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JP5620163B2 - Organic thin film electroluminescent element, lighting device and self-assembled monolayer material used therefor - Google Patents
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Organic thin film electroluminescent element, lighting device and self-assembled monolayer material used therefor Download PDF

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Description

本発明は、有機薄膜電界発光素子、照明装置およびそれに用いられる自己組織化単分子膜材料に関するものである。   The present invention relates to an organic thin film electroluminescent element, a lighting device, and a self-assembled monolayer material used therefor.

少なくとも一層の発光性有機化合物層(有機エレクトロルミネッセンス層)が、陰極と陽極とに挟まれた構造の有機薄膜電界発光素子(以下、「有機EL素子」と称する。)は、無機EL素子に比べて印加電圧を大幅に低下させることができ、多彩な発光色の素子が作製可能である(例えば、非特許文献1〜3、特許文献1〜3参照)。   An organic thin film electroluminescent element (hereinafter referred to as “organic EL element”) having a structure in which at least one light emitting organic compound layer (organic electroluminescence layer) is sandwiched between a cathode and an anode is compared with an inorganic EL element. Thus, the applied voltage can be greatly reduced, and various light emitting elements can be manufactured (see, for example, Non-Patent Documents 1 to 3 and Patent Documents 1 to 3).

現在、より高性能な有機EL素子を得るため、材料の開発・改良をはじめ、様々なデバイス構造が提案されており、活発な研究が行われている。   At present, in order to obtain a higher performance organic EL element, various device structures including material development and improvement have been proposed, and active research is being conducted.

また、この有機EL素子については既に様々な発光色の素子、また高輝度、高効率の素子が開発されており、表示装置の画素としての利用や光源としての利用など多種多様な実用化用途が検討されている。その中でも大きな課題の一つが長寿命化と低コスト化の両立である。低コスト化の最有力技術として考えられ続けているのが高分子有機EL素子である。しかしながら、長寿命化に課題を抱えており、その要因の一つが界面である。さらに、低コスト化の新たな手法として有機無機ハイブリッドLEDの開発(例えば、非特許文献4、特許文献4参照)も進められているが同様に界面の問題は回避できていない。   In addition, for this organic EL element, various luminescent color elements, high luminance and high efficiency elements have already been developed, and there are various practical applications such as use as a pixel of a display device and use as a light source. It is being considered. Among them, one of the major challenges is to achieve both long life and low cost. Polymer organic EL elements continue to be considered as the leading technology for cost reduction. However, there is a problem in extending the service life, and one of the factors is the interface. Further, development of organic-inorganic hybrid LEDs (for example, see Non-Patent Document 4 and Patent Document 4) is being promoted as a new method for reducing costs, but the problem of the interface cannot be avoided in the same manner.

特開平10−153967号公報JP-A-10-153967 特開平10−12377号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-12377 特開平11−40358号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-40358 特開2007−53286号公報JP 2007-53286 A

Appl.Phys.Lett. 51(12),913,1987Appl. Phys. Lett. 51 (12), 913, 1987 Appl.Phys.Lett. 71(1),34,1997Appl. Phys. Lett. 71 (1), 34, 1997 Nature 357,477,1992Nature 357, 477, 1992 Appl.Phys.Lett. 89,183510,2006Appl. Phys. Lett. 89, 183510, 2006

そこで本発明の目的は、低コスト化が期待できる高分子有機EL素子ならびに有機無機ハイブリッドLED、さらには界面劣化を軽減するためにさらなるコスト高になっている低分子有機EL素子に対して、それを根本的に解決する手法を提供することで、低コストで高効率かつ長寿命の有機薄膜電界発光素子、この発光素子を備えた照明装置を提供することにある。   Therefore, the object of the present invention is to reduce the cost of high-molecular organic EL elements and organic-inorganic hybrid LEDs that can be expected to reduce costs, as well as low-molecular organic EL elements that are more expensive to reduce interface degradation. It is an object of the present invention to provide an organic thin film electroluminescent element having a low cost, a high efficiency and a long lifetime, and an illumination device including the light emitting element.

このような目的は、下記の本発明により達成される。   Such an object is achieved by the present invention described below.

(1)陽極および陰極と、前記陽極と前記陰極とに挟まれた1層または複数層の有機化合物層と、それら各層間に1層または複数層の主たるキャリアにとってエネルギー障壁となり逆のキャリアにとってエネルギー障壁とならない自己組織化単分子膜を有することを特徴とする有機薄膜電界発光素子により達成される。ここで示した“キャリア”とは電子もしくは正孔であり、“主たるキャリア”とは、その層もしくは界面において原理的に主成分となる側のキャリアを指す。例えば、陰極/電子輸送層界面であれば電子であり、発光層/正孔輸送層界面であれば正孔である。また、“エネルギー障壁がない”とは、単成分でのエネルギー準位から見積もられるエネルギー差が、そのキャリアにとって障壁となっていないことを示す。   (1) An anode and a cathode, one or more organic compound layers sandwiched between the anode and the cathode, and an energy barrier for the main carrier of one or more layers between the layers, and energy for the opposite carrier This is achieved by an organic thin film electroluminescent device characterized by having a self-assembled monolayer that does not serve as a barrier. The “carrier” shown here is an electron or a hole, and the “main carrier” means a carrier on the side that is principally the main component in the layer or interface. For example, it is an electron at the cathode / electron transport layer interface, and a hole at the light emitting layer / hole transport layer interface. “No energy barrier” means that the energy difference estimated from the energy level of a single component is not a barrier for the carrier.

これにより、長寿命で優れた発光効率を発現できる低分子および高分子材料を有する有機薄膜電界発光素子が得られる。   Thereby, the organic thin film electroluminescent element which has a low molecular and high molecular material which can express the outstanding luminous efficiency with a long lifetime is obtained.

(2)陽極および陰極と、前記陽極と前記陰極とに挟まれた1層または複数層の有機化合物層と、少なくとも前記陽極と前記有機化合物層との間または前記陰極と前記有機化合物層との間に、少なくとも1種類以上の金属酸化物薄膜を有し、それら各層間に1層または複数層の主たるキャリアにとってエネルギー障壁となり逆のキャリアにとってエネルギー障壁とならないことを特徴とする自己組織化単分子膜を有することを特徴とする有機薄膜電界発光素子により達成される。
主たるキャリアが電子の場合のエネルギー図を図1に示す。本エネルギー図は有機無機ハイブリッドLEDを例として示しているが、これに限定されない。それぞれの四角形の底辺は最高被占軌道準位(HOMO)もしくは価電子帯(VB)の最高エネルギー準位を示し、上辺は最低空軌道準位(LUMO)もしくは伝導帯(CB)の最低エネルギー準位を示している。正孔の注入が十分であれば、正孔は電子注入性金属酸化物層6界面に蓄積される。自己組織化単分子膜を有さない従来型では有機化合物層4のラジカルカチオンが直接金属酸化物表面に接しているため前記有機化合物の劣化が進む。しかしながら、ラジカルカチオンが安定である部位を有する自己組織化単分子膜を電子注入性金属酸化物層6上に配した場合、ラジカルカチオンは直接金属酸化物表面に接することはなく、安定に局所電場を発生させることができる。また、この際、自己組織化単分子膜が正孔の注入されやすいエネルギー準位、つまりエネルギー障壁を有さない状態が実現でき、電子の注入できないエネルギー準位、つまりエネルギー障壁を有する状態が実現できれば、より好適に前記駆動は実現できる。なお、電子注入はトンネリングにより直接有機化合物層4に注入される。これにより、自己組織化単分子膜上でのキャリア再結合も防げる。主たるキャリアが正孔の場合はその逆である。
(2) an anode and a cathode, one or more organic compound layers sandwiched between the anode and the cathode, at least between the anode and the organic compound layer, or between the cathode and the organic compound layer A self-assembled monomolecule having at least one metal oxide thin film between them and having an energy barrier for one or more main carriers between each layer and not an energy barrier for the opposite carriers This is achieved by an organic thin film electroluminescent device characterized by having a film.
An energy diagram when the main carrier is an electron is shown in FIG. Although this energy diagram shows an organic-inorganic hybrid LED as an example, the present invention is not limited to this. The bottom of each square shows the highest energy level of the highest occupied orbital level (HOMO) or valence band (VB), and the upper side shows the lowest energy level of the lowest unoccupied orbital level (LUMO) or conduction band (CB). Shows the rank. If the hole injection is sufficient, the holes are accumulated at the interface of the electron injecting metal oxide layer 6. In the conventional type having no self-assembled monolayer, the radical cation of the organic compound layer 4 is in direct contact with the surface of the metal oxide, so that the organic compound is further deteriorated. However, when a self-assembled monolayer having a site where the radical cation is stable is disposed on the electron injecting metal oxide layer 6, the radical cation does not directly contact the metal oxide surface, and the local electric field can be stably observed. Can be generated. At this time, the self-assembled monolayer can realize an energy level in which holes are easily injected, that is, a state having no energy barrier, and an energy level in which electrons cannot be injected, that is, a state having an energy barrier. If possible, the driving can be realized more preferably. Electron injection is directly injected into the organic compound layer 4 by tunneling. This also prevents carrier recombination on the self-assembled monolayer. The opposite is true when the main carrier is a hole.

(3)より好適には、前記金属酸化物薄膜界面上に自己組織化単分子膜が存在する有機薄膜電界発光素子により達成される。   (3) More preferably, it is achieved by an organic thin film electroluminescent device in which a self-assembled monomolecular film exists on the metal oxide thin film interface.

(4)より好適には、前記金属酸化物薄膜が酸化チタン薄膜を含む有機薄膜電界発光素子により達成される。   (4) More preferably, the metal oxide thin film is achieved by an organic thin film electroluminescent device including a titanium oxide thin film.

これらにより原理的に封止構造を必要としない有機無機ハイブリッドLED構造を有した、低コストかつ長寿命で優れた発光効率を発現できる有機薄膜電界発光素子が得られる。   As a result, an organic thin film electroluminescent device having an organic / inorganic hybrid LED structure that does not require a sealing structure in principle and capable of exhibiting excellent luminous efficiency at low cost and long life can be obtained.

(5)上記自己組織化単分子膜が一般式(1)れる自己組織化単分子膜用材料を用いることにより安価で長寿命かつ高効率の有機薄膜電界発光素子が得られる。
一般式
(5) By using a self-assembled monolayer material in which the self-assembled monolayer is represented by the general formula (1), an organic thin-film electroluminescent device that is inexpensive, has a long life and is highly efficient can be obtained.
General formula

Figure 0005620163
Figure 0005620163


但し、R,R,Rはアルコキシ基またはハロゲン原子であり、Xは連結基であり、Yは機能基である。Yは、主たるキャリアが電子である界面においてはラジカルカチオンが安定な構造であり、主たるキャリアが正孔である界面においてはラジカルアニオンが安定な構造である官能基を表す。

However, R 1, R 2, R 3 is an alkoxy group or a halogen atom, X is a linking group, Y is a functional group. Y represents a functional group in which the radical cation has a stable structure at the interface where the main carrier is an electron, and the radical anion has a stable structure at the interface where the main carrier is a hole.

(6)上記Siそして連結基X、機能基Yにつながる分子鎖の全長が2nm以下である自己組織化単分子膜材料を用いた場合、良好に主たるキャリアをトンネリング機構により注入できることから、より安価で長寿命かつ高効率の有機薄膜電界発光素子が得られる。   (6) When using a self-assembled monolayer material in which the total length of the molecular chain connected to Si, the linking group X, and the functional group Y is 2 nm or less, the main carrier can be injected well by the tunneling mechanism, so it is cheaper. A long-life and high-efficiency organic thin film electroluminescent device can be obtained.

(7)これらの有機薄膜電界発光素子を備える照明装置が得られる。   (7) An illuminating device provided with these organic thin film electroluminescent elements is obtained.

これにより、低コストかつ長寿命で優れた発光効率を発現できる照明装置が得られる。   Thereby, the illuminating device which can express the outstanding luminous efficiency with low cost and long lifetime is obtained.

本発明によれば、安価で高効率かつ長寿命な有機薄膜発光素子、そしてそれを具備する照明装置が提供できる。 According to the present invention, it is possible to provide an organic thin-film light-emitting element that is inexpensive, highly efficient, and has a long lifetime, and a lighting device including the same.

