大気圧PLD生成RGBフルカラー有機EL素子

常压PLD生成RGB全彩有机EL元件

基本信息

批准号：
16760027
负责人：
大島多美子
金额：
$ 1.66万
依托单位：
Sasebo National College of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2005
项目状态：
已结题

项目摘要

KrFエキシマレーザ(248nm),Nd:YAGレーザの基本波(1064nm)および第2高調波(532nm)の波長の異なる3種類のレーザを用い,大気圧下パルスレーザ堆積(PLD)プロセスによるAlq_3,TPD,PVCz有機EL薄膜の作製を目的とした。まず,レーザパラメータ(レーザ波長,レーザフルエンス)が堆積膜に及ぼす影響や,アブレーション時の発光粒子挙動を調べ,最適作製条件を求めた。その結果Alq_3,TPD薄膜において,レーザパラメータが堆積膜の構造・光学特性や堆積プロセスに影響することを,X線回折装置,光透過スペクトル,フォトルミネッセンス測定により明らかにした。またポリマーPVCz薄膜の形成では,プロセス条件と堆積膜との相関関係を赤外吸収分光計により定量的に検証した。これよりPLDプロセスは,次世代自発光有機材料作製プロセスとしての可能性を示した。次に,様々な雰囲気ガス種およびガス圧力下で有機薄膜の作製を行い,真空中に比べて窒素(N_2)ガスを用いた場合に堆積膜の特性が改善された。これはアブレーション過程でターゲット材から分解されたN原子が,N_2ガスを用いることによって効率良く膜中に取り込まれたためであり,フーリエ変換型赤外分光光度計で構造特性の改善が確認された。またN_2ガス圧力の増加(〜200mTorr)に伴い,フォトルミネッセンススペクトル強度が大きく現れたことから,適当な圧力でN_2ガスを封入することにより,発光特性の改善を行うことができた。さらに大気圧に近い圧力下で薄膜の作製を試みたが,アブレーション粒子が基板に到達するためにはターゲット-基板間距離を近づけることが重要となり設計等が難しいことから,予め最適作製条件下で透明基板上に堆積した有機薄膜に背面からレーザを照射することにより,接近させた別の基板上にドット転写する新しい手法が考えられる。

Alq_3，TPD采用常压脉冲激光沉积（PLD）工艺，使用三种不同波长的激光器：KrF准分子激光器（248nm）、Nd:YAG激光器基波（1064nm）和二次谐波（532nm）。制造PVCz有机EL薄膜。首先，我们研究了激光参数（激光波长、激光注量）对沉积薄膜的影响以及烧蚀过程中发光粒子的行为，并确定了最佳制造条件。结果，通过X射线衍射、光透射光谱和光致发光测量表明，激光参数影响Alq_3 TPD薄膜的结构、光学性能和沉积过程。此外，在聚合物PVCz薄膜的形成过程中，使用红外吸收光谱仪定量验证了工艺条件和沉积膜之间的相关性。这表明PLD工艺具有作为下一代自发光有机材料制造工艺的潜力。接下来，我们在不同的大气气体类型和气压下制备了有机薄膜，发现与真空相比，使用氮气（N_2）时沉积薄膜的性能得到了改善。这是因为通过使用N_2气体，在烧蚀过程中从靶材料分解的N原子被有效地结合到薄膜中，并且使用傅里叶变换红外分光光度计证实了结构性能的改善。此外，随着N_2气体压力的增加（~200mTorr），光致发光光谱强度增加，表明在适当的压力下填充N_2气体可以改善发光特性。此外，我们尝试在接近大气压的压力下制造薄膜，但为了使烧蚀粒子到达基板，必须缩短靶材与基板之间的距离，这使得设计新方法变得困难。可以考虑通过从背面用激光照射沉积在透明基板上的有机薄膜来将点转移到紧邻的另一基板上。