本發明專利技術涉及折射率低的有機電荷輸送層及具備該有機電荷輸送層的有機EL設備、有機半導體設備以及有機光電子設備，課題是提供通過在有機半導體材料中以規定的量混合駐極體材料、從而在不損害導電性的情況下使折射率大大降低的有機半導體薄膜。本發明專利技術的有機電荷輸送層的特征在于，含有有機半導體材料及駐極體材料。上述有機半導體材料優選為空穴輸送材料，上述駐極體材料的折射率優選為1.5以下。
Organic Charge Conveyor Layer, Organic EL Equipment, Organic Semiconductor Equipment and Organic Optoelectronic Equipment
【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】有機電荷輸送層、有機EL設備、有機半導體設備及有機光電子設備
本專利技術涉及折射率低的有機電荷輸送層及具備該有機電荷輸送層的有機EL設備、有機半導體設備以及有機光電子設備。
技術介紹
通過長年的材料開發、設備開發，有機電致發光(EL：electroluminescence)元件的內部量子效率最大幾乎達到100％，外部量子效率(EQE：externalquantumefficiency)的進一步飛躍的改善與如何使光取出效率提高這一點有關。作為提高光取出效率的技術，眾所周知有使用微透鏡或高折射率基板等以往的方法(例如非專利文獻1)，但具有工藝所需的成本、基板的構件的成本高這樣的問題。此外，近年來，一般廣泛采用通過發光分子的水平取向將來自躍遷偶極的光射出限定在基板垂直方向上的方法(例如非專利文獻2)，但仍大大殘留有使光取出效率提高的余地，期望進一步的改善計策。可是，雖然使半導體各層的折射率大幅地發生變化并由此來控制設備內的光傳播、光取出效率的實驗研究正在對LED、激光二極管這樣的III-V族無機半導體設備廣泛進行，但對于有機半導體設備，研究例有限(專利文獻1及非專利文獻3)。有時采用對有機半導體設備的外部賦予無機材料層而控制光傳播、光取出效率的方法，但由于工藝成本變高，此外，無法直接控制設備內部的折射率，所以還具有難以進行有效的光傳播、光取出效率的控制這樣的課題。進而，在有機半導體層上形成無機材料層的情況下，還具有容易對下層的有機半導體層造成損傷等課題。在過去報道了通過使有機半導體薄膜的折射率降低而有機EL元件的光取出效率提高這樣的理論預測(專利文獻1及非專利文獻4～6)，但在體現出大的效果上的最大的課題在于如何能夠實現在不損害電特性的情況下使折射率寬范圍地發生變化的膜這一點。已知：有機EL元件等中使用的非晶質有機半導體薄膜由摩爾折射大的π共軛系有機材料構成，其折射率一般在透明區域中通常為1.7～1.8左右。然而，這些π共軛系有機材料由于折射率的能夠控制的范圍小，所以通過單純的有機半導體材料的構成，無法期望光取出效率的顯著的提高。此外，由于像無機半導體設備那樣，現狀是無法通過半導體其自身的折射率而控制設備內部的光傳播，所以在光傳播的控制時需要利用專門的元件外部的無機材料層(金屬、導電性氧化物、絕緣性介電體等)。然而，僅通過利用設備外部的構件的控制，光學設計自由度低，無法充分控制設備內部的光傳播。因而，期望開發能夠控制折射率的有機半導體材料。現有技術文獻專利文獻專利文獻1：日本特開2014-32851號公報非專利文獻非專利文獻1：K.Saxenaetal.，Opt.Mater.32，221(2009)非專利文獻2：D.Yokoyama，J.Mater.Chem.21，19187(2011)非專利文獻3：D.Yokoyamaetal.，Adv.Mater.24，6368(2012)非專利文獻4：L.H.Smithetal.，Org.Electron，7，490(2006)非專利文獻5：A.Koehnenetal.，Appl.Phys.Lett.91，113501(2007)非專利文獻6：垣添等、2015年春季應用物理學會預稿集11a-D3-5
技術實現思路
