JP5858918B2 - 有機光電構成素子およびその製造方法 - Google Patents
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Description
・第1の電極と、
・該第1の電極の上に配置された第1の平坦化層と、
・該第1の平坦化層の上に配置された第1の注入層と、
・該第1の注入層の上に配置された有機機能層と、
・該有機機能層の上に配置された第2の電極とを有し、
第1の電極がアノードである場合には、エネルギーレベルに対して:
EF−EHOMO,Inj.≦EF−EHOMO,Plan.かつEF−EHOMO,Inj.<EF−EHOMO,Funk.が成り立ち、または
第1の電極がカソードである場合には、エネルギーレベルに対して:
ELUMO,Inj.−EF≦ELUMO,Plan.−EFかつELUMO,Inj.−EF<ELUMO,Funk.−EFが成り立ち、
ここでEFはフェルミエネルギー、EHOMOはそれぞれの層の最高被占軌道のエネルギーレベルのエネルギー、そしてELUMOはそれぞれの層の最低空軌道のエネルギーレベルのエネルギーである。
EF−EHOMO,Inj.<EF−EHOMO,Plan.かつEF−EHOMO,Inj.<EF−EHOMO,Funk.が成り立ち、または
第1の電極がカソードである場合には、エネルギーレベルに対して:
ELUMO,Inj.−EF<ELUMO,Plan.−EFかつELUMO,Inj.−EF<ELUMO,Funk. −EFが成り立つ。
EF−EHOMO,Plan.<EF−EHOMO,Funk.が成り立ち、または
第1の電極がカソードである場合には、エネルギーレベルに対して:
ELUMO,Funk. −EF<ELUMO,Plan.−EFが成り立つ。
RPlan.+RKontakt,Inj.≦RInj.+RKontakt,Funk.が成り立つ。
Alq3(LUMO−3.1eV)、BCP(LUMO−2.9eV)、Bphen(LUMO−2.9eV)、NTCDA(LUMO−4.0eV)、ZnPc、THAP(LUMO−4.6eV)。ここでこのマトリクス材料は以下の物質の1つによりnドープされている:Li、Cs、BEDT−TTF、ピロニン−B−塩化物、Cs2CO3、Ru(テルピー)2、CoCp2。ここで「LUMO」は最低空軌道である。
PEDOT:PSS、ポリ(9−ビニルカルバゾール)、ポリ(N,N’−ビス(4−ブチルフェニル)−N,N’−ビス(フェニル)−ベンジジン、ポリ(3−ヘキシルチオフェン)、ポリアニリン。
PEDOT:PSS、PEDOTベースの材料、ポリ(9−ビニルカルバゾール)、ポリ(N,N’−ビス(4−ブチルフェニル)−N,N’−ビス(フェニル)−ベンジジン、ポリ(3−ヘキシルチオフェン)、ポリアニリン。
・第2の電極と有機機能層との間に配置された第2の平坦化層と、
・第2の平坦化層と有機機能層との間に配置された第2の注入層とを有する。
A)第1の電極を準備する工程、
B)第1の平坦化層を第1の電極上に取り付ける工程、
C)第1の注入層を第1の平坦化層上に取り付ける工程、
D)有機機能層を第1の注入層上に取り付ける工程、
E)第2の電極を有機機能層の上に取り付ける工程、を有し、
第1の電極がアノードである場合には、エネルギーレベルに対して:
EF−EHOMO,Inj.≦EF−EHOMO,Plan.かつEF−EHOMO,Inj.<EF−EHOMO,Funk.が成り立ち、または
第1の電極がカソードである場合には、エネルギーレベルに対して:
ELUMO,Inj.−EF≦ELUMO,Plan.−EFかつELUMO,Inj.−EF<ELUMO,Funk.−EFが成り立ち、
ここでEFはフェルミエネルギー、EHOMOはそれぞれの層の最高被占軌道のエネルギーレベルのエネルギー、そしてELUMOはそれぞれの層の最低空軌道のエネルギーレベルのエネルギーである。
F)第2の電極を注入層を有機機能層の上に取り付ける工程、
G)第2の平坦化層を第2の注入層の上に取り付ける工程、を有する。
これらはそれぞれ次の構造を有する。ITOアノード、100nm厚の第1の平坦化層、20nm厚の第1の注入層、90nm厚の有機機能層およびAlカソード。図5aと図6aで測定された2つの構成素子は、平坦化層と注入層に使用されたポリマーが異なっているだけである。
