JP2015503202A - 有機発光素子およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
有機半導体は、単純な電子部品(例えば、抵抗器、ダイオード、電界効果トランジスタ)の製造に使用され、また、有機発光素子(例えば、OLED(有機発光ダイオード)、その他多くのもの)等の光電子部品の製造にも使用される。有機半導体およびそれを用いた素子の産業的および経済的な重要性は、有機半導体の活性層を用いる素子の種類の増大、および、それを中心に扱う産業の増大に反映されている。
本発明の目的は、発光領域にて発生した光を外に放出する効率(アウトカップリングの効率)を改善した、有機発光素子を提供することである。
−融解温度より低く、少なくとも300Kのガラス転位温度が存在する。好ましくは、材料は、室温より高い温度にて測定され得るガラス転位温度が全く存在せず、ガラス状態から直接的に結晶状態に変化するか、あるいは、ガラス状態は全く知られていない。
−全ての可視光に対する減衰係数が低い(0.1よりも小さい)とも定義される、高い透明度が存在する。
−見かけ上の色がない。
−少なくとも3eVのHOMO−LUMOギャップ。
−上記材料は、可視領域において透明である(光のギャップ>3eV)。
−OLEDに用いられるETMにとって典型的ではない、2.0eV(絶対値)よりも小さいLUMO、または、OLEDに用いられるETMにとって典型的ではない、5.5eV(絶対値)よりも大きいHOMOが存在する。
−上記輸送層において電気的なドーピングのために用いられる上記有機材料の分子量は、200g/molよりも大きく、かつ、400g/molよりも小さい(<200g/molの場合は、高すぎる揮発度を有する分子となり、>400g/molの場合は、十分に結晶化しない分子となる)。
−ドープされていない粗化層/n型のドープをされたETL/カソード
−ドープされていない粗化層/p型のドープをされたHTL/アノード。
本発明は、図面中の画像を参照して、さらなる実施形態によって下の文にて詳細に説明される。上記画像について以下に示す:
図1:有機発光素子の層状構造の(断面の)略図、
図2:下地層上に粗化層を備える層構造の(断面の)略図、
図3:下地層上に粗化層を備える層構造の(断面の)略図、
図4:粗化層を伴う下地層、および、上記粗化層の上部に堆積される粗化層(断面の)略図、
図5:有機発光素子の層状構造の(断面の)略図、
図6:サンプルの層構造について、AFM(「原子間力顕微鏡」)を用いて作成された断面測定、
図7:有機発光素子についての層状構造、
図8:有機発光素子について、SEM(「走査型電子顕微鏡」)によって得られた実験結果、
図9:有機発光素子について、SEMによって得られた実験結果、
図10:有機発光素子について、SEMによって得られた実験結果、
図11:有機発光素子について、SEMによって得られた実験結果、
図12:有機発光素子について、SEMによって得られた実験結果、
図13:有機発光素子についての層状構造、
図14:SEMによって得られた、図13における層構造を用いて調製された有機発光素子についての実験結果、
図15:SEMによって得られた、図13における層構造を用いて調製された有機発光素子についての実験結果、
図16:層状構造について、AFMによって得られた実験結果、
図17:有機発光素子についての層状構造、
図18:有機発光素子についての層状構造、および、
図19:有機発光素子について、SEMによって得られた実験結果。
7.1:ガラス基板
7.2:ITO
7.3:HT1:PD2(97:3)(層の厚さ:30nm)
7.4:HT1:PD2(99:1)(145nm)
7.5:HT1(10nm)
7.6:ABH036:NRD129(99:1)(5nm)
7.7:ABH036:NUBD369(95:5)(25nm)
7.8:ET2(10nm)
7.9:化合物(1d)−(1f)
7.10:ET2:ND2(90:10)(30nm)
7.11:Ag(100nm)
参照として、有機発光素子が、層7.9を用いないで調製された。
13.1:ガラス基板
13.2:ITO
13.3:HT1:PD2(97:3)(層の厚さ:30nm)
13.4:HT1:PD2(99:1)(145nm)
13.5:HT1(10nm)
13.6:ABH036:NRD129(99:1)(5nm)
13.7:ABH036:NUBD369(95:5)(25nm)
13.8:ET2(10nm)
13.9:化合物(1d)−(1f)
13.10:ET2:ND1(30nm)
13.11:Ag
参照として、有機発光素子が、層13.9を用いないで調製された。
17.1:ガラス基板
17.2:ITO(層の厚さ:90nm)
17.3:HT2:PD1(98.5:1.5)(50nm)
17.4:a−NPD(20nm)
17.5:化合物(1d)(10nm)
17.6:a−NPD:RE076(95:5)(20nm)
17.7:ET5(10nm)
17.8:ET2(10nm)
17.9:ET2:ND1(92:8)(40nm)
