アモルファス性有機半導体膜内における分子配向

摘要

It has been taken for granted that molecules in organic vacuum-deposited amorphous films are randomly oriented and the films themselves are isotropic. Here, however, the authors demonstrate horizontal orientation of long or planar molecules in organic amorphous films using variable angle spectroscopic ellipsometry and cutoff emission measurement. The molecular orientation was observed in films on many kinds of underlying layers and even in doped films. It was found that there is a correlation between molecular structures and orientation order parameters and that the orientation affects electrical characteristics of the films. The horizontal molecular orientation can be utilized to improve light out-coupling efficiencies and carrier transport characteristics of OLEDs.%従来、低分子有機アモルファス膜は光学的に等方的であり、その膜中で分子は三次元的にランダムに配向していると考えられてきた。しかしながら、多入射角分光エリプソメトリーおよびカットオフ端面発光測定による詳細な分析により、一般に細長い骨格もしくは平面状の骨格を有する分子がアモルファス膜中において基板に対し平行に配向することが明らかとなった。様々な下層の上で配向が見られ、等方的な膜中にドープした場合も平行配向することを見出した。分子の長さ・平面性等の分子骨格形状と、分子の配向度に間に大きな相関が見られ、電荷輸送特性への影響を示唆する結果も得られた。このような有機アモルファス膜内の分子の配向は、有機EL素子における光取り出し効率および電荷輸送特性の向上に利用することができると期待される。