデバイスの製造方法は以下を含む：
ＩＴＯについて、洗剤、脱イオン水、アセトン、エタノール、イソプロパノールを使ってそれぞれ１５分間超音波処理し、ガラス表面の有機汚染物質を除去し、酸素プラズマ処理が行われる。
ホール注入層は蒸着により形成され、ＭｏＯ３を材料とし、厚さ５０ｎｍとされる。
次いで、ホール輸送層が蒸着により形成され、ＴＣＴＡを材料とし、厚さ３５ｎｍとされる。
発光層は蒸着により形成され、ＴＣＴＡ：Ｆｉｒｐｉｃ（ドープされるＦｉｒｐｉｃの質量含有率は２０％）を材料とし、厚さ２０ｎｍとされる。
ホールバリア層は電子ビームにより蒸着され、材料をＺｎＳとし、厚さ４ｎｍとされる。
電子輸送層は蒸着により形成され、Ｂｐｈｅｎを材料とし、厚さ４０ｎｍとされる。
電子注入層は蒸着により形成され、ＣｓＮ３を材料とし、厚さ２ｎｍとされる。
その後、陰極が蒸着により形成され、Ａｇを材料とし、厚さ２００ｎｍとされる。
最終的にエレクトロルミネセンスデバイスが得られる。
比較例１
比較例１では、実施例１の方法で製造されたＩＴＯ／ＭｏＯ３／ＮＰＢ／Ａｌｑ３／Ｂｐｈｅｎ／ＣｓＮ３：Ｂｐｈｅｎ／Ｍｇ−Ａｇのポリマーエレクトロルミネセンスデバイスであり、ホールバリア層を含まず、他の層の材料と厚さは実施例１と同じである。
比較例１では、実施例１の方法で製造されたＩＴＯ／ＭｏＯ３／ＮＰＢ／Ａｌｑ３／Ｂｐｈｅｎ／ＣｓＮ３：Ｂｐｈｅｎ／Ｍｇ−Ａｇのポリマーエレクトロルミネセンスデバイスであり、ホールバリア層を含まず、他の層の材料と厚さは実施例１と同じである。
図３に示すように、曲線１は実施例１のポリマーエレクトロルミネセンスデバイスの電流密度と電流効率を示すものである。
曲線２は比較例１のエレクトロルミネセンスデバイスの電流密度と電流効率を示すものである。
図３に明らかなように、実施例１の電流効率が比較例１より大きく、実施例１の最大電流効率が２６．８ｃｄ／Ａであり、比較例１の最大電流効率が２３．３ｃｄ／Ａであった。このことは、ホールバリア層が無機金属酸化物で作られることで、有効にホールをブロックすることができることを証明するものである。
そして、ホールをブロックし、ホールが電子と再結合し、再結合が有効に促進され、これにより、光放出効率が高められることになる。
理解されるべきは、上述した本発明の好ましい実施例は、詳細に説明するためのものであり、これにより本発明の特許の権利範囲を制限するものではない。本発明の権利範囲は、特許請求の範囲の記載に基くものである。
Claims (10)
- 陽極、ホール注入層、ホール輸送層、発光層、ホールバリア層、電子輸送層、電子注入層、および、陰極を順番に積層してなるポリマーエレクトロルミネッセスデバイスであって、
前記ホールバリア層は、
酸化亜鉛、硫化亜鉛、および硫化カドミウムのうちから選択される材料で作成される、
ポリマーエレクトロルミネッセスデバイス。 - 前記ホールバリア層は、
厚さ範囲を１ｎｍから１０ｎｍとする、
ことを特徴とする請求項１に記載のポリマーエレクトロルミネセンスデバイス。 - 前記陽極は、
インジウムすず酸化ガラス、フルオレンドープドすず酸化ガラス、アルミニウムドープド亜鉛酸化ガラス、およびインジウムドープド亜鉛酸化ガラスのうちから選択される材料で作成される、
ことを特徴とする請求項１に記載のポリマーエレクトロルミネセンスデバイス。 - 前記発光層は、
前記発光材料、または発光材料とホスト材料の混合物で作られ、
発光材料は、４−（ジシアノメチレン）−２−ｔｅｒｔ−ブチル−６−（１，１，７，７−テトラメチルジュロリジン−９−ビニル）４ｈ−ピラン、８−ヒドロキシキノリンアルミニウム、ビス（４，６−ジフルオロフェニルピリジン−Ｎ，Ｃ２）イリジウムピリジンカルボキシイミド、ビス（２−メチル−ジフェニル［ｆ，ｈ］キノキサリン）（アセチルアセトネート）イリジウム、及び、トリス（２−フェニルピリジン）イリジウムのうちから少なくとも一つ選択される材料で作成され、
