JP2009506554A - 有機デバイス用のカプセル化電極 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】有機感光性オプトエレクトロニクスデバイスは、その電極によってカプセル化される(封入される)有機光伝導性材料内に形成される。透明基板上に堆積される第1導電性材料を含む第1透明膜が提供される。第1導電性材料上に第1光導電性有機材料が配置される。金属が第1光導電性有機材料上を1nm/秒以下の初速度で堆積され、第1光導電性有機材料のいかなる露出部分および露出された該第1光導電性有機材料とのいかなる界面部分を厚み10nm以上で完全に被覆する。10nm以上の厚みが得られた後、第1光導電性有機材料の露出されていた部分および露出されていた該第1光導電性有機材料との界面部分を完全に覆う金属の累積厚みが少なくとも250nmになるまで、少なくとも初速度の3倍に増加された速度でスパッタする。
【選択図】図9D
Description
請求項に記載された発明は、共同大学法人研究契約にかかる次の1以上の団体:プリンストン大学、サザンカリフォルニア、グローバルフォトニックエナジーコーポレーションのため、および/または、これらに関連してなされたものである。契約は請求項に記載された発明がなされたときまたはそれ依然から効力を発揮し、請求項に記載された発明は契約の範囲内の活動の結果としてなされたものである。
有機感光性デバイスは、続けて電子と正孔に分離する励起子を生成するために光が吸収される少なくとも一つの光活性領域を有する。図2は、光活性領域150がドナー−アクセプタヘテロ接合を有する有機感光性オプトエレクトロニクスデバイス100の実施形態を示す。「光活性領域」は、電流を生成するために分離する励起子を生成するために電磁放射を吸収する感光性デバイスの一部である。デバイス100は、基板110の上に、アノード120、アノード平滑化層122、ドナー152、アクセプタ154、励起子ブロック層(EBL)156およびカソード170を有する。
単一セルの感光性デバイスおよび連続して積層された感光性デバイスは上述の方法および構造を用いて容易に(なぜなら、中間に電極がないので)形成される一方で、図8に示すようなパラレルなタンデムデバイスにカプセル化した電極を加えることは、カプセルに入れられたスタックの外部に電気的接続を必要とする。一旦有機層の堆積が始まると、紫外線(たとえば、フォトリソグラフィ)、エッチング液などの有機分子にダメージを与えるものを用いるパターニング工程を回避することが好ましい。したがって、そのようなプロセスを必要とするパターニングステップは、第1有機層の堆積の前に、好ましくは実行される。
図21Fにおいて、透明導電体964が堆積され、透明導電体920に接触せずに、導体962への電気的接続を形成する。透明導電体964は、金属代替物または薄い金属フィルムのいずれでもよい。
8 励起子、
100 有機感光性オプトエレクトロニクスデバイス、
110 基板、
120 アノード、
122 アノード平滑化層、
150 光活性領域、
152 ドナー、
153 混合ヘテロ接合、
154 アクセプタ、
156 ブロック層、
170 カソード、
190 構成、
252 ドナー材料、
254 アクセプタ材料、
300 有機感光性オプトエレクトロニクスデバイス、
320 透明コンタクト、
350 光活性領域、
358 有機光伝導性層、
370 ショットキーコンタクト、
400 デバイス、
460 中間伝導層、
461 再結合中心、
500 デバイス、
920 底部電極、
921 金属ライン、
930 犠牲マスク、
931 犠牲マスク、
940 絶縁体、
941 不導体材料、
942 非導電材料、
950 有機光導電層、
960 導体、
962 導体、
964 透明導電体、
970 カプセル化電極、
970 金属、
971 金属、
972 金属層、
980 溝。
Claims (22)
- 透明基板上に配置され、第1電気導電材料を含む第1透明フィルムを提供し、
第1電気導電材料上に第1光伝導性有機材料を堆積し、
前記第1光伝導性有機材料上に、1nm/s以下の初速度で第1金属を堆積し、厚みが10nm以上になるまで、前記第1光伝導性有機材料のあらゆる露出部分と、前記第1光伝導性有機材料とのあらゆる露出された界面を、完全に被覆し、
10nm以上の厚みが得られた後、初速度の少なくとも3倍に増加された速度で第2金属をスパッタリングし、前記第1光伝導性有機材料の以前に露出されていた部分と、前記第1光伝導性有機材料との以前に露出されていた界面とを完全に被覆する第1および第2金属の累積厚みを少なくとも250nmにする有機感光性光電子デバイス形成方法。 - 1nm/s以下の初速度での第1金属の堆積は、スパッタリングによって実行される請求項1に記載の有機感光性光電子デバイス形成方法。
- 初速度から増加した速度への移行は、連続的な中断されないスパッタリングプロセスとして実行される請求項2に記載の有機感光性光電子デバイス形成方法。