本発明における有機無機ハイブリッドLED構造を有した有機薄膜電界発光素子の場合のエネルギー図である。It is an energy diagram in the case of the organic thin film electroluminescent element which has the organic inorganic hybrid LED structure in this invention. 本発明における有機無機ハイブリッドLED構造を有した有機薄膜電界発光素子の実施形態1の縦断面を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the longitudinal cross-section of Embodiment 1 of the organic thin film electroluminescent element which has the organic inorganic hybrid LED structure in this invention. 本発明における高分子材料を用いた有機薄膜電界発光素子の実施形態2の縦断面を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the longitudinal cross-section of Embodiment 2 of the organic thin film electroluminescent element using the polymeric material in this invention. 実施例1および比較例1−1および1−2で製造された発光素子に対して、初期の輝度の評価を行った結果を示すグラフである。It is a graph which shows the result of having evaluated initial brightness | luminance with respect to the light emitting element manufactured in Example 1 and Comparative Examples 1-1 and 1-2. 実施例1および比較例1−1および1−2で製造された発光素子に対して、定電圧駆動での電流半減寿命の評価を行った結果を示すグラフである。It is a graph which shows the result of having evaluated the current half life by the constant voltage drive with respect to the light emitting element manufactured in Example 1 and Comparative Examples 1-1 and 1-2. 実施例2および比較例2で製造された発光素子に対して、初期の輝度の評価を行った結果を示すグラフである。It is a graph which shows the result of having evaluated initial brightness | luminance with respect to the light emitting element manufactured in Example 2 and Comparative Example 2. FIG. 実施例2および比較例2で製造された発光素子に対して、定電圧駆動での電流半減寿命の評価を行った結果を示すグラフである。It is a graph which shows the result of having evaluated the current half life by the constant voltage drive with respect to the light emitting element manufactured in Example 2 and Comparative Example 2. FIG.

以下、本発明の有機薄膜電界発光素子、照明装置を図面に基づき好適な実施形態について説明する。
(実施の形態1)
図2は、本発明における有機無機ハイブリッドLED構造を有した有機薄膜電界発光素子の場合のエネルギー図である。図3は本発明における高分子有機EL構造を有した有機薄膜電界発光素子の場合のエネルギー図である。ここでは例として有機無機ハイブリッド型薄膜電界発光素子について説明する。
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of an organic thin film electroluminescent element and an illuminating device of the invention will be described with reference to the drawings.
(Embodiment 1)
FIG. 2 is an energy diagram in the case of an organic thin film electroluminescent device having an organic-inorganic hybrid LED structure in the present invention. FIG. 3 is an energy diagram in the case of an organic thin film electroluminescent device having a polymer organic EL structure in the present invention. Here, an organic-inorganic hybrid thin film electroluminescent element will be described as an example.

図2に示す発光素子(エレクトロルミネッセンス素子)1は、陰極(一方の電極)3と、陽極(他方の電極)5と、陰極3と陽極5との間(一対の電極間)に、有機化合物層4が介挿され、さらに、有機化合物層4と陽極5との間に正孔注入性金属酸化物層7が、有機化合物層4と陰極3との間に電子注入性金属酸化物層6がそれぞれ設けられてなるものである。そして、発光素子1は、その全体が基板2上に設けられている。この発光素子はこれで完成する。ここに封止構造は原理的には必要としない。しかしながら、電極の絶縁性を維持するなどの意味合いから封止構造を用いても何ら支障はない。   2 includes an organic compound between a cathode (one electrode) 3, an anode (the other electrode) 5, and between the cathode 3 and the anode 5 (between a pair of electrodes). A layer 4 is inserted, and a hole injecting metal oxide layer 7 is provided between the organic compound layer 4 and the anode 5, and an electron injecting metal oxide layer 6 is provided between the organic compound layer 4 and the cathode 3. Are provided respectively. The entire light emitting element 1 is provided on the substrate 2. This light emitting element is thus completed. Here, the sealing structure is not necessary in principle. However, there is no problem even if the sealing structure is used from the viewpoint of maintaining the insulating properties of the electrodes.

基板2は、発光素子1の支持体となるものであり、さらにここでは陰極が直接作製される支持体でもある。本実施形態の発光素子1は、光の取り出し方向を制限されるものではなく、基板2側から光を取り出す構成(ボトムエミッション型)の場合と、基板2とは反対側の陽極5から光を取り出す構成(トップエミッション型)の場合と、その両方が可能な場合(透明型)の3つが考えられる。ボトムエミッション型の場合、基板2および陰極3は、それぞれ、実質的に透明(無色透明、着色透明または半透明)とされている。   The substrate 2 serves as a support for the light-emitting element 1 and is also a support for directly producing a cathode here. The light emitting element 1 of the present embodiment is not limited in the light extraction direction, and is configured to extract light from the substrate 2 side (bottom emission type) and from the anode 5 on the side opposite to the substrate 2. There are three possible cases: a configuration for taking out (top emission type) and a case where both are possible (transparent type). In the case of the bottom emission type, each of the substrate 2 and the cathode 3 is substantially transparent (colorless transparent, colored transparent, or translucent).

基板2の構成材料としては、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、ポリアミド、ポリエーテルサルフォン、ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネート、ポリアリレート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。   Examples of the constituent material of the substrate 2 include resin materials such as polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polypropylene, cycloolefin polymer, polyamide, polyethersulfone, polymethyl methacrylate, polycarbonate, and polyarylate, quartz glass, and soda glass. Such glass materials can be used, and one or more of these can be used in combination.

このような基板2の平均厚さは、特に限定されないが、0.1〜30mm程度であるのが好ましく、0.1〜10mm程度であるのがより好ましい。   Although the average thickness of such a board | substrate 2 is not specifically limited, It is preferable that it is about 0.1-30 mm, and it is more preferable that it is about 0.1-10 mm.

なお、トップエミッション型の場合、基板2には、透明基板および不透明基板のいずれも用いることができる。   In the case of the top emission type, the substrate 2 can be either a transparent substrate or an opaque substrate.

不透明基板としては、例えば、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、樹脂材料で構成された基板等が挙げられる。   Examples of the opaque substrate include a substrate made of a ceramic material such as alumina, an oxide film (insulating film) formed on the surface of a metal substrate such as stainless steel, and a substrate made of a resin material. It is done.

本構造における陰極3は、通常の有機EL素子と異なり仕事関数を小さくするという制約を受けない。つまり、仕事関数の大きな材料を用いることができ、大気下での安定性を獲得するためにはその方が望ましい。その他に求められる特性としては、導電性に優れていること、そしてボトムエミッション型および透明型の場合、その透過性に優れていることである。これらは陽極5においても同様で、仕事関数が大きく、導電性に優れ、トップエミッション型および透明型の場合、透過性に優れている材料を用いることが望ましい。   Unlike the normal organic EL element, the cathode 3 in this structure is not subject to the restriction of reducing the work function. In other words, a material having a large work function can be used, which is desirable for obtaining stability in the atmosphere. Other required characteristics are excellent electrical conductivity, and excellent transmissivity in the case of bottom emission type and transparent type. The same applies to the anode 5, and it is desirable to use a material having a large work function, excellent conductivity, and excellent transparency in the case of the top emission type and the transparent type.

陰極3および陽極5の構成材料としては、例えば、ITO(インジウム酸化錫)、IZO(インジウム酸化亜鉛)、FTO(フッ素酸化錫)、In、SnO、Sb含有SnO、Al含有ZnO等の酸化物、Au、Pt、Ag、Cu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。 Examples of constituent materials of the cathode 3 and the anode 5 include ITO (indium tin oxide), IZO (indium zinc oxide), FTO (fluorine tin oxide), In 3 O 3 , SnO 2 , Sb-containing SnO 2 , and Al-containing ZnO. Examples thereof include oxides such as Au, Pt, Ag, Cu, and alloys containing these, and one or more of these can be used in combination.

このような陰極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、30〜150nm程度であるのがより好ましい。また、Au、Pt、Ag、Cu等の不透過な材料を用いる場合でも、例えば平均厚さを10〜30nm程度にすることで、ボトムエミッション型および透明型の陰極として使用することができる。   The average thickness of the cathode 3 is not particularly limited, but is preferably about 10 to 200 nm, and more preferably about 30 to 150 nm. Even when an opaque material such as Au, Pt, Ag, or Cu is used, the cathode can be used as a bottom emission type or a transparent type cathode by setting the average thickness to about 10 to 30 nm, for example.

一方、陽極5の平均厚さは、特に限定されないが、10〜10000nm程度であるのが好ましく、30〜150nm程度であるのがより好ましい。また、Au、Pt、Ag、Cu等の不透過な材料を用いる場合でも、例えば平均厚さを10〜30nm程度にすることで、トップエミッション型および透明型の陽極として使用することができる。   On the other hand, the average thickness of the anode 5 is not particularly limited, but is preferably about 10 to 10000 nm, and more preferably about 30 to 150 nm. Even when an opaque material such as Au, Pt, Ag, or Cu is used, it can be used as a top emission type or transparent type anode by setting the average thickness to about 10 to 30 nm, for example.

有機化合物層4は、発光を担う層であり、少なくとも発光材料を含む層である。それゆえ、発光材料と正孔輸送性有機材料との混合もしくは積層でも構わない。発光材料の構成材料としては、各種高分子の発光材料(高分子材料)、各種低分子の発光材料(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。   The organic compound layer 4 is a layer responsible for light emission, and is a layer containing at least a light emitting material. Therefore, the light emitting material and the hole transporting organic material may be mixed or stacked. As a constituent material of the light emitting material, various polymer light emitting materials (polymer materials) and various low molecular light emitting materials (low molecular materials) can be used alone or in combination.

発光材料としては、各種高分子の発光材料(高分子材料)、各種低分子の発光材料(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。   As the light emitting material, various polymer light emitting materials (polymer materials) and various low molecular weight light emitting materials (low molecular materials) can be used alone or in combination.

高分子の発光材料としては、例えば、トランス型ポリアセチレン、シス型ポリアセチレン、ポリ(ジ−フェニルアセチレン)(PDPA)、ポリ(アルキル,フェニルアセチレン)(PAPA)のようなポリアセチレン系化合物、ポリ(パラ−フェンビニレン)(PPV)、ポリ(2,5−ジアルコキシ−パラ−フェニレンビニレン)(RO−PPV)、シアノ−置換−ポリ(パラ−フェンビニレン)(CN−PPV)、ポリ(2−ジメチルオクチルシリル−パラ−フェニレンビニレン)(DMOS−PPV)、ポリ(2−メトキシ,5−(2’−エチルヘキソキシ)−パラ−フェニレンビニレン)(MEH−PPV)のようなポリパラフェニレンビニレン系化合物、ポリ(3−アルキルチオフェン)(PAT)、ポリ(オキシプロピレン)トリオール(POPT)のようなポリチオフェン系化合物、ポリ(9,9−ジアルキルフルオレン)(PDAF)、ポリ(ジオクチルフルオレン−アルト−ベンゾチアジアゾール)(F8BT)、α,ω−ビス[N,N’−ジ(メチルフェニル)アミノフェニル]−ポリ[9,9−ビス(2−エチルヘキシル)フルオレン−2,7−ジル](PF2/6am4)、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)のようなポリフルオレン系化合物、ポリ(パラ−フェニレン)(PPP)、ポリ(1,5−ジアルコキシ−パラ−フェニレン)(RO−PPP)のようなポリパラフェニレン系化合物、ポリ(N−ビニルカルバゾール)(PVK)のようなポリカルバゾール系化合物、ポリ(メチルフェニルシラン)(PMPS)、ポリ(ナフチルフェニルシラン)(PNPS)、ポリ(ビフェニリルフェニルシラン)(PBPS)のようなポリシラン系化合物、さらには特願2010−28273号に記載のホウ素化合物系高分子材料等が挙げられる。   Examples of the polymer light-emitting material include polyacetylene compounds such as trans-type polyacetylene, cis-type polyacetylene, poly (di-phenylacetylene) (PDPA), poly (alkyl, phenylacetylene) (PAPA), and poly (para-para-). Fenvinylene) (PPV), poly (2,5-dialkoxy-para-phenylenevinylene) (RO-PPV), cyano-substituted-poly (para-phenvinylene) (CN-PPV), poly (2-dimethyloctyl) Polyparaphenylene vinylene compounds such as silyl-para-phenylene vinylene (DMOS-PPV), poly (2-methoxy, 5- (2′-ethylhexoxy) -para-phenylene vinylene) (MEH-PPV), poly ( 3-alkylthiophene) (PAT), poly (oxypropylene) Polythiophene compounds such as riol (POPT), poly (9,9-dialkylfluorene) (PDAF), poly (dioctylfluorene-alt-benzothiadiazole) (F8BT), α, ω-bis [N, N′-di (Methylphenyl) aminophenyl] -poly [9,9-bis (2-ethylhexyl) fluorene-2,7-zyl] (PF2 / 6am4), poly (9,9-dioctyl-2,7-divinylenefluore Polyfluorene compounds such as nyl-ortho-co (anthracene-9,10-diyl), poly (para-phenylene) (PPP), poly (1,5-dialkoxy-para-phenylene) (RO-PPP) A polyparaphenylene compound such as poly (N-vinylcarbazole) (PVK), Polysilane compounds such as li (methylphenylsilane) (PMPS), poly (naphthylphenylsilane) (PNPS), poly (biphenylylphenylsilane) (PBPS), and boron compounds described in Japanese Patent Application No. 2010-28273 Based polymer materials and the like.

