JP7065842B2 - オプトエレクトロニクス部品用の誘導的にドープされた混合層、およびその製造方法 - Google Patents
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Description
a)第1のキャリア手段に溶解した第1の半導体材料を含む第1のインクの提供
b)第2のキャリア手段に溶解した第2の半導体材料を含む第2のインクの提供
c)印刷法を用いた第1のインクの適用による第1の層の生成
d)第1の層の乾燥
e)第2の層の生成のために、第1の層への印刷法を用いた第2のインクの適用、
f)第2の層の乾燥
を含む方法によって製造することができ、
第2のキャリア手段は、方法ステップe)によって、第1の層が少なくとも部分的に表面的に溶解するように選択され、その結果、第1および第2の層の間に、第1および第2の半導体材料が混合して存在する誘導的にドープされた混合層が生成される。
b-ビス)基板の提供
に続くように修正されることもまた好ましい場合がある。
c’)基板への印刷法を用いた第1のインクの適用による第1の層の生成
になる。
層系が、
好ましくは、カソードに隣接する少なくとも1つの電子注入層または電子抽出層、
少なくとも1つの電子輸送層
少なくとも1つの光学的に活性な層
少なくとも1つの正孔輸送層
好ましくは、アノードに隣接する少なくとも1つの正孔注入層または正孔抽出層を備え、
少なくとも1つの誘導的にドープされた混合層が、正孔輸送層と正孔注入層または正孔抽出層との間に存在し、および/または少なくとも1つの誘導的にドープされた混合層が、電子輸送層と電子注入層または電子抽出層との間に存在する
ことを特徴とする。
a)第1のキャリア手段に溶解した第1の半導体材料を含む第1のインクの提供
b)第2のキャリア手段に溶解した第2の半導体材料を含む第2のインクの提供
c)印刷法を用いた第1のインクの適用による第1の層の生成
d)第1の層の乾燥
e)第2の層の生成のために、第1の層への印刷法を用いた第2のインクの適用、
f)第2の層の乾燥
を含む方法に関し、
第2のキャリア手段は、方法ステップe)によって、第1の層が少なくとも部分的に表面的に溶解するように選択され、その結果、第1および第2の層の間に、第1および第2の半導体材料が混合して存在する誘導的にドープされた混合層が生成される。
b-ビス)基板の提供
に続くように修正されることもまた好ましい場合がある。
c’)基板への印刷法を用いた第1のインクの適用による第1の層の生成
になる。
図1は、誘導的にドープされた混合層を有するオプトエレクトロニクス部品1の好ましい実施形態の概略図を示す。示されているオプトエレクトロニクス部品1は、有機発光ダイオード(OLED)である。その層構造は、以下の構成を有する。カソード3は、電子を提供するために使用され、アノード5は、電圧が適用されるとすぐに電子正孔を供給する。+および-の記号は、それぞれの電圧方向を示す。電子注入層7および正孔注入層9の特性は、好ましくは、電荷キャリアの効率的な量子力学的トンネリングを可能にする。電子輸送層11および正孔輸送層13は、電荷キャリアに対する高い移動度を特徴とし、発光またはエミッタ層である光学的に活性な層15への目標とする輸送を確実にする。光学的に活性な層15では、電荷キャリアが再結合して励起子および可視光の放射線を生成する。
1)正孔注入層9の第1のインクの提供。このインクでは、有機半導体材料PAN-co-PVDCは、第1のキャリア手段に溶解して存在する。適切な組成物は、20体積%のアセトフェノンおよび80体積%のL-乳酸エチルに溶解した1mg/mLのPAN-co-PVDCである。
2)インクジェットプリンタを用いたアノード5への第1のインクの適用、ITOは、好ましくは、オゾンで前処理されている。
3)80℃で15秒間、赤外線ランプを用いた適用された層の乾燥、その結果、8nmの正孔注入層9の乾燥層の層厚が達成される。