專利技術所要解決的技術問題本專利技術的課題是提供通過在有機半導體材料中以規定的量混合駐極體材料、從而在不損害導電性的情況下使膜的折射率大大地降低的有機半導體薄膜。用于解決技術問題的手段本專利技術解決上述的現有技術中的課題，包含以下的事項。本專利技術的有機電荷輸送層的特征在于，其含有有機半導體材料及駐極體材料。上述有機半導體材料優選為空穴輸送材料。上述駐極體材料的折射率優選為1.5以下。上述駐極體材料優選為選自由：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-雙三氟甲基-4,5-二氟-1,3-二氧雜環戊烯結構單元和下述式(2)所表示的四氟乙烯結構單元的氟系共聚物；及包含下述通式(3)所表示的結構單元的氟系聚合物組成的組中的至少一種。其中，上述通式(3)中，X表示氫原子、氟原子、氯原子、三氟甲基或三氟甲氧基，Y表示氧原子、二氟甲撐基(CF2)或四氟乙撐基(C2F4)，R1及R2分別獨立地表示氟原子、三氟甲基或五氟乙基，R1及R2也可以彼此連結而形成包含4個以上的氟原子的5元環或6元環，n表示1以上的整數。從成膜性的觀點出發，n優選10以上。本專利技術的有機EL設備、有機半導體設備或有機光電子設備的特征在于，其使用了上述有機電荷輸送層。專利技術效果根據本專利技術，能夠提供下述有機半導體薄膜：通過在有機半導體材料中以規定的量混合折射率低的駐極體材料，能夠在不損害導電性的情況下使有機電荷輸送層或有機電荷輸送膜的折射率大大地降低，使有機EL元件的光取出效率在理論計算上提高10～30％。附圖說明圖1是表示將α-NPD與AF1600以100：0(僅α-NPD)、78：22、60：40、45：55、27：73、及0：100(僅AF1600)的比率(均為體積比)進行共蒸鍍時的波長-折射率的關系的圖。圖2是表示將α-NPD與AF1600以100：0(僅α-NPD)、78：22、60：40、45：55、及27：73的比率(均為體積比)進行共蒸鍍時的電流密度-電壓特性的圖。圖3是表示將TAPC與AF1600以100：0(僅TAPC)、78：22、70：30、61：39、45：55、28：72、0：100(僅AF1600)的比率(均為體積比)進行共蒸鍍時的波長-折射率的關系的圖。圖4是表示將TAPC與AF1600以100：0(僅TAPC)、78：22、70：30、61：39、45：55、及28：72的比率(均為體積比)進行共蒸鍍時的電流密度-電壓特性的圖。圖5是表示關于有機EL設備ITO/α-NPD：AF1600混合膜(30nm)/α-NPD(20nm)/Alq3(50nm)/LiF(1nm)/Al(100nm)的光取出效率，使用各層的折射率及發光光譜的實驗值，基于理論的光學計算，改變α-NPD：AF1600混合膜(30nm)的折射率而算出的結果的圖。如以箭頭(→)表示的那樣，與折射率為1.8時的光取出效率相比，通過利用本專利技術的有機電荷輸送層，使折射率降低至1.5，光取出效率提高。圖6是表示關于有機EL設備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，使用各層的折射率及發光光譜的實驗值，基于理論的光學計算，改變α-NPD：AF1600混合膜(30nm)的折射率而算出的結果的圖。如以箭頭(→)表示的那樣，與折射率為1.8時的光取出效率相比，通過利用本專利技術的有機電荷輸送層，使折射率降低至1.5，光取出效率提高。具體實施方式以下，對本專利技術更詳細地進行說明。[有機電荷輸送層]本專利技術的有機電荷輸送層含有有機半導體材料及駐極體材料。有機半導體材料為顯示半導體的電性質的有機化合物。有機半導體材料相對于可見光線的折射率在對材料沒有光吸收的波長區域中通常為1.7～1.8左右。另外，作為有機光電子設備中的基板，一般使用的玻璃相對于可見光線的折射率約為本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種有機電荷輸送層，其特征在于，其含有有機半導體材料及駐極體材料，所述駐極體材料為選自由：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?雙三氟甲基?4,5?二氟?1,3?二氧雜環戊烯結構單元和下述式(2)所表示的四氟乙烯結構單元的氟系共聚物、及
【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2015.06.17 JP 2015-1216411.一種有機電荷輸送層，其特征在于，其含有有機半導體材料及駐極體材料，所述駐極體材料為選自由：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-雙三氟甲基-4,5-二氟-1,3-二氧雜環戊烯結構單元和下述式(2)所表示的四氟乙烯結構單元的氟系共聚物、及包含下述通式(3)所表示的結構單元的氟系聚合物組成的組中的至少一種，通式(3)中，X表示氫原子、氟原子、氯原子、三氟甲基或三氟甲氧基，Y表示氧原子、二氟甲撐基或四氟乙撐基，R1及R2分別獨立地表示氟...
【專利技術屬性】
技術研發人員：橫山大輔，鈴木泰隆，曾田航，
申請(專利權)人：國立大學法人山形大學，
類型：發明
國別省市：日本,JP
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