有机电荷输送层、有机EL设备、有机半导体设备及有机光电子设备制造技术

本发明专利技术涉及折射率低的有机电荷输送层及具备该有机电荷输送层的有机EL设备、有机半导体设备以及有机光电子设备，课题是提供通过在有机半导体材料中以规定的量混合驻极体材料、从而在不损害导电性的情况下使折射率大大降低的有机半导体薄膜。本发明专利技术的有机电荷输送层的特征在于，含有有机半导体材料及驻极体材料。上述有机半导体材料优选为空穴输送材料，上述驻极体材料的折射率优选为1.5以下。

Organic Charge Conveyor Layer, Organic EL Equipment, Organic Semiconductor Equipment and Organic Optoelectronic Equipment

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】有机电荷输送层、有机EL设备、有机半导体设备及有机光电子设备
本专利技术涉及折射率低的有机电荷输送层及具备该有机电荷输送层的有机EL设备、有机半导体设备以及有机光电子设备。
技术介绍
通过长年的材料开发、设备开发，有机电致发光(EL：electroluminescence)元件的内部量子效率最大几乎达到100％，外部量子效率(EQE：externalquantumefficiency)的进一步飞跃的改善与如何使光取出效率提高这一点有关。作为提高光取出效率的技术，众所周知有使用微透镜或高折射率基板等以往的方法(例如非专利文献1)，但具有工艺所需的成本、基板的构件的成本高这样的问题。此外，近年来，一般广泛采用通过发光分子的水平取向将来自跃迁偶极的光射出限定在基板垂直方向上的方法(例如非专利文献2)，但仍大大残留有使光取出效率提高的余地，期望进一步的改善计策。可是，虽然使半导体各层的折射率大幅地发生变化并由此来控制设备内的光传播、光取出效率的实验研究正在对LED、激光二极管这样的III-V族无机半导体设备广泛进行，但对于有机半导体设备，研究例有限(专利文献1及非专利文献3)。有时采用对有机半导体设备的外部赋予无机材料层而控制光传播、光取出效率的方法，但由于工艺成本变高，此外，无法直接控制设备内部的折射率，所以还具有难以进行有效的光传播、光取出效率的控制这样的课题。进而，在有机半导体层上形成无机材料层的情况下，还具有容易对下层的有机半导体层造成损伤等课题。在过去报道了通过使有机半导体薄膜的折射率降低而有机EL元件的光取出效率提高这样的理论预测(专利文献1及非专利文献4～6)，但在体现出大的效果上的最大的课题在于如何能够实现在不损害电特性的情况下使折射率宽范围地发生变化的膜这一点。已知：有机EL元件等中使用的非晶质有机半导体薄膜由摩尔折射大的π共轭系有机材料构成，其折射率一般在透明区域中通常为1.7～1.8左右。然而，这些π共轭系有机材料由于折射率的能够控制的范围小，所以通过单纯的有机半导体材料的构成，无法期望光取出效率的显著的提高。此外，由于像无机半导体设备那样，现状是无法通过半导体其自身的折射率而控制设备内部的光传播，所以在光传播的控制时需要利用专门的元件外部的无机材料层(金属、导电性氧化物、绝缘性介电体等)。然而，仅通过利用设备外部的构件的控制，光学设计自由度低，无法充分控制设备内部的光传播。因而，期望开发能够控制折射率的有机半导体材料。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2014-32851号公报非专利文献非专利文献1：K.Saxenaetal.，Opt.Mater.32，221(2009)非专利文献2：D.Yokoyama，J.Mater.Chem.21，19187(2011)非专利文献3：D.Yokoyamaetal.，Adv.Mater.24，6368(2012)非专利文献4：L.H.Smithetal.，Org.Electron，7，490(2006)非专利文献5：A.Koehnenetal.，Appl.Phys.Lett.91，113501(2007)非专利文献6：垣添等、2015年春季应用物理学会预稿集11a-D3-5
技术实现思路
