[发明专利]有机光-光变换装置

说明书

本申请是申请日为2004年12月16日、国际申请号为PCT/JP2004/018803、中国国家申请号为200480037561.3且发明名称为“有机光-光变换装置”的申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种有机光-光变换装置。

背景技术

已知的是，当由光电导有机半导体构成的层接触由不同于所述光电导有机半导体的材料(例如金属、有机半导体和无机半导体)构成的导电层(异质材料导电层)和在施加电压时用光照射由光电导有机半导体构成的层时，观察到电子数目比入射光子数目大的光-电流现象(光-电流倍增现象)(参见非专利文献1和专利文献1)。

这是下述现象，通过光照射，将通过光照射形成的电子-空穴对中的一个(例如空穴)的电荷累积在由光电导有机半导体构成的层和异质材料导电层之间的界面附近的光电导有机半导体中，并且通过用该电荷形成的高电场，将大量具有与累积的电荷相反的极性的电荷(例如电子)通过从异质材料导电层通过隧穿注入光电导有机半导体中。这里将使用这种现象的具有由光电导有机半导体构成的层和异质材料导电层的组合体的单元称为光-电流倍增元件。

作为使用光-电流倍增元件的装置，已经知道一种有机光-光变换装置，其包括：

具有包含通过光照射产生光-电流倍增现象的光电导有机半导体的层(光-电流倍增层)的光感应单元；和

具有包含通过电流注入而发光的场致发光有机半导体的层(有机EL发光层)的发光单元。

在这种装置中，尽管通过照射光将光由发光单元发射给光感应单元，该光被照射的光放大，其波长和照射光的波长可以相同或不同。

作为这种有机光-光变换装置的实例，已经知道：

一种装置，其中具有包含光电导有机半导体的层的光感应单元和具有包含场致发光有机半导体的层的发光单元整体地层压在同一基板上(非专利文献2)；和

一种装置，其中具有包含光电导有机半导体的层的光感应单元和具有包含上述有机场致发光体的层的发光单元放置在同一基板上，所述的具有包含上述有机场致发光体的层的发光单元放置在与所述光感应单元的位置不同的位置上(非专利文献3)。

用在这些装置中的光-电流倍增层和有机EL发光层中的光电导有机半导体和场致发光有机半导体都是低分子量化合物，例如有机颜料，并且这些可以在这些层中单独地或分散在树脂中使用。

专利文献1：JP-A-2002-341395

非专利文献1：M.Hiramoto，T.Imahigashi和M.Yokoyama：Applied Physics Letters，Vol.64，187(1994)

非专利文献2：“Applied Physics”，Vol.64(1995)，1036

非专利文献3：49th Lecture Meeting of Japan Society of Applied Physics，28p-M-10

发明内容

本发明要解决的问题

上述使用低分子量化合物作为光电导有机半导体和场致发光有机半导体的有机光-光变换装置具有如下问题：因为在光-电流倍增层和有机EL发光层中容易产生针孔，所以容易发生短路，并且当使用含有分散的低分子量化合物的树脂时，低分子量化合物容易聚集；并且在任何情况中，装置特性仍然是不充分的。

本发明的一个目的是提供一种具有优异的装置特性的有机光-光变换装置。

解决问题的手段

作为解决上述问题的详细研究的结果，本发明人发现，通过用聚合物半导体替换光电导有机半导体和场致发光有机半导体中的至少一个，可以得到具有优异的装置特性的有机光-光转变装置，并且完成了本发明。

(1)一种有机光-光变换装置，其包含：

具有包含通过光照射产生光-电流倍增现象的光电导有机半导体的层的光感应单元，和

具有包含通过电流注入而发光的场致发光有机半导体的层的发光单元，其特征在于，

光电导有机半导体和场致发光有机半导体中的至少一个是聚合物半导体。

(2)如(1)所述的有机光-光变换装置，其中光电导有机半导体是聚合物半导体。

(3)如(1)所述的有机光-光变换装置，其中场致发光有机半导体是聚合物半导体。

(4)如(1)～(3)中任一项所述的有机光-光变换装置，其中光电导有机半导体和场致发光有机半导体是聚合物半导体。

(5)如(1)～(4)中任一项所述的有机光-光变换装置，其包含：

a)具有包含光电导有机半导体的层的光感应单元，