前記ホスト材料は、１，１−ビス〔４−〔Ｎ，Ｎ’−２（ｐ−トリル）アミノ〕フェニル〕シクロヘキサン、Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ビスフェニル−４，４’−ビフェニルジアミン、４，４’，４’’−トリス（カルバゾール−９−イル）トリフェニルアミン、Ｎ，Ｎ’−（１−ナフチル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−４，４’−ビフェニルジアミン、２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチル）フェニル−１，３，４−オキサジアゾール、８−ヒドロキシキノリンアルミニウム、４，７−ジフェニル−１，１０−フェナンスロリン、１，２，４−トリアゾール誘導体、Ｎ−アリールベンゾイミダゾールのうちから少なくとも一つ選択される材料で作成され、
発光材料とホスト材料の混合物で作られた発光材料の質量含有量の範囲は、１％〜２０％である、
ことを特徴とする請求項１に記載のポリマーエレクトロルミネセンスデバイス。 - 前記ホール注入層は、
モリブデン三酸化物、三酸化タングステン、およびバナジウム過酸化物から選択される材料から作成される、
ことを特徴とする請求項１に記載のポリマーエレクトロルミネセンスデバイス。 - 前記ホール輸送層は、
１，１−ビス〔４−〔Ｎ，Ｎ’−２（ｐ−トリル）アミノ〕フェニル〕シクロヘキサン、Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−４，４’−ビフェニルジアミン、４，４’，４’’−トリス（カルバゾール−９−イル）トリフェニルアミン、Ｎ，Ｎ’−（１−ナフチル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−４，４’−ビフェニルジアミン、から選択される材料で作成される、
ことを特徴とする請求項１に記載のポリマーエレクトロルミネセンスデバイス。 - 前記電子輸送層は、
２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチル）フェニル−1，３，４−オキサジアゾール、８−ヒドロキシキノリンアルミニウム、４，７−ジフェニル−１，１０−フェナンスロリン、１，２，４−トリアゾロ誘導体、Ｎ−アリールベンゾイミダゾールのうちから選択される材料で作成される、
ことを特徴とする請求項１に記載のポリマーエレクトロルミネセンスデバイス。 - 前記電子注入層は、
電子注入材料、又は、電子注入材料を電子輸送材料にドープした混合物で形成され、
前記電子注入材料は、
炭酸セシウム、ふっ化リチウム、およびセシウムアジ化合物の内から選択される材料で作成され、
前記電子輸送材料は、
２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチル）フェニル−１，３，４−オキサジアゾール、８−ヒドロキシキノリンアルミニウム、４，７−ジフェニル−１，１０−フェナンスロリン、１，２，４−トリアゾロ誘導体、およびＮ−アリールベンゾイミダゾールのうちから選択される材料で作成され、
ドープされる電子注入材料と電子輸送材料の混合物中の電子注入材料の質量含有量の範囲は、２０％〜６０％である、ことを特徴とする請求項１に記載のポリマーエレクトロルミネセンスデバイス。 - 前記陰極は、
銀、アルミニウム、プラチナ、金、およびマグネシウム銀合金のうちから選択される材料で作成される、
ことを特徴とする請求項１に記載のポリマーエレクトロルミネセンスデバイス。 - 陽極を準備し、
陽極の表面にホール注入層、ホール輸送層、発光層を形成し、
発光層の表面にホールバリア層を形成し、ホールバリア層は酸化亜鉛、硫化亜鉛、および硫化カドミウムのうちから選択される材料で作成し、
ホールバリア層の表面に電子輸送層、電子注入層と陰極を順次形成する、
ポリマーエレクトロルミネセンスデバイスの製造方法。
Applications Claiming Priority (1)
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