DE102006043189A1 - Redox-stable transparent electrode for electrochromic displays - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein elektrochromes Display, aufweisend eine Schicht, enthaltend einen elektrochromen Farbstoff und eine Elektrodenschicht. Das Display ist dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den beiden Schichten eine Schicht, bestehend aus organischen Spacermolekülen, angeordnet ist.The invention relates to an electrochromic display comprising a layer containing an electrochromic dye and an electrode layer. The display is characterized in that a layer consisting of organic spacer molecules is arranged between the two layers.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine redoxstabile transparente Elektrode für elektrochrome Displays gemäß dem vorgelegten Hauptanspruch.The The present invention relates to a redox-stable transparent electrode for electrochromic Displays according to the submitted Main claim.
Stand der TechnikState of the art
Elektrochrome Displays repräsentieren eine relative neue Technologie und weisen gegenüber den heute vielfach verwendeten LED-Displays- bzw. TFT-Displays eine Vielzahl von potentiellen Vorteilen aufweisen.Electrochromic Represent displays a relatively new technology and wise compared to today widely used LED displays and TFT displays a variety of potential benefits exhibit.
Das in diesen Displays verwendete elektrochrome Material kann je nach Oxidationszustand unterschiedliche Farben annehmen. So ist z.B. das organische Metall Polyanilin in „neutralem" Zustand grün, die oxidierte stabile Form ist blau, und die reduzierte Form hingegen schwachgelb.The Electrochromic material used in these displays may vary depending on Oxidation state adopt different colors. For example, e.g. the organic metal polyaniline in "neutral" state green, the oxidized stable form is blue, and the reduced form is pale yellow.
Zur Bilddarstellung in elektrochromen Displays, d.h. zur ortsaufgelösten Beschaltung, werden dünne Metallfilme oder Metalloxide als transparente Elektroden verwendet, die je nach Schaltzustand des elektrochromen Materials einer reduzierenden oder einer oxidierenden Umgebung ausgesetzt sind. Diese bestehen in der Regel aus dem transparenten Material Indium-Zinnoxid (ITO). Es finden jedoch auch andere Materialien Verwendung, so z.B. Al, Ti, Cu, RuOx, TiO2 und dotiertes ZnO.For image display in electrochromic displays, ie for spatially resolved circuitry, thin metal films or metal oxides are used as transparent electrodes, which are exposed depending on the switching state of the electrochromic material of a reducing or an oxidizing environment. These usually consist of the transparent material indium tin oxide (ITO). However, other materials are also used, for example Al, Ti, Cu, RuO x , TiO 2 and doped ZnO.
Zur Erhöhung der Leitfähigkeit transparenter Metalloxidelektroden wird das Elektrodenmaterial häufig im Sauerstoffplasma behandelt, und besitzt daher einen Sauerstoffüberschuss.to increase the conductivity transparent metal oxide electrodes, the electrode material is often in Treated oxygen plasma, and therefore has an excess of oxygen.
Durch die Vorbehandlung wird die Lebensdauer der ITO-Elektroden negativ beeinflusst, da die Wahrscheinlichkeit chemischer Reaktionen erheblich ansteigt, insbesondere dann, wenn sich die elektrochromen Materialien und auch weitere Komponenten des Displays im thermodynamisch instabileren Zustand befinden (je nach Farbstoff bzw. Komponente reduziert bzw. oxidiert). Ein auf die Elektrode z.B. reduzierend wirkender Farbstoff senkt deren Leitfähigkeit kontinuierlich. Insgesamt führt dies zur Degradation sowohl der Elektrode als auch des Farbstoffs und möglicherweise anderer Komponenten. Da jedoch die Elektrode mit ihrer Grenzfläche sehr dünn ist, wird durch die Elektrodendegradation die Lebensdauer der Displays erheblich reduziert.By the pre-treatment will negatively affect the life of the ITO electrodes as the Probability of chemical reactions increases significantly, in particular then, when the electrochromic materials and more Components of the display in the thermodynamically unstable state are (depending on the dye or component reduced or oxidized). One on the electrode e.g. reducing dye lowers their conductivity continuously. Overall leads this for the degradation of both the electrode and the dye and possibly other components. However, since the electrode with its interface very is thin, Electrode degradation destroys the life of the displays considerably reduced.