一方、低分子の発光材料としては、例えば、配位子に下記化2で示す2,2’−ビピリジン−4,4’−ジカルボン酸を持つ、3配位のイリジウム錯体、ファクトリス(2−フェニルピリジン)イリジウム(Ir(ppy))、8−ヒドロキシキノリン アルミニウム(Alq)、トリス(4−メチル−8キノリノレート) アルミニウム(III)(Almq)、8−ヒドロキシキノリン 亜鉛(Znq)、(1,10−フェナントロリン)−トリス−(4,4,4−トリフルオロ−1−(2−チエニル)−ブタン−1,3−ジオネート)ユーロピウム(III)(Eu(TTA)(phen))、2,3,7,8,12,13,17,18−オクタエチル−21H,23H−ポルフィン プラチナム(II)のような各種金属錯体、ジスチリルベンゼン(DSB)、ジアミノジスチリルベンゼン(DADSB)のようなベンゼン系化合物、ナフタレン、ナイルレッドのようなナフタレン系化合物、フェナントレンのようなフェナントレン系化合物、クリセン、6−ニトロクリセンのようなクリセン系化合物、ペリレン、N,N’−ビス(2,5−ジ−t−ブチルフェニル)−3,4,9,10−ペリレン−ジ−カルボキシイミド(BPPC)のようなペリレン系化合物、コロネンのようなコロネン系化合物、アントラセン、ビススチリルアントラセンのようなアントラセン系化合物、ピレンのようなピレン系化合物、4−(ジ−シアノメチレン)−2−メチル−6−(パラ−ジメチルアミノスチリル)−4H−ピラン(DCM)のようなピラン系化合物、アクリジンのようなアクリジン系化合物、スチルベンのようなスチルベン系化合物、2,5−ジベンゾオキサゾールチオフェンのようなチオフェン系化合物、ベンゾオキサゾールのようなベンゾオキサゾール系化合物、ベンゾイミダゾールのようなベンゾイミダゾール系化合物、2,2’−(パラ−フェニレンジビニレン)−ビスベンゾチアゾールのようなベンゾチアゾール系化合物、ビスチリル(1,4−ジフェニル−1,3−ブタジエン)、テトラフェニルブタジエンのようなブタジエン系化合物、ナフタルイミドのようなナフタルイミド系化合物、クマリンのようなクマリン系化合物、ペリノンのようなペリノン系化合物、オキサジアゾールのようなオキサジアゾール系化合物、アルダジン系化合物、1,2,3,4,5−ペンタフェニル−1,3−シクロペンタジエン(PPCP)のようなシクロペンタジエン系化合物、キナクリドン、キナクリドンレッドのようなキナクリドン系化合物、ピロロピリジン、チアジアゾロピリジンのようなピリジン系化合物、2,2’,7,7’−テトラフェニル−9,9’−スピロビフルオレンのようなスピロ化合物、フタロシアニン(HPc)、銅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、さらには特開2009−155325号および特願2010−28273号に記載のホウ素化合物材料等が挙げられる。
高分子有機薄膜電界発光素子の場合、正孔注入/輸送層として用いられる正孔輸送性有機材料は、有機化合物層内での正孔の輸送を、促進させるものである。
On the other hand, as a low-molecular light-emitting material, for example, a tricoordinate iridium complex having a 2,2′-bipyridine-4,4′-dicarboxylic acid represented by the following chemical formula 2 as a ligand, Factory (2- Phenylpyridine) iridium (Ir (ppy) 3 ), 8-hydroxyquinoline aluminum (Alq 3 ), tris (4-methyl-8quinolinolate) aluminum (III) (Almq 3 ), 8-hydroxyquinoline zinc (Znq 2 ), (1,10-phenanthroline) -tris- (4,4,4-trifluoro-1- (2-thienyl) -butane-1,3-dionate) europium (III) (Eu (TTA) 3 (phen)) 2,3,7,8,12,13,17,18-octaethyl-21H, 23H-porphine various metal complexes such as platinum (II), Benzene compounds such as rubenzene (DSB) and diaminodistyrylbenzene (DADSB), naphthalene compounds such as naphthalene and nile red, phenanthrene compounds such as phenanthrene, chrysene and chrysene compounds such as 6-nitrochrysene Perylene compounds such as perylene, N, N′-bis (2,5-di-t-butylphenyl) -3,4,9,10-perylene-di-carboximide (BPPC), and coronene Coronene compounds, anthracene compounds such as anthracene and bisstyrylanthracene, pyrene compounds such as pyrene, 4- (di-cyanomethylene) -2-methyl-6- (para-dimethylaminostyryl) -4H-pyran (DCM) pyran compounds, acridine like acrylic Compounds, stilbene compounds such as stilbene, thiophene compounds such as 2,5-dibenzoxazole thiophene, benzoxazole compounds such as benzoxazole, benzimidazole compounds such as benzimidazole, 2,2 ′ -(Para-phenylenedivinylene) -benzothiazole compounds such as bisbenzothiazole, bistyryl (1,4-diphenyl-1,3-butadiene), butadiene compounds such as tetraphenylbutadiene, naphthalimide, etc. Naphthalimide compounds, coumarin compounds such as coumarin, perinone compounds such as perinone, oxadiazole compounds such as oxadiazole, aldazine compounds, 1,2,3,4,5-pentaphenyl- 1,3-cyclopenta Cyclopentadiene compounds such as ene (PPCP), quinacridone compounds such as quinacridone and quinacridone red, pyridine compounds such as pyrrolopyridine and thiadiazolopyridine, 2,2 ′, 7,7′-tetraphenyl- Spiro compounds such as 9,9′-spirobifluorene, metal or metal-free phthalocyanine compounds such as phthalocyanine (H 2 Pc) and copper phthalocyanine, and JP2009-155325A and Japanese Patent Application No. 2010-28273 The boron compound material described in the above.
In the case of a polymer organic thin film electroluminescent device, the hole transporting organic material used as the hole injection / transport layer promotes the transport of holes in the organic compound layer.

この正孔輸送性有機材料には、各種p型の高分子材料や、各種p型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。   As the hole transporting organic material, various p-type polymer materials and various p-type low molecular materials can be used alone or in combination.

p型の高分子材料(有機ポリマー)としては、例えば、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る。   Examples of the p-type polymer material (organic polymer) include polyarylamines, fluorene-arylamine copolymers, fluorene-bithiophene copolymers, poly (N-vinylcarbazole), polyvinylpyrene, polyvinylanthracene, polythiophene, Examples thereof include polyalkylthiophene, polyhexylthiophene, poly (p-phenylene vinylene), polytinylene vinylene, pyrene formaldehyde resin, ethylcarbazole formaldehyde resin, and derivatives thereof.

また、前記化合物は、他の化合物との混合物として用いることもできる。一例として、ポリチオフェンを含有する混合物としては、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)等が挙げられる。   Moreover, the said compound can also be used as a mixture with another compound. As an example, the polythiophene-containing mixture includes poly (3,4-ethylenedioxythiophene / styrene sulfonic acid) (PEDOT / PSS).

一方、p型の低分子材料としては、例えば、1,1−ビス(4−ジ−パラ−トリアミノフェニル)シクロへキサン、1,1’−ビス(4−ジ−パラ−トリルアミノフェニル)−4−フェニル−シクロヘキサンのようなアリールシクロアルカン系化合物、4,4’,4’’−トリメチルトリフェニルアミン、N,N,N’,N’−テトラフェニル−1,1’−ビフェニル−4,4’−ジアミン、N,N’−ジフェニル−N,N’−ビス(3−メチルフェニル)−1,1’−ビフェニル−4,4’−ジアミン(TPD1)、N,N’−ジフェニル−N,N’−ビス(4−メトキシフェニル)−1,1’−ビフェニル−4,4’−ジアミン(TPD2)、N,N,N’,N’−テトラキス(4−メトキシフェニル)−1,1’−ビフェニル−4,4’−ジアミン(TPD3)、N,N’−ジ(1−ナフチル)−N,N’−ジフェニル−1,1’−ビフェニル−4,4’−ジアミン(α−NPD)、TPTEのようなアリールアミン系化合物、N,N,N’,N’−テトラフェニル−パラ−フェニレンジアミン、N,N,N’,N’−テトラ(パラ−トリル)−パラ−フェニレンジアミン、N,N,N’,N’−テトラ(メタ−トリル)−メタ−フェニレンジアミン(PDA)のようなフェニレンジアミン系化合物、カルバゾール、N−イソプロピルカルバゾール、N−フェニルカルバゾールのようなカルバゾール系化合物、スチルベン、4−ジ−パラ−トリルアミノスチルベンのようなスチルベン系化合物、OZのようなオキサゾール系化合物、トリフェニルメタン、m−MTDATAのようなトリフェニルメタン系化合物、1−フェニル−3−(パラ−ジメチルアミノフェニル)ピラゾリンのようなピラゾリン系化合物、ベンジン(シクロヘキサジエン)系化合物、トリアゾールのようなトリアゾール系化合物、イミダゾールのようなイミダゾール系化合物、1,3,4−オキサジアゾール、2,5−ジ(4−ジメチルアミノフェニル)−1,3,4,−オキサジアゾールのようなオキサジアゾール系化合物、アントラセン、9−(4−ジエチルアミノスチリル)アントラセンのようなアントラセン系化合物、フルオレノン、2,4,7,−トリニトロ−9−フルオレノン、2,7−ビス(2−ヒドロキシ−3−(2−クロロフェニルカルバモイル)−1−ナフチルアゾ)フルオレノンのようなフルオレノン系化合物、ポリアニリンのようなアニリン系化合物、シラン系化合物、1,4−ジチオケト−3,6−ジフェニル−ピロロ−(3,4−c)ピロロピロールのようなピロール系化合物、フローレンのようなフローレン系化合物、ポルフィリン、金属テトラフェニルポルフィリンのようなポルフィリン系化合物、キナクリドンのようなキナクリドン系化合物、フタロシアニン、銅フタロシアニン、テトラ(t−ブチル)銅フタロシアニン、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、銅ナフタロシアニン、バナジルナフタロシアニン、モノクロロガリウムナフタロシアニンのような金属または無金属のナフタロシアニン系化合物、N,N’−ジ(ナフタレン−1−イル)−N,N’−ジフェニル−ベンジジン、N,N,N’,N’−テトラフェニルベンジジンのようなベンジジン系化合物等が挙げられる。 On the other hand, examples of p-type low molecular weight materials include 1,1-bis (4-di-para-triaminophenyl) cyclohexane and 1,1′-bis (4-di-para-tolylaminophenyl). Arylcycloalkane compounds such as -4-phenyl-cyclohexane, 4,4 ′, 4 ″ -trimethyltriphenylamine, N, N, N ′, N′-tetraphenyl-1,1′-biphenyl-4 , 4′-diamine, N, N′-diphenyl-N, N′-bis (3-methylphenyl) -1,1′-biphenyl-4,4′-diamine (TPD1), N, N′-diphenyl- N, N′-bis (4-methoxyphenyl) -1,1′-biphenyl-4,4′-diamine (TPD2), N, N, N ′, N′-tetrakis (4-methoxyphenyl) -1, 1′-biphenyl-4,4′-diamine (TPD3), , N′-di (1-naphthyl) -N, N′-diphenyl-1,1′-biphenyl-4,4′-diamine (α-NPD), arylamine compounds such as TPTE, N, N, N ′, N′-tetraphenyl-para-phenylenediamine, N, N, N ′, N′-tetra (para-tolyl) -para-phenylenediamine, N, N, N ′, N′-tetra (meta-) Phenylenediamine compounds such as (tolyl) -meta-phenylenediamine (PDA), carbazole compounds such as carbazole, N-isopropylcarbazole, N-phenylcarbazole, stilbene, and 4-di-para-tolylaminostilbene stilbene compounds, oxazole-based compounds such as O x Z, triphenylmethane, triphenylmethane compounds such as m-MTDATA, 1- Pyrazoline compounds such as enyl-3- (para-dimethylaminophenyl) pyrazoline, benzine (cyclohexadiene) compounds, triazole compounds such as triazole, imidazole compounds such as imidazole, 1,3,4-oxa Diazole, oxadiazole compounds such as 2,5-di (4-dimethylaminophenyl) -1,3,4, -oxadiazole, anthracene, anthracene such as 9- (4-diethylaminostyryl) anthracene Compound, fluorenone, 2,4,7, -trinitro-9-fluorenone, 2,7-bis (2-hydroxy-3- (2-chlorophenylcarbamoyl) -1-naphthylazo) fluorenone such as fluorenone, polyaniline Aniline compounds like silane Compounds, pyrrole compounds such as 1,4-dithioketo-3,6-diphenyl-pyrrolo- (3,4-c) pyrrolopyrrole, fluorene compounds such as fluorene, porphyrins, porphyrins such as metal tetraphenylporphyrin Compounds, quinacridone compounds such as quinacridone, phthalocyanine, copper phthalocyanine, tetra (t-butyl) copper phthalocyanine, metal or metal-free phthalocyanine compounds such as iron phthalocyanine, copper naphthalocyanine, vanadyl naphthalocyanine, monochlorogallium Metallic or metal-free naphthalocyanine compounds such as phthalocyanine, N, N′-di (naphthalen-1-yl) -N, N′-diphenyl-benzidine, N, N, N ′, N′-tetraphenylbenzidine Benzidine like Compounds, and the like.