4)正孔輸送層13の第2のインクの提供。その中では、無機半導体材料Cu(I)SCNは、第2のキャリア手段に溶解して存在する。適切な組成物は、60体積%のメシチレンおよび40体積%の3-エチルピリジンに溶解した3mg/mLのCu(I)SCNである。
5)PAN-co-PVDC有する乾燥した正孔注入層9へのCu(I)SCNを有する第2のインクの適用。
6)80℃で15秒間、続いて110℃でさらに15秒間、赤外線ランプを用いた適用された層の乾燥、その結果、20nmの理論層厚が達成され、そのうち3nmがドープされた混合層に流れ込み、18nmが純粋な層として残る。
図2は、2つの誘導的にドープされた混合層2を有するオプトエレクトロニクス部品1のさらに好ましい実施形態の概略図を示す。図1の場合と同様に、示されているオプトエレクトロニクス部品1は、有機発光ダイオード(OLED)である。層構造の個々の層の機能は、図1に類似している。
1)正孔輸送層13の第1のインクの提供。その中では、有機半導体材料m-MTDATAは、第1のキャリア手段に溶解して存在する。適切な組成物は、90体積%のオルトジクロロベンゼンおよび10体積%のメシチレンに溶解した4mg/mLのm-MTDATAである。
2)インクジェットプリンタを用いたアノード5への第1のインクの適用、ITOは、好ましくは、オゾンで前処理されている。
3)80℃で15秒間、赤外線ランプを用いた適用された層の乾燥、その結果、30nmの正孔輸送層13の乾燥層の層厚が達成される。
4)正孔注入層9の第2のインクの提供。この正孔注入層では、有機半導体材料PAN-co-PVDCは、第2のキャリア手段に溶解して存在する。適切な組成物は、80体積%のL-乳酸エチルおよび20体積%のアセトフェノンに溶解した3mg/mLのPAN-co-PVDCである。
5)インクジェット印刷法を用いた、m-MTDATAを有する乾燥した正孔輸送層13へのPAN-co-PVDCを有する第2のインクの適用。
6)80℃で10秒間、赤外線ランプを用いた適用された層の乾燥、その結果、15nmの理論層厚が達成される。
7)光学的に活性な層15の第3のインクの提供。この光学的に活性な層では、有機半導体材料PFOは、第3のキャリア手段に溶解されている。適切な組成物は、75体積%のメシチレン、20体積%のオルトジクロロベンゼン、および5体積%のアセトフェノンに溶解した7mg/mLのPFOである。
8)インクジェット印刷法を用いた、PAN-co-PVDCを有する乾燥した正孔注入層9へのPFOを有する第3のインクの適用。
9)80℃で15秒間、赤外線ランプを用いた適用された層の乾燥、その結果、55nmの光学的に活性な層15の理論層厚が達成される。
2 誘導的にドープされた混合層
3 カソード
5 アノード
7 電子注入層
9 正孔注入層
11 電子輸送層
13 正孔輸送層
15 光学的に活性な層
Claims (20)
- カソード(3)およびアノード(5)と、前記カソード(3)と前記アノード(5)との間の層系とを有するオプトエレクトロニクス部品(1)の製造方法であって、前記層系は、複数の電気活性層と、少なくとも1つの光学的に活性な層(15)とを備え、
前記カソード(3)と前記アノード(5)との間の少なくとも2つの層は、以下のステップ:
a)第1のキャリア手段に溶解した第1の半導体材料を含む第1のインクの提供
b)第2のキャリア手段に溶解した第2の半導体材料を含む第2のインクの提供
c)印刷法を用いた前記第1のインクの適用による第1の層の生成
d)前記第1の層の乾燥
e)第2の層の生成のために、前記第1の層への印刷法を用いた前記第2のインクの適用、
f)前記第2の層の乾燥
を含む方法によって製造することができ、
前記第2のキャリア手段は、前記方法のステップe)によって、前記第1の層が少なくとも部分的に表面的に溶解するように選択され、その結果、前記第1および第2の層の間に、前記第1および第2の半導体材料が混合して存在するドープされた混合層(2)が生成され、前記第2のキャリア手段が、少なくとも2つの異なる溶媒の混合物を含み、第1の溶媒が、前記第1の半導体材料を少なくとも1g/Lの濃度まで完全に溶解し、第2の溶媒が、前記第1の半導体材料を最大で0.1g/Lの濃度まで完全に溶解し、前記混合層(2)の厚さが、1nm~20nmである
