JP2008522395A - ドープト層を有する有機発光ダイオード - Google Patents
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Abstract
Description
基板、
電極の種類はアノード及びカソードに相当するとして、基板と同一側の第1の種類の下部電極、及び基板と反対側の第2の種類の上部電極、
下部電極と上部電極との間に挿入された有機放射性エレクトロルミネセント層、並びに
一方の電極と接触している少なくとも1つドープト有機層であり、該電極とエレクトロルミネセント層との間に挿入され、接触している電極がカソードであるときドナードーパントでドープされており、且つ/或いは接触している電極がアノードであるときアクセプタドーパントでドープされている有機層、
を有する有機発光ダイオードに関する。
− 電荷注入障壁の低下、
− 電荷注入層及び輸送層がドーピングのおかげで高い導電率を有することによる、これらの層における抵抗損の低減。
基板、
電極の種類はアノード及びカソードに相当するとして、基板と同一側の第1の種類の下部電極、及び基板と反対側の第2の種類の上部電極、
下部電極と上部電極との間に挿入された有機放射性エレクトロルミネセント層、並びに
一方の電極と接触している少なくとも1つドープト有機層であり、該電極とエレクトロルミネセント層との間に挿入され、接触している電極がカソードであるときドナードーパントでドープされており、且つ/或いは接触している電極がアノードであるときアクセプタドーパントでドープされている有機層、
を有し、
少なくとも1つのドープされた有機層のドーピングレベルは、該有機層が接触している電極と該有機層との界面において、該有機層の中心部においてよりも高くされている。
− SIMS(二次イオン質量分析);
− RBS(ラザフォード後方散乱);
− NRA(核反応分析)。
− 電極2上に堆積される層3の最初の10nmから20nmに対し、10nm当たり30mVの標準抵抗端子間電圧の変化、及び
− 続いて堆積される具体的には層3の中心部に相当する何十nmかに対し、10nm当たり12mVのみの標準抵抗端子間電圧の変化。
− ドープト層3とエレクトロルミネセント層5との間の、有機材料O4から成る正孔阻止層4、及び
− エレクトロルミネセント層5とドープト層7との間の、有機材料O5から成る電子阻止層6。
− 約150nmの厚さを有するITOで形成された金属層20。
− 40nmの厚さを有する、バイエル社からの商品名BAYTRON VPAI 4083又はBAYTRON VPCH 8000のPEDOT−PSSで形成された層21;
この層は有利なことにスピンコーティングによって製造され、非常に良好な平坦性を確実にするが、このことは良好なダイオード性能を実現することと、上部層の厚さ、ひいてはコストを抑制することとに非常に有利である。このことはまた、ここでは電子を輸送するためにPEDOT−PSS材料が使用されているので、カソードの動作にも寄与する。必要であれば、この層の厚さは実質的に、より厚くされてもよい。
− 100nmの厚さを有する、セシウムを用いてn型ドープされた4,7-ジフェニル−1,10-フェナントロリン(“Bphen”)で形成された下部層3;
セシウムのドーピングレベルは、上述のように、下部電極との界面において該層の中心部で得られる導電率より3倍高い導電率を得られるように適合されている。この層の中心部分のドーピングレベルは、エレクトロルミネセント層5の発光効率を制限する虞を生じさせるセシウムの拡散の虞を抑制するように十分に低くされる一方で、ダイオード内の抵抗損を抑制することが可能な導電率レベルが得られるように十分に高くされることが好ましい。
− 10nmの厚さを有する、アンドープの4,7-ジフェニル−1,10-フェナントロリン(Bphen)で形成された正孔阻止層4。
− 赤色の放射線を放出可能な、20nmの厚さを有するエレクトロルミネセント層5;
この層の材料は、2004“TER-004”と呼ばれるリン光性ドーパントを用いて20重量%までドープされた2004“TMM-004”と呼ばれる製品としてコビオン社から供給されている。
− 10nmの厚さを有する、コビオン社からの“SPIRO TAD”と呼ばれる電子阻止層6。
− Novaled社からのNDP2と呼ばれる製品を用いて2重量%までp型ドープされたコビオン社からの“SPIRO TTB”で形成された、100nmの厚さを有する上部層7;
