JP6980662B2 - 有機光電子デバイス、そのようなデバイスのアレイ、およびそのようなアレイを製造するための方法 - Google Patents
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Description
− 仕事関数ΦCの材料から作られた1つのカソードと、
− 上記カソードの上に配置され、かつ仕事関数Φ1およびシート抵抗Rの材料から作られる1つの電子捕集層と、
− 少なくとも1つのp型有機半導体であって、その最高被占分子軌道のエネルギー準位がHO1である、少なくとも1つのp型有機半導体と、n型半導体とを備える1つの活性層であって、光の放出または検出に適し、かつ上記電子捕集層の上に配置される1つの活性層と、
− 上記活性層の上に配置される1つの正孔捕集層と、
− 上記正孔捕集層の上に配置される1つのアノードと
を少なくとも含む光電子デバイスにおいて、
− 上記電子捕集層の上記仕事関数Φ1と上記活性層の上記エネルギー準位HO1とが、上記カソードから上記活性層への正孔の注入を阻止し得るポテンシャル障壁を形成し、および
− 上記電子捕集層の上記シート抵抗Rが108Ω以上であることを特徴とする、光電子デバイス。
− 仕事関数ΦCの材料から作られた1つのカソードと、
− 上記カソードの上に配置され、かつ仕事関数Φ1およびシート抵抗Rの材料から作られる1つの電子捕集層と、
− 少なくとも1つのp型有機半導体であって、その最高被占分子軌道のエネルギー準位がHO1である、少なくとも1つのp型有機半導体と、n型半導体とを備える1つの活性層であって、光の放出または検出に適し、かつ上記電子捕集層の上に配置される1つの活性層と、
− 上記活性層の上に配置される1つの正孔捕集層と、
− 上記正孔捕集層の上に配置される1つのアノードと
を少なくとも含む光電子デバイスを製造するための方法であって、
少なくとも1質量%、好ましくは少なくとも2質量%の二酸素含有雰囲気中において、0℃〜100℃に含まれる温度でカソードスパッタリングによって上記電子捕集層の材料を堆積させる少なくとも1つのステップ
を含む方法である。
− 仕事関数ΦCの材料から作られた1つのカソードと、
− 上記カソードの上に配置され、かつ仕事関数Φ1およびシート抵抗Rの材料から作られる1つの電子捕集層と、
− 少なくとも1つのp型有機半導体であって、その最高被占分子軌道のエネルギー準位がHO1である、少なくとも1つのp型有機半導体と、n型半導体とを備える1つの活性層であって、光の放出または検出に適し、かつ上記電子捕集層の上に配置される1つの活性層と、
− 上記活性層の上に配置される1つの正孔捕集層と、
− 上記正孔捕集層の上に配置される1つのアノードと
を少なくとも含む光電子デバイスを製造するための方法であって、
ゾルゲル法を使用して上記電子捕集層を形成する少なくとも1つのステップを含み、上記ゾルゲル法が、前駆体高分子を含む溶液を堆積させるステップを含み、上記前駆体高分子が、金属酢酸塩、金属硝酸塩、および金属塩化物から選択される、方法である。
− 仕事関数ΦCの材料から作られた1つのカソードと、
− 1つの共通の電子捕集層であって、第1のサブレイヤと複数の第2のサブレイヤとを含み、各上記カソードの上に配置され、かつ仕事関数Φ1およびシート抵抗Rの材料から作られる1つの共通の電子捕集層と、
− 少なくとも1つのp型有機半導体であって、その最高被占分子軌道のエネルギー準位がHO1である、少なくとも1つのp型有機半導体と、n型半導体とを備える1つの活性層であって、光の放出または検出に適し、かつ上記電子捕集層の上に配置される1つの活性層と、
− 上記活性層の上に配置される1つの正孔捕集層と、
− 上記正孔捕集層の上に配置される1つのアノードと
を少なくとも含む複数の光電子デバイスを含む、マトリクスアレイ光電子デバイスを製造するための方法であって、
− 第1の共通の電子捕集サブレイヤを堆積させるステップと、
− 上記光電子デバイスの上記パターンに対応するパターンで複数の第2のサブレイヤを堆積させるステップと
を含む、上記電子捕集層を堆積させる少なくとも2つのサブステップを含む方法である。
O2 (気体)+e−→O2 −(吸着)(1)