このような有機化合物層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、40〜100nm程度であるのがより好ましい。   The average thickness of the organic compound layer 4 is not particularly limited, but is preferably about 10 to 150 nm, and more preferably about 40 to 100 nm.

有機化合物層4は、正孔注入性金属酸化物層7から注入された正孔を輸送するとともに、電子注入性金属酸化物層6から電子を受け取る。そして正孔と電子とが再結合し、この再結合に際して放出されたエネルギーによりエキシトン(励起子)が生成し、エキシトンが基底状態に戻る際にエネルギー(蛍光やりん光)を放出(発光)する。
これらの中でも、有機化合物層4の構成材料としては、高分子の発光材料を主とするものが好ましい。液相プロセスにより成膜が可能な高分子材料は、電子注入性金属酸化物層6とより多くの接触面を作りうる。これにより、より発光効率の優れたものとすることができる。
特に、有機化合物層4の構成材料としては、ポリフルオレンまたその誘導体を主成分とする高分子、もしくは特開2009−155325号記載のホウ素化合物をユニットとする高分子、さらには特願2010−28273号記載の高分子を主成分とする発光材料が好ましい。これにより、前記効果をより向上させることができる。
The organic compound layer 4 transports holes injected from the hole injecting metal oxide layer 7 and receives electrons from the electron injecting metal oxide layer 6. Holes and electrons recombine, and excitons (excitons) are generated by the energy released during the recombination, and energy (fluorescence and phosphorescence) is emitted (emitted) when the excitons return to the ground state. .
Among these, as a constituent material of the organic compound layer 4, a material mainly composed of a polymer light-emitting material is preferable. A polymer material that can be formed by a liquid phase process can make more contact surfaces with the electron injecting metal oxide layer 6. Thereby, it can be made more excellent in luminous efficiency.
In particular, as a constituent material of the organic compound layer 4, a polymer mainly composed of polyfluorene or a derivative thereof, a polymer composed of a boron compound described in JP-A No. 2009-155325, or a Japanese Patent Application No. 2010-28273. A light emitting material mainly composed of a polymer described in No. 1 is preferred. Thereby, the said effect can be improved more.

電子注入性金属酸化物層6は陰極3より電子を注入し有機化合物層4へと輸送する。   The electron injecting metal oxide layer 6 injects electrons from the cathode 3 and transports them to the organic compound layer 4.

このような電子注入性金属酸化物層6を構成する金属酸化物としては、伝導バンドのエネルギー準位が高いものが好ましく、特に限定されないが、酸化チタン(TiO)、酸化亜鉛(ZnO)、酸化タングステン(WO)、酸化二オブ(Nb)、酸化鉄(Fe)、酸化錫(SnO)等があげられ、これらのうち1種または2種以上を組み合わせ用いることができる。 A metal oxide constituting such an electron injecting metal oxide layer 6 is preferably one having a high energy level of a conduction band, and is not particularly limited. However, titanium oxide (TiO 2 ), zinc oxide (ZnO), Examples include tungsten oxide (WO 3 ), niobium oxide (Nb 2 O 5 ), iron oxide (Fe 2 O 3 ), tin oxide (SnO 2 ), and the like, and one or more of these may be used in combination. Can do.

この電子注入性金属酸化物層6の成膜方法については、特に制限されるものではなく、気相成膜法であるプラズマCVD、熱CVD、レーザーCVD等の化学蒸着法(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、溶射法、そして液相成膜法である電解メッキ、浸漬メッキ、無電解メッキ等の湿式メッキ法、ゾル・ゲル法、MOD法、スプレイ熱分解法、微粒子分散液を用いたドクターブレイド法、スピンコート法、インクジェット法、スクリーンプリンティング法などの印刷技術を用いることができる。本構造では、スプレイ熱分解法を用いた。   The film forming method of the electron injecting metal oxide layer 6 is not particularly limited, and a chemical vapor deposition method (CVD) such as plasma CVD, thermal CVD, laser CVD, or vacuum vapor deposition, which is a vapor deposition method. , Dry plating methods such as sputtering and ion plating, thermal spraying methods, and wet plating methods such as electrolytic plating, immersion plating and electroless plating, which are liquid phase film forming methods, sol-gel methods, MOD methods, spray pyrolysis methods Printing techniques such as a doctor blade method using a fine particle dispersion, a spin coating method, an ink jet method, and a screen printing method can be used. In this structure, the spray pyrolysis method was used.

このような電子注入性金属酸化物層6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、20〜200nm程度であるのがより好ましい。   The average thickness of the electron injecting metal oxide layer 6 is not particularly limited, but is preferably about 1 to 1000 nm, and more preferably about 20 to 200 nm.

正孔注入性金属酸化物層7は陽極5より正孔を注入し有機化合物層4へと輸送する。   The hole injecting metal oxide layer 7 injects holes from the anode 5 and transports them to the organic compound layer 4.

このような正孔注入性金属酸化物層7を構成する金属酸化物としては、仕事関数が大きな化合物が好ましく、特に限定されないが、例えば、酸化バナジウム(V)、酸化モリブテン(MoO)、酸化ルテニウム(RuO)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 metal oxide constituting the hole-injecting metal oxide layer 7 is preferably a compound having a large work function, and is not particularly limited. For example, vanadium oxide (V 2 O 5 ), molybdenum oxide (MoO 3) ), Ruthenium oxide (RuO 2 ) and the like, and one or more of these can be used in combination.

これらの中でも、特に、酸化バナジウムもしくは酸化モリブテンを主成分とするものが好適である。酸化バナジウムもしくは酸化モリブテンを主材料として構成することにより、正孔注入性金属酸化物層7を前述した能力に特に優れたものとすることができる。   Among these, those containing vanadium oxide or molybdenum oxide as the main component are particularly suitable. By using vanadium oxide or molybdenum oxide as a main material, the hole injecting metal oxide layer 7 can be made particularly excellent in the above-described ability.

また、特に酸化バナジウムもしくは酸化モリブテンは、それ自体の正孔輸送性が高いため、陽極5から有機化合物層4への正孔の注入効率が低下するのを好適に防止することもできるという利点がある。   In particular, vanadium oxide or molybdenum oxide has a high hole transport property in itself, so that it is possible to suitably prevent a decrease in the efficiency of hole injection from the anode 5 to the organic compound layer 4. is there.

この正孔注入性金属酸化物層7の成膜方法については、特に制限されるものではなく、気相成膜法であるプラズマCVD、熱CVD、レーザーCVD等の化学蒸着法(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、溶射法、そして液相成膜法である電解メッキ、浸漬メッキ、無電解メッキ等の湿式メッキ法、ゾル・ゲル法、MOD法、スプレイ熱分解法、微粒子分散液を用いたドクターブレイド法、スピンコート法、インクジェット法、スクリーンプリンティング法などの印刷技術を用いることができる。本構造では、真空蒸着法を用いた。   The film forming method of the hole injecting metal oxide layer 7 is not particularly limited, and a chemical vapor deposition method (CVD) such as plasma CVD, thermal CVD, laser CVD, or vacuum, which is a vapor deposition method, Dry plating methods such as vapor deposition, sputtering and ion plating, thermal spraying methods, and liquid plating methods such as electrolytic plating, immersion plating, electroless plating, etc., sol-gel method, MOD method, spray pyrolysis Printing techniques such as a method, a doctor blade method using a fine particle dispersion, a spin coating method, an ink jet method, and a screen printing method can be used. In this structure, a vacuum deposition method was used.

このような正孔注入性金属酸化物層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、5〜50nm程度であるのがより好ましい。   The average thickness of the hole injecting metal oxide layer 7 is not particularly limited, but is preferably about 1 to 1000 nm, and more preferably about 5 to 50 nm.

これらが有機無機ハイブリッドLEDの好適な構造である。   These are suitable structures for organic-inorganic hybrid LEDs.

本発明では、本構造の電子注入性金属酸化物層6と有機化合物層4の界面に自己組織化単分子膜を形成することを特徴としている。   The present invention is characterized in that a self-assembled monomolecular film is formed at the interface between the electron injecting metal oxide layer 6 and the organic compound layer 4 having this structure.

自己組織化単分子膜の材料は、耐酸化性、耐還元性が条件であり、以下に詳細を示す。   The material of the self-assembled monomolecular film is subject to oxidation resistance and reduction resistance, and details are described below.

,R,Rは同一であっても異なっていても良い。メトキシ基やエトキシ基などのアルコキシド、塩素やフッ素などのハロゲンが考えられる。 R 1 , R 2 , and R 3 may be the same or different. Alkoxides such as methoxy and ethoxy groups, and halogens such as chlorine and fluorine are conceivable.