ここでは、この層の厚さの全体にわたってドーピングレベルはほぼ一定である。
− 約80nmの厚さを有するSiOから成る封止・保護層で覆われた、アノードとして機能する約15nmの厚さを有する金属銀層。
Claims (10)
- 基板、
電極の種類はアノード及びカソードに相当するとして、基板と同一側の第1の種類の下部電極、及び基板と反対側の第2の種類の上部電極、
下部電極と上部電極との間に挿入された有機放射性エレクトロルミネセント層、並びに
一方の電極と接触しているドープされた有機材料から成り、該電極とエレクトロルミネセント層との間に挿入されている少なくとも1つ層であり、前記有機材料は、接触している電極がカソードであるときドナードーパントでドープされており、且つ/或いは接触している電極がアノードであるときアクセプタドーパントでドープされている少なくとも1つの層、
を有する有機発光ダイオードであって:
少なくとも1つのドープされた有機層のドーピングレベルは、該有機層が接触している電極と該有機層との界面において、該有機層の中心部においてよりも高いことを特徴とするダイオード。 - 接触している電極がカソードであるとき、ドナードーパントは前記ドープされた材料のLUMO準位付近の電子エネルギー準位密度を増大させることができ、接触している電極がアノードであるとき、アクセプタドーパントは前記ドープされた材料のHOMO準位付近の正孔エネルギー準位密度を増大させることができることを特徴とする請求項1に記載のダイオード。
- 前記ドープされた有機層の材料のドーパント濃度が、該層が接触している電極と反対側の該層の境界において0又は実質的に0であるとき、該層の0又は実質的に0の濃度を有する薄層部の厚さは、0でないドーパント濃度を有する薄層部の厚さより厳格に小さいことを特徴とする請求項1又は2に記載のダイオード。
- 接触している電極がカソードであるとき、ドナードーパントのHOMO準位エネルギー又はイオン化ポテンシャルと前記有機材料のLUMO準位エネルギーとの間の絶対値での差は5eV未満であり、且つ/或いは接触している電極がアノードであるとき、アクセプタドーパントのLUMO準位エネルギー又は電子親和力と前記有機材料のHOMO準位エネルギーとの間の絶対値での差は5eV未満であることを特徴とする請求項1乃至3の何れか一項に記載のダイオード。
- 前記ドープされた層と接触している電極がカソードであるとき、ドナードーパントのHOMO準位エネルギー又はイオン化ポテンシャルは、前記ドープされた層の有機材料のLUMO準位エネルギーより高く、且つ/或いは前記ドープされた層と接触している電極がアノードであるとき、アクセプタドーパントのLUMO準位エネルギー又は電子親和力は、前記ドープされた層の有機材料のHOMO準位エネルギー以下であることを特徴とする請求項4に記載のダイオード。
- 0.2eVより大きいポテンシャル障壁が前記界面に存在していることを特徴とする請求項1乃至5の何れか一項に記載のダイオード。
- 前記ドープされた有機層の材料の平均導電率は、前記界面に位置し電極と接触している10nm厚さの該層の薄層部において、該電極から20nm以上離れた該ドープされた有機層の中心部に位置する少なくとも10nm厚さの薄層部においてより3倍以上高いことを特徴とする請求項1乃至6の何れか一項に記載のダイオード。
- 前記ドープされた有機層の材料の平均ドーパント濃度は、前記界面に位置し電極と接触している該層の薄層部において、該電極から10nm以上離れた該ドープされた有機層の中心部に位置する薄層部においてより3倍以上高いことを特徴とする請求項1乃至6の何れか一項に記載のダイオード。
- 少なくとも1つのドープされた有機層とエレクトロルミネセント層との間に挿入され、該ドープされた有機層がカソードと接触しているとき正孔を阻止し、且つ該ドープされた有機層がアノードと接触しているとき電子を阻止する有機阻止層を有することを特徴とする請求項1乃至8の何れか一項に記載のダイオード。
- 請求項1乃至9の何れか一項に記載のダイオードのアレイを有する照明パネル又は画像ディスプレー画面であって、前記アレイのダイオード群が同一基板によって支持されていることを特徴とする照明パネル又は画像ディスプレー。
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