Es sind bislang keine Maßnahmen bekannt, mit deren Hilfe die Lebensdauer der Elektroden erhöht werden könnte.It are so far no measures known, with the help of the life of the electrodes can be increased could.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es folglich, die Lebensdauer der Elektroden in elektrochromen Displays zu erhöhen und so die Herstellung von wirtschaftlich zu betreibenden EC-Displays zu ermöglichen. Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des vorliegenden Hauptanspruchs gelöst. Die Unteransprüche geben bevorzugte Ausgestaltungen an.task Accordingly, it is the object of the present invention to increase the life of the To increase electrodes in electrochromic displays and so on the production of economically operable EC displays. These The object is achieved with the features of the present main claim. The under claims indicate preferred embodiments.
Demnach ist ein elektrochromes Display vorgesehen, das mindestens eine Schicht, die einen elektrochromen Farbstoff enthält, und eine Elektrodenschicht aufweist. Darüber hinaus ist zwischen den beiden genannten Schichten eine Schicht bestehend aus organischen Spacermolekülen angeordnet. Außerdem ist im bereich des Displays eine Gegenelektrode vorgesehen, die ebenfalls mit einer Schicht aus organischen Spacermolekülen versehen sein kann.Therefore an electrochromic display is provided which comprises at least one layer, which contains an electrochromic dye, and an electrode layer having. About that In addition, there is a layer between the two layers mentioned consisting of organic spacer molecules arranged. Besides that is provided in the area of the display, a counter electrode, which also may be provided with a layer of organic spacer molecules.
Die Spacermoleküle bilden ein Monolager auf der Elektrode aus. Durch die Einführung dieser Schicht zwischen der reaktiven Elektrode und dem elektrochromen Farbstoff werden unerwünschte Nebenreaktionen an der Elektrode vermieden bzw. stark verlangsamt. Dies führt zu einer erheblichen Erhöhung der Lebensdauer der Elektroden und damit der gesamten elektrochromen Displays.The spacer molecules form a monolayer on the electrode. By introducing this Layer between the reactive electrode and the electrochromic Dye become unwanted Side reactions at the electrode avoided or greatly slowed down. this leads to to a significant increase in Life of the electrodes and thus the entire electrochromic Displays.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Spacermoleküle eine Ankergruppe (A), einen Kettenabschnitt (B) sowie eine Kopfgruppe (C) aufweisen. Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass die Spacermoleküle selbstorganisierende Eigenschaften aufweisen.In A preferred embodiment provides that the spacer molecules a Anchor group (A), a chain section (B) and a head group (C). Furthermore, it is preferably provided that the spacer molecules self-organizing Have properties.
Die Ankergruppe sorgt dabei für eine möglichst feste, im Idealfall irreversible Bindung der Spacermoleküle an das Elektrodensubstrat. Die im Anschluss vorgestellten Ankergruppen bilden bevorzugt kovalente und koordinative Bindungen aus. Die Kopfgruppe tritt hingegen in Kontakt mit der elektrochromen Schicht und ermöglicht so den Ladungsübergang und die damit einhergehenden Farb- und Kontraständerungen.The Anchor group provides for one possible solid, ideally irreversible binding of the spacer molecules to the Electrode substrate. The anchor groups presented below preferentially form covalent and coordinative bonds. The head group On the other hand, it comes into contact with the electrochromic layer and thus makes it possible the charge transfer and the accompanying color and contrast changes.
Der Kettenabschnitt ist einerseits verantwortlich für die selbstorganisierenden Eigenschaften der Schicht, andererseits aber auch für die Leitfähigkeit der Schicht. Grundsätzlich ist hier zunächst einmal an leitfähige Kettenabschnitte gedacht, wie sie im Weiteren genauer präzisiert werden.Of the Chain section is on the one hand responsible for the self-organizing Properties of the layer, on the other hand, but also for the conductivity the layer. in principle is here first once to conductive Chain sections thought, as specified in more detail below become.
Prinzipiell sind jedoch dielektrische, d.h. isolierende Kettenabschnitte bzw. Spacermoleküle ebenfalls geeignet. Allerdings muss hier mindestens die Durchbruchsfeldstärke (> 10 MV/cm, entspricht Ca. 3–5 V an einer 2–3 nm dicken Schicht von Spacermolekülen mit einer Kettelänge von 18 C-Atomen) aufgebracht werden, damit die Ladungsträger in den elektrochromen Farbstoff injiziert werden können. Hier erfolgt der Ladungstransport durch Tunneln.in principle however, are dielectric, i. insulating chain sections or spacer molecules also suitable. However, here at least the breakdown field strength (> 10 MV / cm, corresponds Approximately 3-5 V at a 2-3 nm thick layer of spacer molecules with a chain length of 18 C atoms) applied be, so the charge carriers can be injected into the electrochromic dye. Here Charge transport is by tunneling.
