課題番号 ：S-19-MS-0037
利用形態 ：協力研究
利用課題名（日本語） ：有機ELデバイスの高機能化および電極界面物性評価
Program Title (English) ：Device and Electrode Interface Modifications for Organic Light-Emitting Diodes
利用者名（日本語） ：森本勝大
Username (English) ：Masahiro Morimoto
所属名（日本語） ：富山大学　学術研究部工学系
Affiliation (English) ：Academic Assembly Faculty of Engineering, University of Toyama

１． 概要（Summary ）
　有機ELデバイスの高機能化には電極からのキャリア注入が必要不可欠である。本研究では電極表面に極性ポリマーを成膜したときのデバイス特性向上を目的とする。極性ポリマーの効果は電極仕事関数の変化から評価し、デバイス特性との相関を解析する。極性ポリマーの分極により仕事関数の変化が確認でき、デバイス特性向上に寄与する結果を得られた。

２．実験（Experimental）
ITO 透明電極付き基板上にポリフッ化ビニリデン三フッ化エチレン(P(VDF/TrFE))の1wt%メチルエチルケトン(MEK)溶液をスピンコート成膜した。その後、分極処理は三角波電源を用いて、P(VDF/TrFE)膜に対して外部電界(<±180 MV/m)を印加した。電極表面の仕事関数はフェルミ準位測定器(理研計器; FAC-2)を用いて評価した。 その後、正孔輸送層にN,N'-di(1-naphthyl)-N,N'-diphenyl-(1,1'-biphenyl)-4,4'-diamine (α-NPD: 50nm) 、発光層かつ電子輸送層にtris(8-hydroxyquinolinato) aluminium (Alq3: 50 nm)、電子注入層にLiF、陰極にAl を真空蒸着法により成膜した。 ３．結果と考察（Results and Discussion） 作製したデバイスの電流密度(J)-電圧(V)特性、輝度(L)-電圧(V)特性をFig. 1 に示す。J-V 特性から0.1mA/cm2 時の電圧はpristine 素子が5.4V、+180 MV/m 素子が4.4 V、−180 MV/m 素子が2.8 V となり、L-V 特性から発光開始電圧(1 cd/m2)はpristine 素子が4.8 V、+180MV/m 素子が4.4 V、−180 MV/m 素子が2.8 V となった。正孔注入層であるP(VDF/TrFE)を分極処理することで低電圧駆動させることができた。これは、外部電界によりP(VDF/TrFE)膜にダイポールが形成し、電極仕事関数を変化した結果と考えられる。 ４．その他・特記事項（Others） 本研究の一部は日本科学協会笹川化学研究助成およびJSPS 研究費(19K04465)の助成を受けた。 ５．論文・学会発表（Publication/Presentation） 1. 森本勝大「第一生体窓における近赤外有機ELデバイスの開発」令和元年度応用物理学会北陸・信越支部講演会, 2019年12月6日. 6. 2. 森本勝大, 鹿野舜之, 高倉廉, 中茂樹 「フレキシブルな近赤外発光ダイオードの開発」2020年電気情報通信学会総合大会, 2020年3月17日. 3. 新村優介, 森本勝大, 中茂樹「赤色発光機能を有する有機太陽電池のデバイス構造の検討」, 電子情報通信学会技術研究報告, 2020年1月24日. 4. 前川佳紀, 森本勝大, 中茂樹「分極処理した強誘電体ポリマーを有する有機EL デバイスの電流特性向上」, 令和元年度応用物理学会北陸・信越支部学術講演会, 2019年12月7日. ６．関連特許（Patent） なし