真空チャンバー内の不純物が有機 EL素子の寿命に与える影響
Influence of vacuum chamber impurities on the lifetime of organic light-emitting diodes
2016年12月13日 Scientific Reports 6 : 38482 doi: 10.1038/srep38482
我々は、有機EL素子の製作に用いた真空チャンバー内の不純物が素子寿命に与える影響を評価し、素子寿命と素子製作時間の間に相関関係があることを見いだした。真空チャンバーの清浄度は、高真空排気した真空チャンバー内に滞在させたITO基板の接触角を測定することで評価した。真空チャンバー内の不純物は、 素子製作前に真空チャンバー内に滞在させたSiウエハーに付着した物質を、液体クロマトグラフ質量分析計（LC-MS）を用いて分析することで調べた。驚くべきことに、真空チャンバーと蒸着源が室温であるにもかかわらず、過去に蒸着した有機材料や、真空チャンバーの部品に由来すると考えられる可塑剤など、さまざまな物質が検出された。我々は、発光層の蒸着前後に不純物にさらされる時間だけを変化させた素子においても、真空チャンバー内の残留水分量の違いではなく、不純物が素子寿命変動の原因となっていることを示した。これらの結果は、真空チャンバー内に浮遊している不純物が素子寿命と再現性に大きな影響を及ぼすことを示唆している。
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We evaluated the influence of impurities in the vacuum chamber used for the fabrication of organic light-emitting diodes on the lifetime of the fabricated devices and found a correlation between lifetime and the device fabrication time. The contact angle of the ITO substrates stored the chamber under vacuum were used to evaluate chamber cleanliness. Liquid chromatography-mass spectrometry was performed on Si wafers stored in the vacuum chamber before device fabrication to examine the impurities in the chamber. Surprisingly, despite the chamber and evaporation sources being at room temperature, a variety of materials were detected, including previously deposited materials and plasticizers from the vacuum chamber components. We show that the impurities, and not differences in water content, in the chamber were the source of lifetime variations even when the duration of exposure to impurities only varied before and after deposition of the emitter layer. These results suggest that the impurities floating in the vacuum chamber significantly impact lifetime values and reproducibility.
