JP2014526151A - ドーパント注入層 - Google Patents
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Abstract
【選択図】 図1
Description
本出願は、「ドーパント注入層」と題された、2011年8月2日に出願された米国仮出願第61/514,425号の優先権を主張し、その全体は、参照によりここに組み込まれる。
本発明は、電子デバイスにおける改善された性能のための、イオンを注入するためのソース層の使用に関する。
発光電気化学セルは、共役ポリマー系発光デバイスへの電子および正孔の注入の障壁を狭めるために可動イオンを利用する。Peiらに対する米国特許第5,682,043号は、そのような例のデバイスを示している。これらのデバイスは、カソードとして、低仕事関数の金属を使用する必要がない。これらのデバイスは、適度に高いデバイス効率および低い動作電圧を達成することができる。しかしながら、米国特許第5,682,043号に記載されているように、これらのデバイスのターンオン速度は、比較的遅い。さらに、デバイスは、等しいカチオンおよびアニオン濃度を有し本質的に電荷中性であるが、等しいカチオンおよびアニオン濃度の存在は、最適でないであろう。
本発明は、電子デバイスのための等電位ソース層を使用し、ここで前記ソース層は電子デバイスの活性層中に優先的に注入される電荷のイオンを供給し、前記注入されるイオンの電荷は前記等電位ソース層に印加される相対的なバイアスの符号と同じ符号を有するようになっている。前記ソース層はイオンのための比較的高い拡散性を有する少なくとも1つの成分を有する複合イオンドーパント注入層を含んでいてもよい。前記複合イオンドーパント注入層は金属導電粒子およびイオン担持マトリックスを含んでいてもよい。前記複合イオンドーパント注入層は連続的な金属導電ネットワークおよびイオン担持マトリックスを含んでいてもよい。前記金属ネットワークは金属ナノワイヤーまたは導電ナノチューブを含む。イオン担持マトリックスは導電ポリマーを含んでいてもよい。
いくつかの活性層半導体について、例えば、カソード界面近傍の高いカチオン濃度を有するカソードからの注入を優先的に促進し、アニオン濃度を制限することがより有利であり得る。このことは、優先的に電子注入を促進し、より良いe/hバランスを作って、デバイスの量子効率を増大させ、一方で消光、および不必要に高いアニオン濃度のような過剰ドーパントイオンによる他の寿命劣化効果を最小にすることができる。
ηext = ηphηint = ηphγΦηex
ここで、
ηext = 外部効率
ηph = 光子のアウトカップリング効率
ηint = 内部効率
γ = 電子対正孔の比、典型的には≦1。この不均衡のためにエネルギー損失がある。
Φ = エミッターの発光再結合の量子効率。
ηex = スピン統計に基づく、発光励起の割合。
・100g Agロット10−243−1(AG752(Add−Vision/導電化合物Agペースト配合 約70%のAg量、約8%のマトリックス固体、残部の溶媒および揮発性物質を有する非フレークAg粒子をベースとする)
・200mgのガンマ ブチロラクトン溶媒
・200mgのBMPYRTFSI(イオン液体ブチルメチルピロロジニウムトリフレートスルフィミド)
・70mgのTBATFSI(テトラブチルアンモニウムトリフレートスルフィミド)
この配合物では、Agバインダーに対して約3.3%のイオン濃度を使用する(重量で)。これらの配合物について測定された粘度は、標準的なAg配合物10−243−1については193,750cPであり、特定の「ソルティな」Ag配合物10−243−1−イオン1については197,500cPである。
約10倍だけのカソードドーピング濃度のさらなる低減は、以前として、対照に対してデバイスへの悪影響を示した(図示せず)。バイアスされ、ドープされたカソードデバイスにおけるイオン分布の一般化された図を図5A〜5Cに示す。これらの結果は、以下の仮説をサポートしている:
(a)アニオンのより高い濃度は、アノード/LEP注入障壁を低下させ、デバイスへの正孔注入を増加させる。これは、定電流動作の下でより低いバイアス電圧をもたらす。より低い印加電圧において、今や大きい正孔電流が可能なためである。多くのOLEDデバイスは既に電子不足であるため、特に活性層HOMOレベル(価電子帯)に対して良好なアノード仕事関数を有する印刷されたカソードデバイスは、より高い相対正孔電流での定電流駆動下で、e/hバランスはさらに正孔リッチへと押し動かされ、効率、従って輝度寿命が減少する。
Claims (8)
- 電子デバイスのための等電位ソース層であって、前記ソース層は前記電子デバイスの活性層へ優先的に注入される電荷のイオンを供給し、前記注入されるイオンの電荷は前記等電位ソース層に印加される相対的なバイアスの符号と同じ符号を有する、等電位ソース層。
- 請求項1の等電位ソース層を含む電子デバイスであって、前記ソース層はイオンのための比較的高い拡散性を有する少なくとも1つの成分を有する複合イオンドーパント注入層を含む、デバイス。
- 請求項2のデバイスであって、前記複合イオンドーパント注入層は金属導電粒子およびイオン担持マトリックスを含む、デバイス。
- 請求項2のデバイスであって、前記複合イオンドーパント注入層は連続的な金属導電ネットワークおよびイオン担持マトリックスを含む、デバイス。
- 請求項4のデバイスであって、前記金属ネットワークは金属ナノワイヤーまたは導電ナノチューブを含む、デバイス。
- 請求項3または4のデバイスであって、前記イオン担持マトリックスは導電ポリマーを含む、デバイス。
- 請求項2〜6のいずれかのデバイスであって、前記デバイスは、透明なアノード、前記活性層に隣接した追加の可動イオンドーパントをもち、前記透明アノードに接触している導電ポリマー層を含む、デバイス。
- 請求項2〜7のいずれかのデバイスであって、前記デバイスは透明なカソードおよびドープされたアノードを含み、前記ドープされたアノードは電気的に連続した金属元素のネットワークとイオン担持マトリックスとの複合体である、デバイス。
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