Xは、機能基との間をつなぐ連結基で、該連結基としては、炭素―ヘテロ元素結合を有してもよい脂肪族炭化水素基若しくは置換されていてもよいアリーレン基が挙げられる。
ここで、脂肪族炭化水素基としては、炭素数が1〜20の直鎖、分枝若しくは環状の、飽和若しくは不飽和の炭化水素基が挙げられる。
飽和炭化水基の具体例としては、例えば、メチレン基、エチレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基、ヘプタメチレン基、オクタメチレン基、ノナメチレン基、デカメチレン基、ウンデカメチレン基、ドデカメチレン基、オクタデシル基、メチルメチレン基、ジメチルメチレン基、メチルエチレン基、メチレンエチレン基、エチルエチレン基、1,2−ジメチルエチレン基、1−メチルトリメチレン基、1−メチルテトラメチレン基、1,3−ジメチルトリメチレン基、1−エチル−4−メチル−テトラメチレン基、シクロヘキシレン基等が挙げられる。不飽和炭化水素基の具体例としては、例えば、ビニレン基、エチニレン基、プロペニレン基、2−ブテニレン基、2−ブチニレン基、1−ビニルエチレン基等が挙げられる。さらにこれら炭化水素基はその主鎖中に炭素―ヘテロ元素結合を有していてもよい。
例えば、
X is a linking group that connects to a functional group, and examples of the linking group include an aliphatic hydrocarbon group that may have a carbon-heteroelement bond or an arylene group that may be substituted.
Here, examples of the aliphatic hydrocarbon group include straight-chain, branched or cyclic, saturated or unsaturated hydrocarbon groups having 1 to 20 carbon atoms.
Specific examples of the saturated hydrocarbon group include, for example, methylene group, ethylene group, trimethylene group, tetramethylene group, pentamethylene group, hexamethylene group, heptamethylene group, octamethylene group, nonamethylene group, decamethylene group, undecamethylene. Group, dodecamethylene group, octadecyl group, methylmethylene group, dimethylmethylene group, methylethylene group, methyleneethylene group, ethylethylene group, 1,2-dimethylethylene group, 1-methyltrimethylene group, 1-methyltetramethylene group 1,3-dimethyltrimethylene group, 1-ethyl-4-methyl-tetramethylene group, cyclohexylene group and the like. Specific examples of the unsaturated hydrocarbon group include a vinylene group, an ethynylene group, a propenylene group, a 2-butenylene group, a 2-butynylene group, and a 1-vinylethylene group. Further, these hydrocarbon groups may have a carbon-heteroelement bond in the main chain.
For example,

Figure 0005620163
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等の結合を連結基中に1個または2個以上含んでいてもよい。
置換されていてもよいアリーレン基は、置換基を有していてもよいベンゼン環を1個または2個以上有するアリーレン基、置換基を有していてもよい2個以上のベンゼン環が縮環したアリーレン基又は2価の基を介して置換基を有していてもよい2個以上のベンゼン環が連結されたビスアリーレン基、さらに置換基を有していてもよい複素芳香環環基が挙げられ、具体的には

One or two or more bonds such as the above may be contained in the linking group.
The arylene group which may be substituted is an arylene group having one or more benzene rings which may have a substituent, and two or more benzene rings which may have a substituent are condensed. A bisarylene group in which two or more benzene rings which may have a substituent are connected via an arylene group or a divalent group, and a heteroaromatic ring group which may further have a substituent, Specifically,

Figure 0005620163
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(式中、Rは置換基を示し、n個のRは互いに同一でも、異なってもよい。nは0〜8の整数を示す。Pは2価の基を示す。Qは−NH−,−N(Ph)−,−N(Et)−,−O−,−S−を表す。)等が挙げられる。
ここで、Rとしては、アルキル基、アルケニル基、アリール基、アルコキシル基,アミノ基が好ましい。アルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、tert-ブチル基等が挙げられ、アルケニル基としては、ビニル基、アリル基、2−ブテニル基等が挙げられ、
アリール基としては、フェニル基、キシリル基、メシチル基等が挙げられ、アルコキシ基としてはメトキシ基、エトキシ基等が挙げられ、アミノ基としてはジエチルアミノ基、ジフェニルアミノ基等が挙げられる。また、2価の基であるPとしては、−CH−、−C(CH−、−CHCH−、−CH(C)−、−CH(C)−、−C(cyclo-C10)−、−CH(C64)−、−C(C−、−C(C17−、−O−、−S−、−SO−、−SO−、−SO−、−CO−、−COO−,−NH−、−N(Ph)−,−N(C)−,−CONH−、−NHCONH−等が挙げられる。
また脂肪族炭化水素基とアリーレン基が直接または炭素−ヘテロ元素結合を介して連結したものも連結基Xとみなすことができる。

(In the formula, R represents a substituent, and n Rs may be the same or different. N represents an integer of 0 to 8. P represents a divalent group. Q represents —NH—, -N (Ph)-, -N (Et)-, -O-, -S-).
Here, R is preferably an alkyl group, an alkenyl group, an aryl group, an alkoxyl group, or an amino group. Examples of the alkyl group include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, and a tert-butyl group. Examples of the alkenyl group include a vinyl group, an allyl group, and a 2-butenyl group.
Examples of the aryl group include a phenyl group, a xylyl group, and a mesityl group. Examples of the alkoxy group include a methoxy group and an ethoxy group. Examples of the amino group include a diethylamino group and a diphenylamino group. The divalent is a group P, -CH 2 -, - C (CH 3) 2 -, - CHCH 3 -, - CH (C 2 H 5) -, - CH (C 3 H 7) - , -C (cyclo-C 5 H 10) -, - CH (C 6 H 4) -, - C (C 2 H 5) 2 -, - C (C 8 H 17) 2 -, - O -, - S -, - SO -, - SO 2 -, - SO 3 -, - CO -, - COO -, - NH -, - N (Ph) -, - N (C 2 H 5) -, - CONH-, -NHCONH- and the like.
A group in which an aliphatic hydrocarbon group and an arylene group are linked directly or via a carbon-heteroelement bond can also be regarded as a linking group X.

Yは、機能基であり、素子中でキャリアを溜め込む(維持する)部位である。そのため、電子または正孔を付加して維持できる分子構造を持つものが候補となる。例えば、主たるキャリアが電子である(陰極)側ラジカルカチオンが安定な材料(A)であり、主たるキャリアが正孔である(陽極)側ラジカルアニオンが安定な材料(B)である。また、ラジカルカチオン、ラジカルアニオンどちらも安定な材料(C)も挙げられる。具体的には、電子輸送材料として用いられている材料、すなわちピリジンやキノリン、オキサジアゾール、トリアゾール、シロール、ベンゾチアジアゾール、ベンゾイミダゾール、さらには、さらには特開2009−155325号および特願2010−28273号記載のホウ素化合物材料などは(A)の候補であり、正孔輸送材料として用いられている材料、すなわちトリフェニルアミン、チオフェンなどは(B)の候補である。さらに両極性材料として用いられている材料すなわちカルバゾールなどは(C)の候補である。
また、Yは連結基Xに対して複数置換していてもよい。
Y is a functional group, and is a site that accumulates (maintains) carriers in the device. Therefore, those having a molecular structure that can be maintained by adding electrons or holes are candidates. For example, the (cathode) side radical cation whose main carrier is an electron is a stable material (A), and the (anode) side radical anion whose main carrier is a hole is a stable material (B). Moreover, a material (C) in which both radical cation and radical anion are stable can be mentioned. Specifically, materials used as an electron transport material, that is, pyridine, quinoline, oxadiazole, triazole, silole, benzothiadiazole, benzimidazole, and further, JP2009-155325A and Japanese Patent Application No. 2010- Boron compound materials described in 28273 are candidates for (A), and materials used as hole transport materials, that is, triphenylamine, thiophene, and the like are candidates for (B). Furthermore, materials used as bipolar materials, ie, carbazole, are candidates for (C).
Y may be substituted for a plurality of linking groups X.

一例として、ジオクチルフルオレンをYに持つF8TESの合成方法を以下に示す。   As an example, a synthesis method of F8TES having dioctylfluorene in Y is shown below.

Figure 0005620163
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非特許文献(Dalton Transactions,2003年,p.74−84)を参考に合成した2‐ブロモ−9,9−ジオクチルフルオレン(5.0g,10.6mmol)を含むジエチルエーテル溶液(53mL)を−78℃で攪拌しながらノルマルブチルリチウムのヘキサン溶液(1.56M,6.8mL,10.6mmol)を滴下した。この溶液を−78℃で1時間攪拌し、室温まで昇温させさらに2時間攪拌した。再び−78℃に冷却し、別の容器に調整したクロロトリエトキシシラン(4.23g,21.3mmol)のジエチルエーテル溶液(80mL)に−78℃でキャヌラを用いてゆっくり加えた。この反応溶液を−78℃で1時間攪拌した後、室温で終夜攪拌した。再び−78℃に冷却し、少量の水を加えて反応を停止させた。ヘキサンを加え、有機層を水で洗浄し硫酸マグネシウムで乾燥した。ろ過後、ろ液をロータリーエバポレーターで濃縮し残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘキサン:酢酸エチル=20:1)で精製することにより2−トリエトキシシリル−9,9−ジオクチルフルオレン(F8TES)を0.33g得た。(収率6%)
製膜の方法として、スピンコート法、浸漬法、超音波法などを選ぶことができる。電子注入性金属酸化物層6と結合を担うR,R,RおよびY等により最適な手法は変化するが、単分子層が形成できる最適な手法を選ぶ。
本構造では特に必要としないが、封止構造の構成材料としては、一般的に用いられる封止材料を用いることができる。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。

A diethyl ether solution (53 mL) containing 2-bromo-9,9-dioctylfluorene (5.0 g, 10.6 mmol) synthesized with reference to non-patent literature (Dalton Transactions, 2003, p. 74-84) is used. While stirring at 78 ° C., a hexane solution of normal butyl lithium (1.56 M, 6.8 mL, 10.6 mmol) was added dropwise. This solution was stirred at -78 ° C for 1 hour, warmed to room temperature, and further stirred for 2 hours. The mixture was cooled again to −78 ° C., and slowly added to a diethyl ether solution (80 mL) of chlorotriethoxysilane (4.23 g, 21.3 mmol) prepared in another container using a cannula at −78 ° C. The reaction solution was stirred at −78 ° C. for 1 hour and then stirred at room temperature overnight. The mixture was cooled again to −78 ° C., and a small amount of water was added to stop the reaction. Hexane was added, and the organic layer was washed with water and dried over magnesium sulfate. After filtration, the filtrate was concentrated with a rotary evaporator, and the residue was purified by silica gel column chromatography (hexane: ethyl acetate = 20: 1) to give 2-triethoxysilyl-9,9-dioctylfluorene (F8TES) to 0. 33 g was obtained. (Yield 6%)
As a film forming method, a spin coating method, a dipping method, an ultrasonic method, or the like can be selected. The optimum method varies depending on R 1 , R 2 , R 3, Y, and the like responsible for bonding with the electron injecting metal oxide layer 6, but the optimum method capable of forming a monomolecular layer is selected.
Although not particularly required in this structure, a sealing material generally used can be used as a constituent material of the sealing structure. For example, Al, Au, Cr, Nb, Ta, Ti or alloys containing these, silicon oxide, various resin materials, and the like can be given.

このような発光素子1は、例えば、次のようにして製造することができる。   Such a light emitting element 1 can be manufactured as follows, for example.

以下では、有機化合物層4を、高分子材料を主材料として構成する場合を代表に説明する。   Below, the case where the organic compound layer 4 comprises a high molecular material as a main material is demonstrated as a representative.

[1] まず、基板2を用意し、この基板2上に陰極3を形成する。   [1] First, the substrate 2 is prepared, and the cathode 3 is formed on the substrate 2.

陰極3は、例えば、プラズマCVD、熱CVD、レーザーCVD等の化学蒸着法(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、溶射法のような気相成膜法、電解メッキ、浸漬メッキ、無電解メッキ等の湿式メッキ法、ゾル・ゲル法、MOD法のような液相成膜法、金属箔の接合等を用いて形成することができる。FTOはスパッタ法が難しく、CVD法やスプレイ熱分解法が用いられる。   The cathode 3 may be, for example, a chemical vapor deposition method (CVD) such as plasma CVD, thermal CVD, or laser CVD, a dry plating method such as vacuum deposition, sputtering, or ion plating, a vapor deposition method such as a thermal spraying method, or an electrolytic plating. It can be formed using a wet plating method such as immersion plating or electroless plating, a liquid phase film forming method such as a sol-gel method or a MOD method, or a metal foil bonding. FTO is difficult to sputtering, and CVD or spray pyrolysis is used.

[2] 次に、陰極3上を洗浄の後、電子注入性金属酸化物層6を形成する。   [2] Next, after cleaning the cathode 3, an electron injecting metal oxide layer 6 is formed.

洗浄方法は、中性洗剤を用いた水系溶剤、イソプロパノールなどのアルコール系溶剤、アセトンなどの有機系溶剤による洗浄、加熱、さらにはUVオゾンを用いた洗浄などが、単独もしくは複数用いることができる。電子注入性金属酸化物層6は、例えば、前述のような気相成膜法や液相成膜法等を用いて形成することができる。   As the cleaning method, an aqueous solvent using a neutral detergent, an alcohol solvent such as isopropanol, an organic solvent such as acetone, heating, cleaning using UV ozone, or the like can be used alone or in combination. The electron injecting metal oxide layer 6 can be formed by using, for example, the above-described vapor deposition method or liquid deposition method.