ことを特徴とする、オプトエレクトロニクス部品(1)の製造方法。 - 前記層系が、
少なくとも1つの電子注入層(7)または電子抽出層
少なくとも1つの電子輸送層(11)
少なくとも1つの光学的に活性な層(15)
少なくとも1つの正孔輸送層(13)
少なくとも1つの正孔注入層(9)または正孔抽出層を備え、
少なくとも1つのドープされた混合層(2)が、正孔輸送層(13)と正孔注入層(9)または正孔抽出層との間に存在し、および/または少なくとも1つのドープされた混合層(2)が、電子輸送層(11)と電子注入層(7)または電子抽出層との間に存在する
ことを特徴とする、請求項1に記載のオプトエレクトロニクス部品(1)の製造方法。 - 前記第1または第2の層が、正孔注入層(9)または正孔抽出層であり、その有機半導体材料が、誘電性ポリマーからなる群から選択される
ことを特徴とする、請求項1または2に記載のオプトエレクトロニクス部品(1)の製造方法。 - 前記第1または第2の層が、正孔輸送層(13)であり、その半導体材料が、ドープされた金属チオシアネートおよび/もしくはドープされた金属酸化物からなる群から選択される
ことを特徴とする、請求項1~3のいずれか一項に記載のオプトエレクトロニクス部品(1)の製造方法。 - 前記第1または第2の層が、電子注入層(7)または電子抽出層であり、その有機半導体材料が、誘電性ポリマーからなる群から選択される
ことを特徴とする、請求項1~4のいずれか一項に記載のオプトエレクトロニクス部品(1)の製造方法。 - 前記第1または第2の層が、電子輸送層(11)であり、その半導体材料が、ドープされた金属酸化物からなる群から選択される
ことを特徴とする、請求項1~5のいずれか一項に記載のオプトエレクトロニクス部品(1)の製造方法。 - 前記ドープされた混合層(2)は、表面的な溶解によって形成された混合層であり、誘起効果に基づいて、電気伝導率が増加する
ことを特徴とする、請求項1~6のいずれか一項に記載のオプトエレクトロニクス部品(1)の製造方法。 - 前記第2のキャリア手段が、少なくとも1つの非プロトン性極性溶媒を含む
ことを特徴とする、請求項1~7のいずれか一項に記載のオプトエレクトロニクス部品(1)の製造方法。 - 前記印刷法が、スリットノズルコーティング、彫刻印刷、スクリーン印刷、ドクターブレード印刷、スプレーおよび/またはインクジェット印刷法である
ことを特徴とする、請求項1~8のいずれか一項に記載のオプトエレクトロニクス部品(1)の製造方法。 - ステップf)での前記乾燥が、赤外線ランプを用いて、1秒~60秒の乾燥時間で行われる
ことを特徴とする、請求項1~9のいずれか一項に記載のオプトエレクトロニクス部品(1)の製造方法。 - ステップe)での前記第2のインクの前記適用およびステップf)での前記乾燥後、0~60秒の待機時間が観察される
ことを特徴とする、請求項1~10のいずれか一項に記載のオプトエレクトロニクス部品(1)の製造方法。 - カソード(3)およびアノード(5)と、前記カソード(3)と前記アノード(5)との間の層系とを有するオプトエレクトロニクス部品(1)であって、前記層系は、複数の電気活性層と、少なくとも1つの光学的に活性な層(15)とを備え、
前記カソード(3)と前記アノード(5)との間の少なくとも2つの層は、
a)第1のキャリア手段に溶解した第1の半導体材料を含む第1のインクを提供し、
b)第2のキャリア手段に溶解した第2の半導体材料を含む第2のインクを提供し、
c)印刷法を用いた前記第1のインクの適用による第1の層を生成し、
d)前記第1の層の乾燥し、
e)第2の層の生成のために、前記第1の層への印刷法を用いた前記第2のインクを適用し、
f)前記第2の層の乾燥すること
によって製造され、