O2 −+h+→O2 (気体)(2)
− 2−メトキシエタノールの溶媒に金属酢酸塩および/または金属硝酸塩および/または金属塩化物を添加し、50℃で溶媒に溶解するまで攪拌する、ステップと、
− 70℃で溶媒にエタノールアミン・酢酸を添加することによって金属錯体を形成するステップであって、形成されるイオンは金属イオンおよび酢酸イオンである、ステップと、
− 重合反応中、70℃で溶媒を攪拌しながら、前駆体高分子15が得られるまで待機するステップと、
− カソード3上に前駆体高分子15の溶液を堆積させるステップと
を含む。
Claims (16)
- 電気絶縁基板(2)上に配置されるプレーナ型薄層の積層体を備える光電子デバイス(1)であって、
− 仕事関数ΦCの材料から作られた1つのカソード(3)と、
− 前記カソード(3)の上に配置され、かつ仕事関数Φ1およびシート抵抗Rの材料から作られる1つの電子捕集層(4)と、
− 少なくとも1つのp型有機半導体であって、その最高被占分子軌道のエネルギー準位がHO1である、少なくとも1つのp型有機半導体と、n型半導体とを備える1つの活性層(5)であって、光の放出または検出に適し、かつ前記電子捕集層(4)の上に配置される1つの活性層(5)と、
− 前記活性層(5)の上に配置される1つの正孔捕集層(6)と、
− 前記正孔捕集層(6)の上に配置される1つのアノード(7)と
を少なくとも含む光電子デバイス(1)において、
− 前記電子捕集層(4)の前記仕事関数Φ1と前記活性層(5)の前記エネルギー準位HO1とが、前記カソード(3)から前記活性層(5)への正孔の注入を阻止し得るポテンシャル障壁を形成し、および
− 前記電子捕集層(4)の前記シート抵抗Rが108Ω/□以上であり、
− 前記電子捕集層(4)が連続しており、前記電子捕集層(4)が前記電子捕集層(4)の厚さ方向に柱状に配置される結晶子(16)を含み、前記電子捕集層(4)の前記材料の抵抗率が、前記電子捕集層(4)の厚さ方向において、前記電子捕集層(4)の主面と平行な方向においてよりも低い、ことを特徴とする、光電子デバイス(1)。 - 前記電子捕集層(4)の前記仕事関数Φ1が、前記カソード(3)の前記仕事関数ΦCよりも小さい、請求項1に記載の光電子デバイス(1)。
- 前記電子捕集層(4)の前記材料が、亜鉛酸化物およびチタン酸化物から選択される、請求項1または2に記載の光電子デバイス(1)。
- 請求項1〜3のいずれか一項に記載の複数の光電子デバイス(1)と、前記光電子デバイス(1)の少なくとも1つの部分に共通であり、かつ前記光電子デバイス(1)のそれぞれの間で材料が連続している電子捕集層(4)とを含むマトリクスアレイ光電子デバイス(8)。
- 前記共通の捕集層(4)の前記シート抵抗Rが、前記共通の捕集層(4)の前記材料において、前記1つまたは複数の部分の前記光電子デバイス(1)間で電荷キャリアの電流を阻止できる、請求項4に記載のマトリクスアレイ光電子デバイス(8)。
- 前記共通の電子捕集層(4)と少なくとも1つの活性層(5)との間に配置された少なくとも1つの安定化層(10)を含み、前記安定化層(10)が、ルミノシティに対する前記共通の電子捕集層(4)の前記材料の前記抵抗率の依存度を低下させることができる、請求項4または5に記載のマトリクスアレイ光電子デバイス(8)。
- 前記安定化層(10)の前記材料が、スズ酸化物およびパラジウム酸化物から選択される不透明な酸化物である、請求項6に記載のマトリクスアレイ光電子デバイス(8)。
- 前記共通の電子捕集層(4)の前記材料がp型ドーパントを含む、請求項4〜7のいずれか一項に記載のマトリクスアレイ光電子デバイス(8)。
- 前記p型ドーパントが、パラジウム、コバルト、銅、およびモリブデンから選択される、請求項8に記載のマトリクスアレイ光電子デバイス(8)。
- 少なくとも1つの前記電子捕集層が、金属酸化物ナノ粒子と極性高分子とを含み、前記極性高分子が、前記金属酸化物ナノ粒子上にグラフト化される、請求項4〜9のいずれか一項に記載のマトリクスアレイ光電子デバイス(8)。
- 基板(2)、カソード(3)、電子捕集層(4)、活性層(5)、正孔捕集層(6)、およびアノード(7)から選択される少なくとも1つの要素が透明である、請求項4〜10のいずれか一項に記載のマトリクスアレイ光電子デバイス(8)。