[3] 次に、電子注入性金属酸化物層6の上面を洗浄した後、自己組織化単分子膜8を形成する。洗浄方法は[2]に同じ。中でも自己組織化単分子膜形成を良好に行うためにUVオゾン洗浄が公的に用いられる。自己組織化単分子膜材料は、一般式(1)をアルコール極性有機溶剤で希釈し、スピンコートなどの前期製膜方法で製膜後、前記希釈溶剤でリンスし、さらに同希釈溶剤で超音波洗浄を行う。その後、60℃〜180℃の加熱による固定化工程を経て、自己組織化単分子膜8は形成される。   [3] Next, after cleaning the upper surface of the electron injecting metal oxide layer 6, a self-assembled monolayer 8 is formed. The cleaning method is the same as [2]. Among them, UV ozone cleaning is publicly used to satisfactorily form a self-assembled monolayer. The self-assembled monolayer material is prepared by diluting the general formula (1) with an alcohol polar organic solvent, forming the film by a film formation method such as spin coating, rinsing with the dilution solvent, and further ultrasonicating with the same dilution solvent. Wash. Then, the self-assembled monolayer 8 is formed through an immobilization process by heating at 60 ° C. to 180 ° C.

[4] 次に、自己組織化単分子膜8の上面に、有機化合物層4として発光性の高分子材料を形成する。もちろん、この中に正孔輸送性材料を混ぜることも可能だし、先に発光性高分子材料を形成しておき、その上に正孔輸送材料を形成する積層も可能である。ここでは単層成膜の例を示す。積層はこれを繰り返すことによって実現できる。   [4] Next, a light-emitting polymer material is formed as the organic compound layer 4 on the upper surface of the self-assembled monolayer 8. Of course, it is possible to mix a hole transporting material in this, and it is also possible to form a layer in which a light-emitting polymer material is first formed and a hole transporting material is formed thereon. Here, an example of single-layer film formation is shown. Lamination can be achieved by repeating this.

まず、有機化合物層4を構成する高分子材料を溶媒(液状媒体)に溶解して液状材料を調製する。   First, the polymer material constituting the organic compound layer 4 is dissolved in a solvent (liquid medium) to prepare a liquid material.

溶媒としては、例えば、硝酸、硫酸、アンモニア、過酸化水素、水、二硫化炭素、四塩化炭素、エチレンカーボネイト等の無機溶媒や、メチルエチルケトン(MEK)、アセトン、ジエチルケトン、メチルイソブチルケトン(MIBK)、メチルイソプロピルケトン(MIPK)、シクロヘキサノン等のケトン系溶媒、メタノール、エタノール、イソプロパノール、エチレングリコール、ジエチレングリコール(DEG)、グリセリン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、1,2−ジメトキシエタン(DME)、1,4−ジオキサン、テトラヒドロフラン(THF)、テトラヒドロピラン(THP)、アニソール、ジエチレングリコールジメチルエーテル(ジグリム)、ジエチレングリコールエチルエーテル(カルビトール)等のエーテル系溶媒、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、フェニルセロソルブ等のセロソルブ系溶媒、ヘキサン、ペンタン、ヘプタン、シクロヘキサン等の脂肪族炭化水素系溶媒、トルエン、キシレン、ベンゼン等の芳香族炭化水素系溶媒、ピリジン、ピラジン、フラン、ピロール、チオフェン、メチルピロリドン等の芳香族複素環化合物系溶媒、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、クロロベンゼン、ジクロロメタン、クロロホルム、1,2−ジクロロエタン等のハロゲン化合物系溶媒、酢酸エチル、酢酸メチル、ギ酸エ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、プロピオニトリル、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、または、これらを含む混合溶媒等が挙げられる。   Examples of the solvent include inorganic solvents such as nitric acid, sulfuric acid, ammonia, hydrogen peroxide, water, carbon disulfide, carbon tetrachloride, ethylene carbonate, methyl ethyl ketone (MEK), acetone, diethyl ketone, methyl isobutyl ketone (MIBK). , Ketone solvents such as methyl isopropyl ketone (MIPK) and cyclohexanone, alcohol solvents such as methanol, ethanol, isopropanol, ethylene glycol, diethylene glycol (DEG) and glycerin, diethyl ether, diisopropyl ether, 1,2-dimethoxyethane (DME) ), 1,4-dioxane, tetrahydrofuran (THF), tetrahydropyran (THP), anisole, diethylene glycol dimethyl ether (diglyme), diethylene glycol ethyl ether Ether solvents such as carbitol), cellosolv solvents such as methyl cellosolve, ethyl cellosolve and phenyl cellosolve, aliphatic hydrocarbon solvents such as hexane, pentane, heptane and cyclohexane, and aromatic hydrocarbons such as toluene, xylene and benzene. Solvent, aromatic heterocyclic compound solvent such as pyridine, pyrazine, furan, pyrrole, thiophene, methylpyrrolidone, amide solvent such as N, N-dimethylformamide (DMF), N, N-dimethylacetamide (DMA), Halogen compound solvents such as chlorobenzene, dichloromethane, chloroform, 1,2-dichloroethane, ester solvents such as ethyl acetate, methyl acetate, ethyl formate, sulfur compound solvents such as dimethyl sulfoxide (DMSO), sulfolane, acetonitrile, propio Tolyl, nitriles such as acrylonitrile, formic acid, acetic acid, trichloroacetic acid, various organic solvents such as an organic acid solvents such as trifluoroacetic acid, or mixed solvents containing them.

これらの中でも、溶媒としては、非極性溶媒が好適であり、例えば、キシレン、トルエン、シクロヘキシルベンゼン、ジハイドロベンゾフラン、トリメチルベンゼン、テトラメチルベンゼン等の芳香族炭化水素系溶媒、ピリジン、ピラジン、フラン、ピロール、チオフェン、メチルピロリドン等の芳香族複素環化合物系溶媒、ヘキサン、ペンタン、ヘプタン、シクロヘキサン等の脂肪族炭化水素系溶媒等が挙げられ、これらを単独または混合して用いることができる。   Among these, as the solvent, a nonpolar solvent is suitable, for example, an aromatic hydrocarbon solvent such as xylene, toluene, cyclohexylbenzene, dihydrobenzofuran, trimethylbenzene, tetramethylbenzene, pyridine, pyrazine, furan, Examples include aromatic heterocyclic compound solvents such as pyrrole, thiophene, and methylpyrrolidone, and aliphatic hydrocarbon solvents such as hexane, pentane, heptane, and cyclohexane. These can be used alone or in combination.

次に、この液状材料を電子注入性金属酸化物層6上に供給して、液状被膜を形成する。   Next, this liquid material is supplied onto the electron injecting metal oxide layer 6 to form a liquid film.

この液状材料の供給方法としては、例えば、スピンコート法、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、インクジェット印刷法等の各種塗布法を用いることができる。かかる塗布法によれば、液状被膜を比較的容易に形成することができる。   Examples of the method for supplying the liquid material include spin coating, casting, micro gravure coating, gravure coating, bar coating, roll coating, wire bar coating, dip coating, spray coating, and screen printing. Various coating methods such as a printing method, a flexographic printing method, an offset printing method, and an inkjet printing method can be used. According to such a coating method, a liquid film can be formed relatively easily.

次に、液状被膜中から溶媒を除去する。   Next, the solvent is removed from the liquid film.

[5] 次に、有機化合物層4の上に、正孔注入性金属酸化物層7を形成する。   [5] Next, the hole injecting metal oxide layer 7 is formed on the organic compound layer 4.

正孔注入性金属酸化物層7は、例えば、前述のような気相成膜法や液相成膜法等を用いて形成することができる。   The hole injecting metal oxide layer 7 can be formed using, for example, the vapor phase film formation method or the liquid phase film formation method as described above.

これらの中でも、正孔注入性金属酸化物層7は、気相成膜法を用いて形成するのがより好ましい。気相成膜法によれば、有機化合物層4の表面を壊すことなく清浄にかつ陽極5と接触よく形成することができ、その結果、前述したような効果がより顕著なものとなる。   Among these, the hole injecting metal oxide layer 7 is more preferably formed using a vapor phase film forming method. According to the vapor deposition method, the organic compound layer 4 can be formed cleanly and in good contact with the anode 5 without breaking the surface, and as a result, the above-described effects become more remarkable.

[6] 次に、最終工程として正孔注入性金属酸化物層7上に陽極5を形成する。   [6] Next, the anode 5 is formed on the hole injecting metal oxide layer 7 as a final step.

陽極5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。   The anode 5 can be formed using, for example, a vacuum deposition method, a sputtering method, a metal foil bonding, or the like.

これで、本構造は完成だが、もし行うのであれば、この後封止工程を行えばよい。   This structure is completed, but if it is to be performed, a sealing step may be performed thereafter.

以上のような工程を経て、本発明の発光素子1が製造される。   The light emitting element 1 of the present invention is manufactured through the above steps.

このような発光素子1は、例えば光源等として使用することができる。
(実施の形態2)
基本形態および多くの製造方法は、実施の形態1に準ずるので、有機化合物層4を、高分子材料を主材料として構成する場合を代表に発光素子11の製造方法を実施の形態1とは異なる部分を中心に例示する。
Such a light emitting element 1 can be used as, for example, a light source.
(Embodiment 2)
Since the basic mode and many manufacturing methods are the same as those in the first embodiment, the method for manufacturing the light-emitting element 11 is different from that in the first embodiment in the case where the organic compound layer 4 is formed of a high molecular material as a main material. An example is illustrated with a portion at the center.

[1] まず、基板2を用意し、この基板2上に陽極5を形成する。   [1] First, the substrate 2 is prepared, and the anode 5 is formed on the substrate 2.

陽極5は、実施の形態1[1]であげた同様の製膜方法を用いることができる。   For the anode 5, the same film forming method as described in Embodiment 1 [1] can be used.

[2] 次に、陽極5上に正孔注入/輸送層17を形成する。   [2] Next, the hole injection / transport layer 17 is formed on the anode 5.

正孔注入/輸送層17の形成材料としては、特に3,4−ポリエチレンジオシチオフェン/ポリスチレンスルフォン酸(PEDOT/PSS)の分散液、すなわち、ポリスチレンスルフォン酸に3,4−ポリエチレンジオキシチオフェンを混合させ、さらにこれを水に分散させた分散液が好適に用いられる。   As a material for forming the hole injection / transport layer 17, in particular, a dispersion of 3,4-polyethylenediosithiophene / polystyrene sulfonic acid (PEDOT / PSS), that is, 3,4-polyethylenedioxythiophene is added to polystyrene sulfonic acid. A dispersion obtained by mixing and further dispersing in water is preferably used.

なお、正孔注入/輸送層17の形成材料としては、前記のものに限定されることなく種々のものが使用可能である。例えば、ポリスチレン、ポリピロール、ポリアニリン、ポリアセチレンやその誘導体などを、適宜な分散媒、例えば前記のポリスチレンスルフォン酸に分散させたものなどが使用可能である。   The material for forming the hole injection / transport layer 17 is not limited to the above, and various materials can be used. For example, a material obtained by dispersing polystyrene, polypyrrole, polyaniline, polyacetylene or a derivative thereof in an appropriate dispersion medium such as the aforementioned polystyrene sulfonic acid can be used.

[3] 次に、正孔注入/輸送層17の上面に、自己組織化単分子膜8を形成する。実施の形態1とは異なり、UVオゾン洗浄のみを行い、自己組織化単分子膜8が形成されやすい環境を用意する。自己組織化単分子膜材料の希釈溶剤も正孔注入/輸送層17の多くが極性溶剤(水系、アルコール系溶剤)に可溶なため、非極性溶剤により希釈をし、リンスも同非極性溶剤を用いる。他の工程は実施の形態1[3]に同じ。   [3] Next, the self-assembled monolayer 8 is formed on the upper surface of the hole injection / transport layer 17. Unlike Embodiment 1, only UV ozone cleaning is performed, and an environment in which the self-assembled monolayer 8 is easily formed is prepared. Since many of the hole injection / transport layers 17 are also soluble in polar solvents (aqueous and alcoholic solvents), the diluted solvent of the self-assembled monolayer material is diluted with a nonpolar solvent and rinsed with the same nonpolar solvent. Is used. Other steps are the same as those in the first embodiment [3].

[4] 実施の形態1[4]に同じ。   [4] Same as Embodiment 1 [4].

