5 Time t (sec)

第4章有機EL材料のキャリヤ移動度

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(sec)

FIG.

4.11.

Doublc-logarithmic plot of the transient photocurrents of Alq3l Alph3 and Alrrlq3・

第4章有機EL材料のキャリヤ移動度 83

能性を示唆している.

Fig.4.13にアルミニウム錯体のホール移動度の電界依存性を示す. アルミニウム錯休のホー ル移動度は， いず れの材料においても電界依伝性は非常に大きく， 10-10

^rv

10-8 cm2/V.sの

オーダーであった. この値はAlq3の電子移動度と比較して二~三桁程度低い.

JJ莫rllでのホールの拡散について考える. ホールの拡散長(Lp)は， 以下の式で与えられ る.

L下二布λ ^(4.10)

こ こで Dpは拡散定数， Tpはキャリヤの寿命である. 添え字のpはホールを示す. またDp はアインシュタインの関係より

D

_F kT

iLp

q

(

4

. 1 1 )

で表される. Eqs. (4.10)， (4.11)よりTpが一定であれば仰の二~三桁の変化でんは A桁以 上小さくなり， 二層構造素子において発光層としてAlq3を用いた場合と比較して， Alph3，

Almq3を用いた場合， 再結合せずに通過するホールの割合が小さくなることが考えられる.

0.8ト

0.6ト

己

0.4ト

。

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、、

、

、

、

、

Q

、

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、.

0.2 0.4

、

μτ=3.5xl0-9 cm2/V σ=0.32 eV

、、、

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“

。

0.6 0.8

、σ、.0、

Electric field

E

(MV/cm)

-・:.

FIG. 4.12. Electric field dependence of αi for Almq3 at room temperature. The dashed li即日how the theoretical field dependence ofαi obtained from Eq.

(4.10)

_with

μ7二3.5 _X

10-9

_cm2

/

V and σ二0.32 eV

第4章有機EL材料のキャリヤ移動度

司IAU 噌ai

0:

Alq3

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Alph3

ロ:

Almq3

。。0 0 0 0

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ハU噌Ei

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き10-9

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/

ロ ロ ロ

ハUnU ハU旬Ei

200 400 600 800

Elect11c neldl/2El/2(V/cm)

85

1000

FIG.

4.13.

Hole mobilities of Alq3 (circles)， Alph3 (triangles) and Almq3 (squares) versus square root of thc electric field.

4.4 ベンジジン誘導体蒸着膜の移動度

ホール輸送層は， 陽極より注入されたホールを発光層ピ伝達する機能を有し， この層を陽 極と発光層との聞に置くことにより， より低電圧で多くのホールを発光層に注入できる. さ らに， 発光層とホール輸送層の界面に存在する電子の障壁により陰極側から発光層に注入さ れた電子は発光層内に蓄積され， 発光効率が向上する.

ホール輸送層に用いられる物質は， イオン化ポテンシャルが小さいものが多い. ホール輸 送材料は， 古くから電子写真感光材料の電荷輸送材料として研究され. 低分子電子供与性物 質を高分子バインダー中に溶解したものがホール輸送層として利用されている. 有機EL素 子のホール輸送材料としてトリフェニルアミン誘導体， ベンジジン誘導体などが一般に用い

られる.

Fig.

1.3にいくつかのホール輸送材料の分子構造を示した.

ここではTOF法を用いてNヲN'-bis(3-methylphenyl)-N， N'-diphenylbenzidine

( TPD ) お よびN，

N'-bis(l-naphthyl)-N， N'-diphenybenzidine

( α-NPD )

のホール移動度を測定した.

4.4.1 TPD哀着膜の移動度

TPDはTangらが用いたジアミン誘導体6) と類似の構造を持ち， Adachiらの報告以降有 機EL素子のホール輸透材料として広く用いられている材料である7) 図4.14

(

α

)

にTPD 蒸着膜

(

10.6μm)におけるホールの過渡光電流波形の一例を示す. TPDは明確な屈曲点を 持つ典型的な非分散型の波形を示す. これはTPDにおいて分子間距離のばらつきは小さく，

ホールはトラップなどの影響を受けず、に移動することを示す. その屈曲点を走行時間tTと し， Eq.

(

4.4

)

よりホール移動度を求めた. TPDのホール移動度はl.3 ^X 105 ^V

1

mの電界強 度において， 8.9 ^{X 10-11} cm2

/

V'sであった. また電子の移動は観察されないことから， 有機 EL素子構造でAlq3からTPDへの電子注入量は小さいものと予怨される.

凶4.14

( b ) に TPDにおけるホール移動度の電界依存性を示す. 参考としてStoll也らに

よって求められた値も同時に示す29). Stolkaらのサンプルは溶液から作製された. 今回の

実験結果はStolkaらの結果とよく一致し， またメルト注入法によって作製されたTPD膜の

ホール移動度とも同様によく一致することから97)， TPDの成膜条件によってその移動度が

変化することは無いことを示す. また， ホール移動度は2.8

^X

104

^rv

3

^.

8

^x

105

^V

I cmの電界

第4章有機EL材料のキャリヤ移動度 ₈₇

80

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4

4 0 ^{CH3 H3C}

20

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20 Time t

(μsec)

(α)

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10-.)

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ドキュメント内 二層型有機エレクトロルミネッセンス素子における 動作機構の研究 (ページ 42-48)