JP2008014668A - 有機材料の評価装置及び評価方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】有機材料の評価装置であって、有機デバイスへ所定の波長の単色光を所定のタイミングと強度で照射する単色光照射部26と、所定のタイミングと電圧強度で電圧を印加する電圧パルス発生部20と、所定のタイミングで有機材料のインピーダンスを検出するインピーダンス計測部22を備える。装置制御部40が、それらの各部での条件、測定を制御し、入射単色光と印加パルス電圧とインピーダンスとの対応関係を検出する。例えば、入射光のエネルギに対する有機材料のキャパシタンスの変化量を求めることで有機材料のバンドギャップ内準位の欠陥などに起因した深い準位を評価でき、デバイスの特性・信頼性を評価することが可能となる。
【選択図】図1
Description
本発明の実施形態1に係る有機材料の評価装置及び評価方法は、有機ELや有機トランジスタなどの有機エレクトロニクス・デバイス全般に適用可能であるが、以下では有機EL素子に適用した場合の例を挙げて説明する。実施形態1では、有機材料の初期特性について評価している。
図6に、実施形態2に係る測定対象及び評価装置の構成を示す。評価装置の構成は実施形態1と同じであるが、測定対象を有機ELディスプレイ30とした。また、実施形態2では、このようなディスプレイの通電劣化前後の特性を評価しており、図7は、このディスプレイ30の通電劣化前後の特性評価結果を示す。なお、初期特性は、実施形態1と同様にして測定できる。
次に、図8を参照して、より高速に有機材料を評価するための方法について説明する。この方法では、高速測定モード(S1〜S6)と、前記高速測定モードに続いて実行される詳細測定モード(S7〜S11)とを設け、高速測定モード(前測定)での波長ステップ幅を詳細測定モードにおける前記波長ステップ幅よりも大きく設定し、まず、測定対象である有機材料のエネルギー−変化率の全体スペクトルを取得するのである。そして、有機材料の測定目標のバンドギャップ内準位を含む分光波長領域を決定し、この分光波長領域に対し、詳細測定モード(本測定)にて測定を実行する。なお、上記実施形態1、2において説明した測定に適用することができる。
次に、有機材料に対する注入電荷エネルギを変更した場合の評価の例を示す。図9は、実施形態1の有機EL素子において、有機層としてAlq3発光層を用い、パルス電圧のパルス幅Wpは10msで一定とし、電圧値Vpを0V、−1V、−3V、−5V、−7Vに設定した特性を示している。図10は、図9の有機材料のバンドギャップ準位内における様子を説明している。
Claims (10)
- 有機材料の評価装置であって、
有機材料に対し所定の波長の単色光を所定のタイミングと強度で照射する単色光照射手段と、
前記有機材料に所定のタイミングで所定電圧強度のパルス電圧を印加するための電圧パルス発生手段と、
前記有機材料のインピーダンスを検出するインピーダンス計測手段と、
入射単色光と印加パルス電圧とインピーダンスとの対応関係を検出する対応関係検出手段と、を有し、
検出した対応関係に基づき有機材料を評価することを特徴とする有機材料の評価装置。 - 請求項1に記載の評価装置において、
前記対応関係検出手段は、
所定のタイミングで印加する前記パルス電圧による前記有機材料への電荷注入と、前記単色光の分光照射による光学励起と、に基づくキャパシタンス又はコンダクタンスの変化率を所定の間隔で測定し、前記対応関係を求めることを特徴とする有機材料の評価装置。 - 有機材料の評価方法であって、
単色光照射手段により、前記有機材料に対し所定の波長の単色光を所定のタイミングと強度で照射し、
電圧パルス発生手段により、前記有機材料に所定のタイミングで所定電圧強度のパルス電圧を印加し、
インピーダンス計測手段により、前記有機材料のインピーダンスを検出し、
前記パルス電圧印加後の所定波長の単色光照射環境下での前記インピーダンスに基づいて、
照射した前記単色光の波長と、キャパシタンス又はコンダクタンスの変化率との対応関係に基づいて前記有機材料の特性を評価することを特徴とする有機材料の評価方法。 - 請求項3に記載の評価方法において、
所定タイミングで印加する前記パルス電圧による有機材料への電荷注入と、前記単色光の分光照射による光学励起と、に基づくキャパシタンスあるいはコンダクタンスの変化率を所定の間隔で測定し、前記対応関係を求めることを特徴とする有機材料の評価方法。 - 請求項2〜請求項4のいずれか一項に記載の装置又は方法において、
有機材料のキャリア追随性に応じて、100kHz以下の低周波の測定周波数で前記キャパシタンス又は前記コンダクタンスを測定することを特徴とする有機材料の評価装置又は評価方法。 - 請求項2〜請求項5のいずれか一項に記載の装置又は方法において、
前記キャパシタンス又は前記コンダクタンスの測定時に、前記電圧パルス発生手段から前記有機材料に印加される測定電圧は、有機材料の絶縁特性に応じたゼロバイアスレベル又はゼロバイアスレベル近傍であることを特徴とする有機材料の評価装置又は評価方法。 - 請求項1〜請求項6のいずれか一項に記載の装置又は方法において、
前記照射される単色光の分光強度は、レンズ機構によって可変であり、
前記有機材料の光学励起特性に応じて前記分光強度を増加させ、測定に要する光学励起時間を変更することを特徴とする有機材料の評価装置又は評価方法。 - 請求項1〜請求項7のいずれか一項に記載の装置又は方法において、
前記照射する単色光は、その波長を長波長から短波長の順に変更し、
前記有機材料のバンドギャップ内準位を、エネルギー的に浅い方向から深い方向へ順次検出することを特徴とする有機材料の評価装置又は評価方法。 - 請求項8に記載の装置又は方法において、
高速測定モードと、前記高速測定モードに続いて実行される詳細測定モードとを有し、
前記高速測定モードにおける長波長から短波長への波長ステップ幅は、前記詳細測定モードにおける前記波長ステップ幅よりも大きく、
前記高速測定モードにおいて、得られた入射単色光と印加パルス電圧とインピーダンスとの対応関係に基づいて、前記有機材料の測定目標のバンドギャップ内準位を含む分光波長領域を決定し、
前記詳細測定モードでは、前記決定した分光波長領域に対し、長波長から短波長への波長ステップ幅を詳細モード用に切り替え、入射単色光と印加パルス電圧とインピーダンスとの対応関係に基づいて、前記有機材料の評価を行うことを特徴とする有機材料の評価装置又は評価方法。 - 請求項1〜請求項9のいずれか一項に記載の装置又は方法において、
前記対応関係から、前記有機材料中の欠陥準位又は不純物準位の両方又は一方を求め前記有機材料を評価することを特徴とする有機材料の評価装置又は評価方法。
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