[5] 次に、有機化合物層4の上に、陰極3を形成する。   [5] Next, the cathode 3 is formed on the organic compound layer 4.

陰極3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。陰極には、実施の形態1では用いない仕事関数の小さな(4eV以下)の金属が好適に用いられる。   The cathode 3 can be formed using, for example, a vacuum evaporation method, a sputtering method, a metal foil bonding, or the like. For the cathode, a metal having a small work function (4 eV or less) that is not used in the first embodiment is preferably used.

これで、本構造は完成だが、もし行うのであれば、この後封止工程を行えばよい。   This structure is completed, but if it is to be performed, a sealing step may be performed thereafter.

以上のような工程を経て、本発明の発光素子11が製造される。   The light emitting element 11 of the present invention is manufactured through the above steps.

このような発光素子11は、例えば光源等として使用することができる。   Such a light emitting element 11 can be used as, for example, a light source.

次に、本発明の具体的実施例について説明する。   Next, specific examples of the present invention will be described.

1.発光素子の製造
(実施例1)
高分子材料を有機層に持つ実施の形態1の有機無機ハイブリッド型薄膜電界発光素子の作製方法を具体的に示す。
[1]市販されている平均厚さ0.7mmのITO付き透明ガラス基板を用意した。
[2]このITO電極上に、スパッタ法により、平均厚さ2nmの酸化チタン(TiO)層(電子注入性金属酸化物層)を形成した。
[3]
1. Production of light emitting device (Example 1)
A method for manufacturing the organic-inorganic hybrid thin film electroluminescent element of Embodiment 1 having a polymer material in the organic layer will be specifically described.
[1] A commercially available transparent glass substrate with ITO having an average thickness of 0.7 mm was prepared.
[2] A titanium oxide (TiO 2 ) layer (electron-injecting metal oxide layer) having an average thickness of 2 nm was formed on the ITO electrode by sputtering.
[3]

Figure 0005620163
Figure 0005620163


で得られた自己組織化単分子材料F8TESをエタノールで1%に希釈した溶液を作製した。[2]で得られた基板をイソプロパノール、アセトンで洗浄後、UVオゾン洗浄を20分行い、上記1%溶液をスピンコート法(2000rpm)により製膜した。直後に、エタノールによりリンスを行い、さらに10分間エタノールによる超音波洗浄を行った。リンス後、ホットプレートにより90℃10分で固定化を行った。
[4]ADS社製ポリフルオレン誘導体ADS133YEを1%でキシレンに溶解させ、上記TiO層(電子注入性金属酸化物層)上に、スピンコート法(1000rpm)により塗布した後、乾燥させた。なお、液状材料の乾燥条件は、大気下、室温とした。これで有機化合物層が完成する。
[5]ここからの正孔注入性金属酸化物層の作製と陽極の作製工程は、真空蒸着機内で行う。ここで、有機化合物層の上に酸化モリブテン(MoO)層(正孔注入性金属酸化物層)を平均厚さ10nmで蒸着した。
[6][5]の連続工程で、平均厚さ30nmで金(Au)(陽極)を蒸着した。

A solution was prepared by diluting the self-assembled monomolecular material F8TES obtained in 1 to 1% with ethanol. The substrate obtained in [2] was washed with isopropanol and acetone, followed by UV ozone cleaning for 20 minutes, and the 1% solution was formed into a film by spin coating (2000 rpm). Immediately after that, rinsing with ethanol was performed, and ultrasonic cleaning with ethanol was further performed for 10 minutes. After rinsing, immobilization was performed at 90 ° C. for 10 minutes using a hot plate.
[4] A polyfluorene derivative ADS133YE manufactured by ADS was dissolved in xylene at 1%, applied onto the TiO 2 layer (electron-injecting metal oxide layer) by a spin coating method (1000 rpm), and then dried. The drying condition of the liquid material was room temperature in the atmosphere. This completes the organic compound layer.
[5] The production of the hole injecting metal oxide layer and the production process of the anode are carried out in a vacuum vapor deposition machine. Here, a molybdenum oxide (MoO 3 ) layer (hole-injecting metal oxide layer) was deposited on the organic compound layer with an average thickness of 10 nm.
[6] In the continuous process of [5], gold (Au) (anode) was vapor-deposited with an average thickness of 30 nm.

(実施例2)
[1]実施の形態2の高分子有機薄膜電界発光素子の作製方法を具体的に示す。
販されている平均厚さ0.7mmのITO付き透明ガラス基板を用意した。
[2][1]の基板を20分間のUVオゾン洗浄後、基板上に正孔注入/輸送材料として、ポリチオフェン誘導体であるH.C.スタルク株式会社製PEDOT:PSSを塗布した。ここでは、Baytron P AI4083を用い、スピンコート法(2000rpm)により製膜を行った。これを、大気下200℃、10分間の焼成により、膜化を行い正孔注入/輸送層17を形成した。
[3]自己組織化単分子材料B8TES
(Example 2)
[1] A method for producing the polymer organic thin film electroluminescent device of the second embodiment will be specifically described.
A commercially available transparent glass substrate with ITO having an average thickness of 0.7 mm was prepared.
[2] After the substrate of [1] is cleaned with UV ozone for 20 minutes, H.V. is a polythiophene derivative as a hole injection / transport material on the substrate. C. PEDOT: PSS manufactured by Starck Co., Ltd. was applied. Here, Baytron P AI4083 was used to form a film by spin coating (2000 rpm). This was formed into a film by baking at 200 ° C. for 10 minutes in the atmosphere to form the hole injection / transport layer 17.
[3] Self-assembled monomolecular material B8TES

Figure 0005620163
Figure 0005620163


をエタノールで1%に希釈した溶液を作製した。[2]で得られた正孔注入/輸送層が製膜された基板をUVオゾン洗浄20分した後、上記1%溶液をスピンコート法(2000rpm)により製膜した。直後に、トルエンによりリンスを行い、さらに10分間トルエンによる超音波洗浄を行った。リンス後、ホットプレートにより90℃10分で固定化を行った。
[4]ADS社製ポリフルオレン誘導体ADS133YEを1%でキシレンに溶解させ、上記TiO層(電子注入性金属酸化物層)上に、スピンコート法(1000rpm)により塗布した後、乾燥させた。なお、液状材料の乾燥条件は、大気下、室温とした。これで有機化合物層が完成する。
[5]陰極の作製工程は、真空蒸着機内で行う。有機化合物層上にカルシウムを平均厚さ10nmで、連続工程として平均厚さ200nmのアルミニウムを蒸着した。
(比較例1−1)
前記工程実施例1[3]を以下[3−2]の工程に変更する。それ以外は実施例1と同様に発光素子を製造した。つまり、分子内に分極を有する自己組織化単分子膜を有する有機無機ハイブリッド型薄膜電界発光素子を製造した。
[3−2]自己組織化単分子膜材料として信越化学工業製アミノプロピルトリメトキシシラン(APTMS)を用いる。
自己組織化単分子材料APTMSをメタノールで1%に希釈した溶液を作製した。[2]で得られた基板をイソプロパノール、アセトンで洗浄後、UVオゾン洗浄を20分行い、上記1%溶液1分間浸漬により製膜した。直後に、メタノールによりリンスを行い、さらに10分間メタノールによる超音波洗浄を行った。リンス後、ホットプレートにより90℃10分で固定化を行った。

A solution was prepared by diluting 1% with ethanol. The substrate on which the hole injecting / transporting layer obtained in [2] was formed was subjected to UV ozone cleaning for 20 minutes, and then the 1% solution was formed by spin coating (2000 rpm). Immediately after that, rinsing with toluene was performed, followed by ultrasonic cleaning with toluene for 10 minutes. After rinsing, immobilization was performed at 90 ° C. for 10 minutes using a hot plate.
[4] A polyfluorene derivative ADS133YE manufactured by ADS was dissolved in xylene at 1%, applied onto the TiO 2 layer (electron-injecting metal oxide layer) by a spin coating method (1000 rpm), and then dried. The drying condition of the liquid material was room temperature in the atmosphere. This completes the organic compound layer.
[5] The cathode fabrication process is performed in a vacuum vapor deposition machine. Aluminum having an average thickness of 10 nm was deposited on the organic compound layer, and aluminum having an average thickness of 200 nm was deposited as a continuous process.
(Comparative Example 1-1)
The process example 1 [3] is changed to the process [3-2] below. Other than that produced the light emitting element similarly to Example 1. FIG. That is, an organic-inorganic hybrid thin film electroluminescent device having a self-assembled monomolecular film having polarization in the molecule was manufactured.
[3-2] Aminopropyltrimethoxysilane (APTMS) manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. is used as a self-assembled monolayer material.
A solution was prepared by diluting the self-assembled monomolecular material APTMS with methanol to 1%. The substrate obtained in [2] was washed with isopropanol and acetone, followed by UV ozone cleaning for 20 minutes, and a film was formed by immersion for 1 minute in the 1% solution. Immediately after that, rinsing with methanol was performed, and ultrasonic cleaning with methanol was further performed for 10 minutes. After rinsing, immobilization was performed at 90 ° C. for 10 minutes using a hot plate.

(比較例1−2)
前記工程実施例1[3]を省略した以外は実施例1と同様に発光素子を製造した。つまり、自己組織化単分子膜のみがない有機無機ハイブリッド型薄膜電界発光素子を製造した。
(Comparative Example 1-2)
A light emitting device was produced in the same manner as in Example 1 except that Step 1 [3] was omitted. That is, an organic-inorganic hybrid thin film electroluminescent device without only a self-assembled monolayer was manufactured.

(比較例2)
前記工程実施例2[3]を省略した以外は実施例2と同様に発光素子を製造した。つまり、自己組織化単分子膜のみがない高分子有機薄膜電界発光素子。
(Comparative Example 2)
A light emitting device was produced in the same manner as in Example 2 except that Step 2 [3] was omitted. That is, a polymer organic thin film electroluminescent device having no self-assembled monolayer.

2.評価
各実施例および比較例で製造した発光素子について、それぞれ、初期の輝度および定電圧駆動での電流半減寿命の評価を行った。
2. Evaluation The light emitting devices manufactured in each of Examples and Comparative Examples were evaluated for initial luminance and current half-life under constant voltage driving.

輝度測定は、直流電源により、0Vから4Vに電圧を印加し、輝度計により測定することで行った。   The luminance measurement was performed by applying a voltage from 0 V to 4 V with a DC power source and measuring with a luminance meter.

また、非特許文献(J.Am.Chem.Soc.127,10227,2005)などの結果から、自己組織化単分子膜のエネルギー準位はその機能基の値で近似できると想定すると、実施例1におけるF8TESは、5.7eVのHOMOと2.8eVのLUMOを有していることになる。また、実施例2におけるB8TESのHOMOは6.7eVであり、LUMOは3.8eVである。また、今回使用した有機化合物F8BTは、HOMOが5.9eVであり、LUMOが3.3eVである。実施例1における主たるキャリアである電子から見て、4.2eVのCBを持つTiOから自己組織化単分子膜F8TESへは1.4eVのエネルギー障壁が存在し、一方、逆のキャリアである正孔においては、F8BTからF8TESへはエネルギー障壁はない。同様に実施例2における主たるキャリアである正孔から見て、PEODT:PSSのHOMO(5.1eV)からB8TESのHOMOへは1.6eVへのエネルギー障壁が存在し、一方、逆のキャリアである電子においては、F8BTからB8TESへエネルギー障壁無しでのキャリア注入が可能である。また、比較例1−1で用いられるAPTMSは、絶縁体であるため電子、正孔ともに大きなエネルギー障壁が存在すると考えられる。なお、これら3つの自己組織化単分子膜材料は全て分子鎖の全長が2nm以下である。通常、トンネリングによるキャリア注入機構を想定した場合、2nm以下が良好であるとされており、このことから主たるキャリアは良好に注入される。 Further, from the results of non-patent literature (J. Am. Chem. Soc. 127, 10227, 2005) and the like, it is assumed that the energy level of a self-assembled monolayer can be approximated by the value of its functional group. The F8TES in 1 will have a HOMO of 5.7 eV and a LUMO of 2.8 eV. Moreover, the HOMO of B8TES in Example 2 is 6.7 eV, and the LUMO is 3.8 eV. The organic compound F8BT used this time has a HOMO of 5.9 eV and a LUMO of 3.3 eV. From the viewpoint of electrons, which are the main carriers in Example 1, there is a 1.4 eV energy barrier from TiO 2 having a CB of 4.2 eV to the self-assembled monolayer F8TES, while the positive carrier, which is the opposite carrier, is present. In the hole, there is no energy barrier from F8BT to F8TES. Similarly, from the hole which is the main carrier in Example 2, there is an energy barrier from PEODT: HOS of PSS (5.1 eV) to HOMO of B8TES to 1.6 eV, while it is the opposite carrier. In electrons, carrier injection without an energy barrier is possible from F8BT to B8TES. Moreover, since APTMS used in Comparative Example 1-1 is an insulator, it is considered that there is a large energy barrier for both electrons and holes. These three self-assembled monolayer materials all have a molecular chain length of 2 nm or less. Normally, assuming a carrier injection mechanism by tunneling, 2 nm or less is considered good, and from this, main carriers are injected well.