Claims (15)
- ・第1の電極(1)と、
・該第1の電極(1)の上に配置された第1の平坦化層(2)と、
・該第1の平坦化層(2)の上に配置された第1の注入層(3)と、
・該第1の注入層(3)の上に配置された有機機能層(4)と、
・該有機機能層(4)の上に配置された第2の電極(5)と、
・前記第2の電極(5)と前記有機機能層(4)との間に配置された第2の平坦化層(2’)と、
・前記第2の平坦化層(2’)と前記有機機能層(4)との間に配置された第2の注入層(3’)とを有する有機光電構成素子であって、
前記第1の電極(1)がアノードであり、エネルギーレベルに対して:
EF,Inj. −EHOMO,Inj.≦EF,Plan. −EHOMO,Plan.かつEF,Inj. −EHOMO,Inj.<EF,Funk. −EHOMO,Funk.が成り立ち、
前記第2の電極(5)がカソードであり、エネルギーレベルに対して:
ELUMO,Inj.−EF,Inj. ≦ELUMO,Plan.−EF,Plan. かつELUMO,Inj.−EF,Inj. <ELUMO,Funk. −EF,Funk. が成り立ち、
E F,Inj. −E HOMO,Inj. は、前記第1の注入層のフェルミエネルギーと、前記第1の注入層の最高被占軌道エネルギーレベルのエネルギーとの差であり、
E F,Plan. −E HOMO,Plan. は、前記第1の平坦化層のフェルミエネルギーと、前記第1の平坦化層の最高被占軌道エネルギーレベルのエネルギーとの差であり、
E F,Funk. −E HOMO,Funk. は、前記有機機能層のフェルミエネルギーと、前記有機機能層の最高被占軌道エネルギーレベルのエネルギーとの差であり、
E LUMO,Inj. −E F,Inj. は、前記第1の注入層の最低空軌道エネルギーレベルのエネルギーと、前記第1の注入層のフェルミエネルギーとの差であり、
E LUMO,Plan. −E F,Plan. は、前記第1の平坦化層の最低空軌道エネルギーレベルのエネルギーと、前記第1の平坦化層のフェルミエネルギーとの差であり、
E LUMO,Funk. −E F,Funk. は、前記有機機能層の最低空軌道エネルギーレベルのエネルギーと、前記有機機能層のフェルミエネルギーとの差であることを特徴とする、
有機光電構成素子。 - 前記第1の注入層及び前記第1の平坦化層はドープされており、かつ、それぞれが同一のマトリクス材料を有し、該マトリクス材料は、PEDOT:PSS、ポリ(9−ビニルカルバゾール)、ポリ(N,N’−ビス(4−ブチルフェニル)−N,N’−ビス(フェニル)−ベンジジン、ポリ(3−ヘキシルチオフェン)、ポリアニリンから選択されており、
前記第1の注入層はpドープされており、かつ、前記第1の注入層のドーピング物質は、MoO2、MoO3、WO3、ReO3、Re2O7、V2O5から選択されている、
請求項1に記載の有機光電構成素子。 - エネルギーレベルに対して:
EF,Plan. −EHOMO,Plan.<EF,Funk. −EHOMO,Funk.が成り立つ、
請求項1または2に記載の有機光電構成素子。 - 前記第1の電極(1)から放出される電荷担体が前記第1の注入層(3)に蓄積される、請求項1から3のいずれか一項に記載の有機光電構成素子。
- 前記第1の注入層(3)に蓄積された電荷担体が、該注入層(3)に続く層に注入される、請求項4に記載の有機光電構成素子。
- 前記第1の注入層(3)の層厚は1から20nmである、請求項1から5のいずれか一項に記載の有機光電構成素子。
- 前記第1の注入層(3)はドープされている、請求項1から6のいずれか一項に記載の有機光電構成素子。
- ドーピング物質は、MoO2、MoO3、WO3、ReO3、Re2O7、V2O5から選択されている、請求項7に記載の有機光電構成素子。
- 前記第1の注入層(3)は、4,4’,4’’−トリス(N−(1−ナフチル)−N−フェニル−アミノ)トリフェニルアミン、フタロシアニン銅錯体、4,4’,4’’−トリス(N−3−メチルフェニル−N−フェニル−アミノ)トリフェニルアミン、N,N’−ビス(ナフタリン−1−イル)−N,N’−ビス(フェニル)−ベンジジン、2,2’,7,7’−テトラキス(N,N−ジフェニルアミン)−9,9’−スピロビフルオレン、ジ−[4−(N,N−ジトリル−アミノ)−フェニル]シクロヘキサン、N,N’−ビス(3−メチルフェニル)−N,N’−ビス(フェニル)−ベンジジンから選択された物質を含む、請求項1から8のいずれか一項に記載の有機光電構成素子。