- シンチレータ材料(23)の層を含み、前記層が各前記アノード(7)の上に配置される、請求項11に記載のマトリクスアレイ光電子デバイス(8)。
- 電気絶縁基板(2)上に配置されるプレーナ型薄層の積層体を備える、請求項1〜12のいずれか一項に記載の光電子デバイス(1、8)であって、
− 仕事関数ΦCの材料から作られた1つのカソード(3)と、
− 前記カソード(3)の上に配置され、かつ仕事関数Φ1およびシート抵抗Rの材料から作られる1つの電子捕集層(4)と、
− 少なくとも1つのp型有機半導体であって、その最高被占分子軌道のエネルギー準位がHO1である、少なくとも1つのp型有機半導体と、n型半導体とを備える1つの活性層(5)であって、光の放出または検出に適し、かつ前記電子捕集層(4)の上に配置される1つの活性層(5)と、
− 前記活性層(5)の上に配置される1つの正孔捕集層(6)と、
− 前記正孔捕集層(6)の上に配置される1つのアノード(7)と
を少なくとも含む光電子デバイス(1、8)を製造するための方法であって、
少なくとも1質量%の二酸素含有雰囲気中において、0℃〜100℃に含まれる温度でカソードスパッタリングによって前記電子捕集層(4)の前記材料を堆積させる少なくとも1つのステップ
を含む方法。 - 電気絶縁基板(2)上に配置されるプレーナ型薄層の積層体を備える、請求項1〜12のいずれか一項に記載の光電子デバイス(1、8)であって、
− 仕事関数ΦCの材料から作られた1つのカソード(3)と、
− 前記カソード(3)の上に配置され、かつ仕事関数Φ1およびシート抵抗Rの材料から作られる1つの電子捕集層(4)と、
− 少なくとも1つのp型有機半導体であって、その最高被占分子軌道のエネルギー準位がHO1である、少なくとも1つのp型有機半導体と、n型半導体とを備える1つの活性層(5)であって、光の放出または検出に適し、かつ前記電子捕集層(4)の上に配置される1つの活性層(5)と、
− 前記活性層(5)の上に配置される1つの正孔捕集層(6)と、
− 前記正孔捕集層(6)の上に配置される1つのアノード(7)と
を少なくとも含む光電子デバイス(1、8)を製造するための方法であって、
ゾルゲル法を使用して前記電子捕集層(4)を形成する少なくとも1つのステップを含み、前記ゾルゲル法が、前駆体高分子(15)を含む溶液を堆積させるステップを含み、前記前駆体高分子(15)が、金属酢酸塩、金属硝酸塩、および金属塩化物から選択される、方法。 - 前記溶液がp型ドーパントを含む、請求項14に記載の光電子デバイス(1、8)を製造するための方法。
- 電気絶縁基板(2)上に配置されるプレーナ型薄層の積層体を備える、パターンで配置された請求項1〜3のいずれか一項に記載の複数の光電子デバイス(1)であって、
− 仕事関数ΦCの材料から作られた1つのカソード(3)と、
− 1つの共通の電子捕集層(4)であって、第1のサブレイヤ21と複数の第2のサブレイヤ22とを含み、各前記カソード(3)の上に配置され、かつ仕事関数Φ1およびシート抵抗Rの材料から作られる1つの共通の電子捕集層(4)と、
− 少なくとも1つのp型有機半導体であって、その最高被占分子軌道のエネルギー準位がHO1である、少なくとも1つのp型有機半導体と、n型半導体とを備える1つの活性層(5)であって、光の放出または検出に適し、かつ前記電子捕集層(4)の上に配置される1つの活性層(5)と、
− 前記活性層(5)の上に配置される1つの正孔捕集層(6)と、
− 前記正孔捕集層(6)の上に配置される1つのアノード(7)と
を少なくとも含む複数の光電子デバイス(1)を含む、請求項4〜12のいずれか一項に記載のマトリクスアレイ光電子デバイス(8)を製造するための方法であって、
− 第1の共通の電子捕集サブレイヤ(21)を堆積させるステップと、
− 前記光電子デバイス(1)の前記パターンに対応するパターンで複数の第2のサブレイヤ(22)を堆積させるステップと
を含む、前記電子捕集層(4)を堆積させる少なくとも2つのサブステップを含む方法。
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