专利技术所要解决的技术问题本专利技术的课题是提供通过在有机半导体材料中以规定的量混合驻极体材料、从而在不损害导电性的情况下使膜的折射率大大地降低的有机半导体薄膜。用于解决技术问题的手段本专利技术解决上述的现有技术中的课题，包含以下的事项。本专利技术的有机电荷输送层的特征在于，其含有有机半导体材料及驻极体材料。上述有机半导体材料优选为空穴输送材料。上述驻极体材料的折射率优选为1.5以下。上述驻极体材料优选为选自由：聚丙烯；聚四氟乙烯(PTFE)；四氟乙烯-六氟丙烯共聚物(FEP)；包含下述式(1)所表示的2,2-双三氟甲基-4,5-二氟-1,3-二氧杂环戊烯结构单元和下述式(2)所表示的四氟乙烯结构单元的氟系共聚物；及包含下述通式(3)所表示的结构单元的氟系聚合物组成的组中的至少一种。其中，上述通式(3)中，X表示氢原子、氟原子、氯原子、三氟甲基或三氟甲氧基，Y表示氧原子、二氟甲撑基(CF2)或四氟乙撑基(C2F4)，R1及R2分别独立地表示氟原子、三氟甲基或五氟乙基，R1及R2也可以彼此连结而形成包含4个以上的氟原子的5元环或6元环，n表示1以上的整数。从成膜性的观点出发，n优选10以上。本专利技术的有机EL设备、有机半导体设备或有机光电子设备的特征在于，其使用了上述有机电荷输送层。专利技术效果根据本专利技术，能够提供下述有机半导体薄膜：通过在有机半导体材料中以规定的量混合折射率低的驻极体材料，能够在不损害导电性的情况下使有机电荷输送层或有机电荷输送膜的折射率大大地降低，使有机EL元件的光取出效率在理论计算上提高10～30％。附图说明图1是表示将α-NPD与AF1600以100：0(仅α-NPD)、78：22、60：40、45：55、27：73、及0：100(仅AF1600)的比率(均为体积比)进行共蒸镀时的波长-折射率的关系的图。图2是表示将α-NPD与AF1600以100：0(仅α-NPD)、78：22、60：40、45：55、及27：73的比率(均为体积比)进行共蒸镀时的电流密度-电压特性的图。图3是表示将TAPC与AF1600以100：0(仅TAPC)、78：22、70：30、61：39、45：55、28：72、0：100(仅AF1600)的比率(均为体积比)进行共蒸镀时的波长-折射率的关系的图。图4是表示将TAPC与AF1600以100：0(仅TAPC)、78：22、70：30、61：39、45：55、及28：72的比率(均为体积比)进行共蒸镀时的电流密度-电压特性的图。图5是表示关于有机EL设备ITO/α-NPD：AF1600混合膜(30nm)/α-NPD(20nm)/Alq3(50nm)/LiF(1nm)/Al(100nm)的光取出效率，使用各层的折射率及发光光谱的实验值，基于理论的光学计算，改变α-NPD：AF1600混合膜(30nm)的折射率而算出的结果的图。如以箭头(→)表示的那样，与折射率为1.8时的光取出效率相比，通过利用本专利技术的有机电荷输送层，使折射率降低至1.5，光取出效率提高。图6是表示关于有机EL设备ITO/CsCo3(1nm)/Alq3(50nm)/α-NPD(20nm)/α-NPD：AF1600混合膜(30nm)/MoO3(5nm)/Al(100nm)的光取出效率，使用各层的折射率及发光光谱的实验值，基于理论的光学计算，改变α-NPD：AF1600混合膜(30nm)的折射率而算出的结果的图。如以箭头(→)表示的那样，与折射率为1.8时的光取出效率相比，通过利用本专利技术的有机电荷输送层，使折射率降低至1.5，光取出效率提高。具体实施方式以下，对本专利技术更详细地进行说明。[有机电荷输送层]本专利技术的有机电荷输送层含有有机半导体材料及驻极体材料。有机半导体材料为显示半导体的电性质的有机化合物。有机半导体材料相对于可见光线的折射率在对材料没有光吸收的波长区域中通常为1.7～1.8左右。另外，作为有机光电子设备中的基板，一般使用的玻璃相对于可见光线的折射率约为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种有机电荷输送层，其特征在于，其含有有机半导体材料及驻极体材料，所述驻极体材料为选自由：聚丙烯、聚四氟乙烯(PTFE)、四氟乙烯‑六氟丙烯共聚物(FEP)、包含下述式(1)所表示的2,2‑双三氟甲基‑4,5‑二氟‑1,3‑二氧杂环戊烯结构单元和下述式(2)所表示的四氟乙烯结构单元的氟系共聚物、及

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.06.17 JP 2015-1216411.一种有机电荷输送层，其特征在于，其含有有机半导体材料及驻极体材料，所述驻极体材料为选自由：聚丙烯、聚四氟乙烯(PTFE)、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物(FEP)、包含下述式(1)所表示的2,2-双三氟甲基-4,5-二氟-1,3-二氧杂环戊烯结构单元和下述式(2)所表示的四氟乙烯结构单元的氟系共聚物、及包含下述通式(3)所表示的结构单元的氟系聚合物组成的组中的至少一种，通式(3)中，X表示氢原子、氟原子、氯原子、三氟甲基或三氟甲氧基，Y表示氧原子、二氟甲撑基或四氟乙撑基，R1及R2分别独立地表示氟...

【专利技术属性】
技术研发人员：横山大辅，铃木泰隆，曾田航，
申请(专利权)人：国立大学法人山形大学，
类型：发明
国别省市：日本,JP