結果を、それぞれ、図4〜図8に示す。   The results are shown in FIGS.

図4および図6では各実施例および比較例の初期特性(電圧‐輝度)を示す。各実施例の発光素子は、いずれも、比較例の発光素子に比べて、同等もしくはそれ以上の輝度を示していることがわかる。このことは良好に電荷注入が行われており、消光が軽減されていることを示している。このことは自己組織化単分子膜が初期特性(輝度)に効果があることを示している。初期特性においては、比較例1−1で示した、カチオン安定性を示さず主たるキャリアそしてその逆のキャリアにおいてもエネルギー障壁のある自己組織化単分子膜APTMSでも同等の効果を示すことがわかる。また、ここには示さないが電流密度の値が各実施例および各比較例でほぼ同等であったことから、輝度の大小がそのまま効率の大小を示しており、自己組織化単分子膜が効率にも有効に作用していることが示された。
図5および図7では各実施例および各比較例の寿命特性(時間‐電流)を示す。各実施例の発光素子は、いずれも、対応する全ての比較例の発光素子に比べて、長期安定性に優れていることが示されている。さらに具体的には、横軸が対数表示であることから、数桁にわたる改善の効果があることが示された。興味深いことは、実施例1と比較例1−1を比較した場合、初期特性は同等にもかかわらず、長期安定性においては大きな差が見られたことである。これはまさしく、本コンセプトに属さない自己組織化単分子膜では、素子寿命に対しての効果はないことを示している。さらに現実には、自己組織化単分子膜を含まない比較例1−2よりも寿命特性は悪く、自己組織化単分子膜は劣化を助長している。
これら結果のメカニズムについて、実施例1と比較例1−1および1−2を例に挙げて説明する。
本デバイスの駆動メカニズムは、正孔が電子注入性金属酸化物層/有機化合物層界面に蓄積され、電子が注入され発光する(非特許文献4参照)。そのため、上記界面では、ラジカル化された有機化合物が直接金属酸化物層に接しており、そこでの化学的劣化が無視できないと考えている。その結果、金属酸化物層上には結合を有さない劣化物が蓄積され、キャリア注入を阻害し、さらなる劣化の要因になっている。これが、自己組織化単分子膜を有さない比較例1−2の劣化メカニズムである。本発明では、この界面に自己組織化単分子膜を挿入した。正孔は同様に電子注入性金属酸化物層/有機化合物層界面に蓄積される。実施例1では、エネルギー障壁がないためにスムーズに自己組織化単分子膜上に正孔は移動してなおかつ安定に存在し続ける。加えて、アンカー部位(Si−O−)の存在により、金属酸化物層とは直接接しない状況が実現できている。その距離は1nm程度のため電子の注入には支障のない程度である。結果、長期の安定性が実現できていると考えている。一方、比較例1−1では、エネルギー障壁の存在のために、容易には正孔が自己組織化単分子膜には注入されない。しかしながら、APTMS自身が双極子を持っているため、それを利用した電子注入が促進され、初期特性は比較例1−2に比して改善される。しかしながら、自己組織化単分子膜/有機化合物層界面での有機化合物または正孔注入された自己組織化単分子膜自身がラジカル化し化学的劣化を引き起こし、キャリア注入を阻害し、さらなる劣化の要因になっていると推測している。元来、APTMSには強い双極子があることから、何もない比較例1−2よりも劣化が促進されていると考えている。
これらの結果は、薄膜デバイスにおける一つの課題である界面での劣化に対して有効な手法を提供するものである。従来の劣化軽減方法は、可能な限り、界面を減らす方向へと開発は進められてきた。しかしながら、界面を利用することは薄膜デバイスの本質的な利点でもあり、素子特性を低下させていたことも少なくないのが現状である。本手法は、その特性を維持しつつ、劣化要因の一つである界面を化学結合で強固なものとし、さらには堆積するキャリアを安定に長期間保持する手法を提供したものである。その結果、薄膜デバイスの長期安定性が実現された。以上のような理由により、同様の劣化メカニズムを有する薄膜デバイス一般に利用可能な技術と考えられる。
4 and 6 show the initial characteristics (voltage-luminance) of each example and comparative example. It can be seen that each of the light emitting elements of each example exhibits the same or higher luminance than the light emitting element of the comparative example. This indicates that charge injection is performed well and quenching is reduced. This indicates that the self-assembled monolayer has an effect on the initial characteristics (luminance). In the initial characteristics, it can be seen that the self-assembled monolayer APTMS having an energy barrier also shows the same effect in the main carrier that does not show cation stability and in the opposite carrier shown in Comparative Example 1-1. Although not shown here, the values of current density were almost the same in each example and each comparative example. Therefore, the magnitude of the luminance shows the magnitude of the efficiency as it is, and the self-assembled monolayer is efficient. It was also shown that it works effectively.
5 and 7 show the life characteristics (time-current) of each example and each comparative example. Each of the light-emitting elements in each example is shown to be excellent in long-term stability as compared with all corresponding light-emitting elements of comparative examples. More specifically, since the horizontal axis is a logarithmic display, it was shown that there was an improvement effect over several digits. What is interesting is that when Example 1 and Comparative Example 1-1 were compared, there was a large difference in long-term stability even though the initial characteristics were equivalent. This indicates that a self-assembled monolayer that does not belong to this concept has no effect on the device lifetime. Further, in reality, the lifetime characteristics are worse than those of Comparative Example 1-2 that does not include a self-assembled monolayer, and the self-assembled monolayer promotes deterioration.
The mechanism of these results will be described using Example 1 and Comparative Examples 1-1 and 1-2 as examples.
The driving mechanism of this device is that holes are accumulated at the electron-injecting metal oxide layer / organic compound layer interface, and electrons are injected to emit light (see Non-Patent Document 4). For this reason, at the interface described above, the radicalized organic compound is in direct contact with the metal oxide layer, and chemical degradation there cannot be ignored. As a result, deteriorated substances having no bonds are accumulated on the metal oxide layer, which inhibits carrier injection and causes further deterioration. This is the deterioration mechanism of Comparative Example 1-2 that does not have a self-assembled monolayer. In the present invention, a self-assembled monolayer was inserted into this interface. Holes are similarly accumulated at the electron injecting metal oxide layer / organic compound layer interface. In Example 1, since there is no energy barrier, holes move smoothly on the self-assembled monolayer and still exist stably. In addition, due to the presence of the anchor portion (Si—O—), a situation in which the metal oxide layer does not directly contact can be realized. Since the distance is about 1 nm, there is no hindrance to electron injection. As a result, we believe that long-term stability has been achieved. On the other hand, in Comparative Example 1-1, holes are not easily injected into the self-assembled monolayer due to the existence of an energy barrier. However, since APTMS itself has a dipole, electron injection using it is promoted, and the initial characteristics are improved as compared with Comparative Example 1-2. However, the organic compound or the hole-injected self-assembled monolayer itself at the interface of the self-assembled monolayer / organic compound layer is radicalized and causes chemical degradation, which inhibits carrier injection and causes further degradation. I guess it has become. Originally, since APTMS has a strong dipole, it is considered that deterioration is promoted more than Comparative Example 1-2, which has nothing.
These results provide an effective technique for deterioration at the interface, which is one problem in thin film devices. Conventional degradation mitigation methods have been developed to reduce the interface as much as possible. However, the use of the interface is also an essential advantage of the thin film device, and the present situation is that the element characteristics are often deteriorated. This method provides a method of maintaining the characteristics, strengthening the interface, which is one of the deterioration factors, by chemical bonding, and maintaining the deposited carriers stably for a long period of time. As a result, long-term stability of the thin film device was realized. For the reasons as described above, it is considered that the technology can be generally used for thin film devices having the same deterioration mechanism.

1……有機無機ハイブリッド型薄膜電界発光素子 2……基板 3……陰極 4……有機化合物層 5……陽極 6……電子注入性金属酸化物層 7……正孔注入性金属酸化物層 8……自己組織化単分子層 11……高分子有機薄膜電界発光素子 17……正孔注入/輸送層   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Organic-inorganic hybrid type thin film electroluminescent element 2 ... Substrate 3 ... Cathode 4 ... Organic compound layer 5 ... Anode 6 ... Electron injection metal oxide layer 7 ... Hole injection metal oxide layer 8 …… Self-assembled monolayer 11 …… Polymer organic thin film electroluminescent device 17 …… Hole injection / transport layer

Claims (5)

陽極および基板上にある陰極と、前記陽極と前記陰極とに挟まれた1層または複数層の有機化合物層とを有し、更に、基板上にある陰極上に、電子注入性金属酸化物層を有し、該電子注入性金属酸化物層上に隣接して、電子にとってエネルギー障壁となり、正孔にとってエネルギー障壁とならない自己組織化単分子膜を有し、該自己組織化単分子膜上に隣接して該有機化合物層があり、当該隣接して設けられる有機化合物層の最高被占軌道もしくは価電子帯の最高エネルギー準位は、該電子注入性金属酸化物層の最高被占軌道もしくは価電子帯の最高エネルギー準位よりも高いことを特徴とする有機薄膜電界発光素子。 An anode and a cathode on the substrate; and one or more organic compound layers sandwiched between the anode and the cathode; and an electron injecting metal oxide layer on the cathode on the substrate the a, adjacent to the electronic injection metal oxide layer becomes an energy barrier for electrons, have a self-assembled monolayer that do not energy barrier for holes, to the self-assembled monolayer on The organic compound layer is adjacent to the organic compound layer provided adjacent to the highest occupied orbital or the highest energy level of the valence band is the highest occupied orbital or valence of the electron injecting metal oxide layer. An organic thin film electroluminescent device characterized by being higher than the highest energy level of the electron band . 前記電子注入性金属酸化物層を形成する金属酸化物薄膜が酸化チタン薄膜を含む請求項1記載の有機薄膜電界発光素子。 2. The organic thin film electroluminescent device according to claim 1, wherein the metal oxide thin film forming the electron injecting metal oxide layer includes a titanium oxide thin film. 請求項1又は2に記載の有機薄膜電界発光素子に具備される自己組織化単分子膜が、下記一般式(1)で表される化合物より得られることを特徴とする自己組織化単分子膜用材料。
Figure 0005620163
式中R,R,Rはアルコキシル基またはハロゲン原子であり、Xは連結基であり、Yは機能基である。Yは、主たるキャリアが電子である界面においてはラジカルカチオンが安定な構造であり、主たるキャリアが正孔である界面においてはラジカルアニオンが安定な構造である官能基を表す。
A self-assembled monomolecular film provided in the organic thin film electroluminescent device according to claim 1 or 2 is obtained from a compound represented by the following general formula (1): Materials.
Figure 0005620163
In the formula, R 1 , R 2 and R 3 are alkoxyl groups or halogen atoms, X is a linking group, and Y is a functional group. Y represents a functional group in which a radical cation is a stable structure at an interface where the main carrier is an electron, and a radical anion is a stable structure at an interface where the main carrier is a hole.
前記自己組織化単分子膜用材料のSi−X−Yの分子鎖長が2nm以下であることを特徴とする請求項3記載の自己組織化単分子膜用材料。 The self-assembled monolayer material according to claim 3, wherein the molecular chain length of Si-XY of the self-assembled monolayer material is 2 nm or less. 請求項1又は2に記載の有機薄膜電界発光素子を備えることを特徴とする照明装置。 An illuminating device comprising the organic thin film electroluminescent element according to claim 1.
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