- 前記第1の注入層(3)は、PEDOT:PSS、ポリ(9−ビニルカルバゾール)、ポリ(N,N’−ビス(4−ブチルフェニル)−N,N’−ビス(フェニル)−ベンジジン、ポリ(3−ヘキシルチオフェン)、ポリアニリンから選択された物質を含む、請求項1から9のいずれか一項に記載の有機光電構成素子。
- 前記第1の平坦化層(2)は、PEDOT:PSS、PEDOTベースの材料、ポリ(9−ビニルカルバゾール)、ポリ(N,N’−ビス(4−ブチルフェニル)−N,N’−ビス(フェニル)−ベンジジン、ポリ(3−ヘキシルチオフェン)、ポリアニリンから選択された物質を含む、請求項1から10のいずれか一項に記載の有機光電構成素子。
- エレクトロルミネセンス構成素子として構成されている、請求項1から11のいずれか一項に記載の有機光電構成素子。
- 有機光電構成素子の製造方法において、
A)第1の電極(1)を準備する工程、
B)第1の平坦化層(2)を前記第1の電極(1)上に取り付ける工程、
C)第1の注入層(3)を前記第1の平坦化層(2)上に取り付ける工程、
D)有機機能層(4)を前記第1の注入層(3)上に取り付ける工程、
E)第2の電極(5)を前記有機機能層(4)上に取り付ける工程、
F)第2の注入層(3′)を前記有機機能層(4)上に取り付ける工程、
G)第2の平坦化層(2′)を前記第2の注入層(3′)上に取り付ける工程、
を有し、
前記工程F)及びG)は前記ステップE)の前に実施し、
前記第1の電極(1)がアノードであり、エネルギーレベルに対して:
EF,Inj. −EHOMO,Inj.≦EF,Plan. −EHOMO,Plan.かつEF,Inj. −EHOMO,Inj.<EF,Funk. −EHOMO,Funk.が成り立ち、
前記第2の電極(5)がカソードであり、エネルギーレベルに対して:
ELUMO,Inj.−EF,Inj. ≦ELUMO,Plan.−EF,Plan. かつELUMO,Inj.−EF,Inj. <ELUMO,Funk. −EF,Funk. が成り立ち、
E F,Inj. −E HOMO,Inj. は、前記第1の注入層のフェルミエネルギーと、前記第1の注入層の最高被占軌道のエネルギーレベルのエネルギーとの差であり、
E F,Plan. −E HOMO,Plan. は、前記第1の平坦化層のフェルミエネルギーと、前記第1の平坦化層の最高被占軌道のエネルギーレベルのエネルギーとの差であり、
E F,Funk. −E HOMO,Funk. は、前記有機機能層のフェルミエネルギーと、前記有機機能層の最高被占軌道のエネルギーレベルのエネルギーとの差であり、
E LUMO,Inj. −E F,Inj. は、前記第1の注入層の最低空軌道のエネルギーレベルのエネルギーと、前記第1の注入層のフェルミエネルギーとの差であり、
E LUMO,Plan. −E F,Plan. は、前記第1の平坦化層の最低空軌道のエネルギーレベルのエネルギーと、前記第1の平坦化層のフェルミエネルギーとの差であり、
E LUMO,Funk. −E F,Funk. は、前記有機機能層の最低空軌道のエネルギーレベルのエネルギーと、前記有機機能層のフェルミエネルギーとの差であることを特徴とする、
製造方法。 - 前記第1の注入層(3)は、前記工程C)において湿式化学法により取り付けられる、請求項13に記載の方法。
- 前記第1の注入層及び前記第1の平坦化層はドープされており、かつ、それぞれが同一のマトリクス材料を有し、該マトリクス材料は、PEDOT:PSS、ポリ(9−ビニルカルバゾール)、ポリ(N,N’−ビス(4−ブチルフェニル)−N,N’−ビス(フェニル)−ベンジジン、ポリ(3−ヘキシルチオフェン)、ポリアニリンから選択されており、
前記第1の注入層はpドープされており、かつ、前記第1の注入層のドーピング物質は、MoO2、MoO3、WO3、ReO3、Re2O7、V2O5から選択されている、
請求項13に記載の方法。
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