17.10:Ag
電子遮蔽層(EBL)17.4の材料は、代わりとして、HT1、HT2およびHT3であり得る。散乱層17.5はまた、化合物(1e)および(1f)として示された材料から形成され得る。他の実施形態において、上記素子は、散乱層17.5を用いないで形成され得る。略語RE076は、市販のイリジウム(III)ビス(2−メチルジベンゾ−[f,h]キノキサリン)(アセチルアセトネート)の材料を示す。
18.1:ガラス基板
18.2:ITO(層の厚さ:90nm)
18.3:HT2:PD1(98.5:1.5)(50nm)
18.4:a−NPD(20nm)
18.5:化合物(1d)(10nm)
18.6:a−NPD:RE076(95:5)(20nm)
18.7:ET5(60nm)
18.8:LiQ(2nm)
18.9:Al
電子遮蔽層(EBL)18.4の材料は、代わりとして、HT1、HT2およびHT3であり得る。散乱層18.5はまた、化合物(1e)および(1f)として示された材料から形成され得る。
Claims (13)
- 層状構造において、以下の構成を含む有機発光素子:
−基板、
−底部電極、
−頂部電極、ここで上記底部電極は、上記頂部電極よりも基板に近く、
−1つまたはそれ以上の有機層を含み、上記底部電極と上記頂部電極との間に設けられ、かつ、上記底部電極および上記頂部電極と電気的に接触して設けられた電気的に活性な領域、
−上記電気的に活性な領域において設けられた発光領域、および、
−上記電気的に活性な領域において閉じていない層として設けられた粗化層であって、上記電気的に活性な領域に面した少なくとも1つの内面上、および、上記電気的に活性な領域に対して外側を向いている外面上において、上記頂部電極を粗化することによって、頂部電極に対して電極の凹凸を付与する粗化層。 - 上記粗化層が、有機材料を含んでいる、請求項1に記載の有機発光素子。
- 上記粗化層が、上記粗化層が堆積する下地層の上にランダムに分布する複数の分離した粒子によって提供される、請求項1または2に記載の有機発光素子。
- 上記頂部電極が、電気的に活性な領域の頂部の層の下に設けられた上記粗化層によって粗化された上記頂部の層上に設けられている、請求項1から3のいずれか1項に記載の有機発光素子。
- 上記粗化層が、上記発光領域と上記頂部電極との間に設けられている、請求項1から4のいずれか1項に記載の有機発光素子。
- 上記粗化層が、上記発光領域と上記底部電極との間に設けられている、請求項1から4のいずれか1項に記載の有機発光素子。
- 上記粗化層が、約3nm〜約50nm、好ましくは約3nm〜約15nmの名目上の層の厚さを有する、請求項1から6のいずれか1項に記載の有機発光素子。
- 上記粗化層が、電気的にドープされた電荷輸送層上において設けられているか、電気的にドープされた電荷輸送層によって被覆されているか、あるいは、2つの電気的にドープされた電荷輸送層の間に挟まれている、請求項1から7のいずれか1項に記載の有機発光素子。
- 上記粗化層が、電子輸送層とカソードとの間、または、正孔輸送層とアノードとの間に設けられ、かつ、電子輸送層およびカソード、または、正孔輸送層およびアノードに直接接触して設けられている、請求項1から8のいずれか1項に記載の有機発光素子。
- 層状構造において、以下の構成を含む有機発光素子:
−基板、
−底部電極、
−頂部電極、ここで上記底部電極は、上記頂部電極よりも基板に近く、
−1つまたはそれ以上の有機層を含み、上記底部電極と上記頂部電極との間に設けられ、かつ、上記底部電極および上記頂部電極と電気的に接触して設けられた電気的に活性な領域、
−上記電気的に活性な領域において設けられた発光領域、および、
−上記基板と上記底部電極との間において、閉じていない、電気的に不活性な層として設けられた粗化層であって、上記底部電極を粗化することによって、少なくとも上記底部電極に対して電極の凹凸を付与する粗化層。 - 以下の工程を含む方法である、層状構造が設けられた有機発光素子の製造方法:
−基板を提供する工程、
−上記基板上に底部電極を堆積させる工程、
−電気的に活性な領域を形成する工程であって、その形成工程は以下の工程を含む工程:
−上記底部電極上にて、第1の有機半導体の層を堆積させる工程、
−上記有機半導体の層上にて、粗化層を堆積させる工程、および、
−上記粗化層上にて、第2の有機半導体の層を堆積させる工程、並びに、
−上記電気的に活性な領域の上に頂部電極を堆積させる工程。 - 上記粗化層が、熱的な真空蒸着によって堆積され、かつ、上記真空蒸着の間中、水晶振動子モニターによって、上記粗化層の名目上の厚さを調整する、請求項11に記載の方法。
- 上記第1の有機半導体の層上に上記粗化層を直接堆積させる工程、並びに、ウォリメル・ウェーバー成長モードに好適に働くように上記第1の有機半導体の層の材料および上記粗化層の材料を選択する工程をさらに含む、請求項11または12に記載の方法。
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