前記第2のキャリア手段は、前記ステップe)によって、前記第1の層が少なくとも部分的に表面的に溶解するように選択され、その結果、前記第1および第2の層の間に、前記第1および第2の半導体材料が混合して存在するドープされた混合層(2)が提供され、前記第2のキャリア手段が、少なくとも2つの異なる溶媒の混合物を含み、第1の溶媒が、前記第1の半導体材料を少なくとも1g/Lの濃度まで完全に溶解し、第2の溶媒が、前記第1の半導体材料を最大で0.1g/Lの濃度まで完全に溶解し、前記混合層(2)の厚さが、1nm~20nmである
ことを特徴とする、オプトエレクトロニクス部品(1)。 - 前記層系が、
少なくとも1つの電子注入層(7)または電子抽出層
少なくとも1つの電子輸送層(11)
少なくとも1つの光学的に活性な層(15)
少なくとも1つの正孔輸送層(13)
少なくとも1つの正孔注入層(9)または正孔抽出層を備え、
少なくとも1つのドープされた混合層(2)が、正孔輸送層(13)と正孔注入層(9)または正孔抽出層との間に存在し、および/または少なくとも1つのドープされた混合層(2)が、電子輸送層(11)と電子注入層(7)または電子抽出層との間に存在する
ことを特徴とする、請求項12に記載のオプトエレクトロニクス部品(1)。 - 前記第1または第2の層が、正孔注入層(9)または正孔抽出層であり、その有機半導体材料が、誘電性ポリマーからなる群から選択される
ことを特徴とする、請求項12または13に記載のオプトエレクトロニクス部品(1)。 - 前記第1または第2の層が、正孔輸送層(13)であり、その半導体材料が、ドープされた金属チオシアネートおよび/もしくはドープされた金属酸化物からなる群から選択される
ことを特徴とする、請求項12~14のいずれか一項に記載のオプトエレクトロニクス部品(1)。 - 前記第1または第2の層が、電子注入層(7)または電子抽出層であり、その有機半導体材料が、誘電性ポリマーからなる群から選択される
ことを特徴とする、請求項12~15のいずれか一項に記載のオプトエレクトロニクス部品(1)。 - 前記第1または第2の層が、電子輸送層(11)であり、その半導体材料が、ドープされた金属酸化物からなる群から選択される
ことを特徴とする、請求項12~16のいずれか一項に記載のオプトエレクトロニクス部品(1)。 - 前記部品が、少なくとも2つの電子注入層(7)または電子抽出層と、少なくとも2つの電子輸送層(11)および/または少なくとも2つの正孔輸送層(13)と、少なくとも2つの正孔注入層(9)または正孔抽出層とを備え、
前記電子注入層(7)もしくは電子抽出層および前記電子輸送層(11)ならびに/または前記正孔注入層(9)もしくは正孔抽出層および前記正孔輸送層(13)が、交互に配置され、
各場合において輸送層(11、13)と注入層(7、9)または抽出層との間には、ドープされた混合層が存在する
ことを特徴とする、請求項13~17のいずれか一項に記載のオプトエレクトロニクス部品(1)。 - 前記第1または第2の層が、スーパーイエロー(ポリフェニレンビニレン共重合体)、ポリ[2-メトキシ-5-(3’,7’-ジメチルオクチルオキシ)-1,4-フェニレンビニレン(MDMO-PPV)、ポリ[9,9-ジデカンフルオレン-alt-(ビス-チエニレン)ベンゾチアジアゾール](PF10TBT)、ポリ(9,9-ジ-n-オクチルフルオレニル-2,7,-ジイル)(PFO)、ポリ(スピロフルオレン)、ポリ(アリールフルオレン)、ならびにそれらの共重合体および混合物からなる群から選択される光学的に活性な層(15)である
ことを特徴とする、請求項12~18のいずれか一項に記載のオプトエレクトロニクス部品(1)。 - 前記ドープされた混合層(2)は、表面的な溶解によって形成された混合層であり、ドーピングにより、電気伝導率が増加する
ことを特徴とする、請求項12~19のいずれか一項に記載のオプトエレクトロニクス部品(1)。
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