- 初速度から増加した速度への移行は、第1金属の厚みが30nm以上になったときに起こる請求項3に記載の有機感光性光電子デバイス形成方法。
- 1nm/s以下の初速度での第1金属の堆積は、熱真空堆積により実行される請求項1に記載の有機感光性光電子デバイス形成方法。
- 増加された速度は、1から10nm/sの範囲である請求項1に記載の有機感光性光電子デバイス形成方法。
- 初速度で堆積された第1金属との累積厚みが250nmから2.5μmの間になるまで、第2金属は増加された速度でスパッタリングされる請求項1に記載の有機感光性光電子デバイス形成方法。
- 累積厚みが250nmから2.5μmの間の第1および第2金属は、共に、浸透性が、H2Oに対して5×10−6g/m2/日(25℃)以下で、O2に対して5×10−6cm3/m2/日/atm(25℃)以下である請求項7に記載の有機感光性光電子デバイス形成方法。
- 浸透性は、H2Oに対して1×10−6g/m2/日(25℃)以下で、O2に対して1×10−6cm3/m2/日/atm(25℃)以下である請求項8に記載の有機感光性光電子デバイス形成方法。
- 第1および第2金属と前記第1光伝導性有機材料とは、1cm2以上の相互に被覆しない連続的な領域がある請求項1に記載の有機感光性光電子デバイス形成方法。
- 第1および第2金属と前記第1光伝導性有機材料とは、10cm2以上の相互に被覆しない連続的な領域がある請求項10に記載の有機感光性光電子デバイス形成方法。
- 前記第1光伝導性有機材料を堆積する前に、さらに、非導電材料を堆積し、パターニングする請求項1に記載の有機感光性光電子デバイス形成方法。
- 非導電材料が、第1導電材料と重なり、第1導電材料の一部が、前記第1光伝導性有機材料の以前に露出されていた部分を被覆する第1および第2金属から電気的に絶縁された配線コンタクトを提供するために、非導電材料の下方から伸延する請求項12に記載の有機感光性光電子デバイス形成方法。
- 前記第1光伝導性有機材料の堆積の前に、第1導電材料から電気的に絶縁されるように配置される第2導電材料を提供し、
前記第1光伝導性有機材料の堆積の前に、第2導電材料上の非導電材料を堆積およびパターニングし、
前記第1光伝導性有機材料上に第3導電材料を含む第2透明フィルムを堆積し、ここで、第3導電材料の一部が第2導電材料と物理的に接触し、第3導電材料が第1導電材料から電気的に絶縁されるように堆積されており、
第3導電材料を含む前記第2透明フィルム上に第2光伝導性有機材料を堆積し、
ここで、第1および第2金属も、前記第2光伝導性有機材料のあらゆる露出部分と、前記第2光伝導性有機材料とのあらゆる露出された界面を完全に被覆し、第1導電材料に電気的に接続され第2および第3導電材料から電気的に絶縁される第1および第2光伝導性有機材料の以前に露出されていた部分を第1および第2金属が被覆する請求項1に記載の有機感光性光電子デバイス形成方法。 - 第1導電材料および第2導電材料は、同じ材料である請求項14に記載の有機感光性光電子デバイス形成方法。
- 第1有機材料上に第2光伝導性有機材料を堆積することをさらに含み、第1および第2が平面、バルク、またはハイブリッドドナー−アクセプタヘテロ接合を形成し、前記第2光伝導性有機材料のあらゆる露出部分と前記第2光伝導性有機材料とのあらゆる露出された界面を第1および第2金属が完全に被覆する請求項1に記載の有機感光性光電子デバイス形成方法。
- 第2光伝導性有機材料を第1有機材料と共に堆積することをさらに含み、第1および第2が混合、バルク、またはハイブリッドドナー−アクセプタヘテロ接合を形成し、前記第2光伝導性有機材料のあらゆる露出部分と前記第2光伝導性有機材料とのあらゆる露出された界面を、第1および第2金属が完全に被覆する請求項1に記載の有機感光性光電子デバイス形成方法。
- 第1金属および第1光伝導性有機材料は、ショットキーバリアヘテロ接合を形成する請求項1に記載の有機感光性光電子デバイス形成方法。
- 複数の近接したセルを透明基板上に形成するために、第1金属の堆積および第2金属のスパッタリングの間、シャドウマスキングすることをさらに有し、各セルは、第1光伝導性有機材料を含む少なくとも1つの光活性領域を含み、直列に電気的に接続されている請求項1に記載の有機感光性光電子デバイス形成方法。
- 複数の近接したセルを透明基板上に形成するために、第1金属の堆積および第2金属をレーザエッチングすることをさらに有し、各セルは、第1光伝導性有機材料を含む少なくとも1つの光活性領域を含み、直列に電気的に接続されている請求項1に記載の有機感光性光電子デバイス形成方法。
- 第1金属および第2金属は同じ材料である請求項1に記載の有機感光性光電子デバイス形成方法。
- 第1金属および第2金属は異なる材料である請求項1に記載の有機感光性光電子デバイス形成方法。
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