Die selbstorganisierenden Eigenschaften ermöglichen eine wirtschaftliche Abscheidung der Moleküle auf den zu beschichtenden Elektroden sowie die Ausbildung einer einheitlichen Schichtdicke.The self-organizing properties enable an economic Deposition of the molecules the electrodes to be coated and the formation of a uniform Layer thickness.
Besonders
bevorzugt sind Spacermoleküle
vorgesehen, die einer der folgenden Strukturformeln gehorchen: wobei (A) die Ankergruppe,
(B) den Kettenabschnitt sowie (C) die Kopfgruppe bezeichnet. Die
Kopfgruppe ist in den Formeln als Benzolring dargestellt, kann aber
auch andersartig ausgebildet sein (siehe unten). In Formel 1 können die
Reste R1, R2 und
R3 der Ankergruppe unabhängig voneinander = H, Cl, Br,
J, OH, oder ein
O-Alkyl bzw. ein O-Alkenyl oder ein O-Benzyl
sein, wobei das Alkyl Methyl, Ethyl, n-Propyl, i-Propyl, n-Butyl, secButyl,
tertButyl, sowie deren verzweigte und unverzweigte höhere Homologen
sein kann, mit der Einschränkung,
dass wenigstens einer der Reste R1, R2 und R3 nicht H
ist.Particularly preferred spacer molecules are provided which obey one of the following structural formulas: where (A) denotes the anchor group, (B) the chain portion and (C) the head group. The head group is shown in the formulas as benzene ring, but may also be designed differently (see below). In formula 1, the radicals R 1 , R 2 and R 3 of the anchor group independently = H, Cl, Br, J, OH, or a
O-alkyl or an O-alkenyl or an O-benzyl, wherein the alkyl may be methyl, ethyl, n-propyl, i-propyl, n-butyl, secButyl, tert-butyl, and their branched and unbranched higher homologues, with the restriction that at least one of R 1 , R 2 and R 3 is not H.
In Formel 2 kann der Rest R4 der Ankergruppe = H, Cl, Br, J, OH, O-SiR1R2R3 oder ein O-Alkyl bzw. ein O-Alkenyl oder ein O-Benzyl sein, wobei das Alkyl Methyl, Ethyl, n-Propyl, i-Propyl, n-Butyl, secButyl, tertButyl, sowie deren verzweigte und unverzweigte höhere Homologen sein kann, und wobei R1, R2 und R3 analog zu Formel 1 sind.In formula 2, the radical R 4 of the anchor group = H, Cl, Br, J, OH, O-SiR 1 R 2 R 3 or an O-alkyl or an O-alkenyl or an O-benzyl, wherein the alkyl Methyl, ethyl, n-propyl, i-propyl, n-butyl, secButyl, tert-butyl, and their branched and unbranched higher homolog may be, and wherein R 1 , R 2 and R 3 are analogous to formula 1.
Für den Fall, dass R4 = O-SiR1R2R3 ist, sollte es sich bei R1, R2 und R3 nur um O-Alkyl oder H handeln.In the case where R 4 = O-SiR 1 R 2 R 3 , R 1 , R 2 and R 3 should only be O-alkyl or H.
In
Formel 3 können
die Reste R5 und R6 der
Ankergruppe unabhängig
voneinander = H, Cl, Br, J, OH, oder ein O-Alkyl bzw. ein
O-Alkenyl
oder ein O-Benzyl sein können,
wobei das Alkyl Methyl, Ethyl, n-Propyl, i-Propyl, n-Butyl, secButyl, tertButyl,
sowie deren verzweigte und unverzweigte höhere Homologen sein.In formula 3, the radicals R 5 and R 6 of the anchor group independently = H, Cl, Br, J, OH, or an O-alkyl or a
O-alkenyl or an O-benzyl, wherein the alkyl is methyl, ethyl, n-propyl, i-propyl, n-butyl, sec-butyl, tert-butyl, and their branched and unbranched higher homologues.
In Formel 4 können der Rest R7 der Ankergruppe = Cl, Br, J, OH, oder ein O-Alkyl bzw. ein O-Alkenyl oder ein O-Benzyl sein können, wobei das Alkyl Methyl, Ethyl, n-Propyl, i-Propyl, n-Butyl, secButyl, tertButyl, sowie deren verzweigte und unverzweigte höhere Homologen sein.In formula 4, the radical R 7 of the anchor group = Cl, Br, J, OH, or may be an O-alkyl or an O-alkenyl or an O-benzyl, wherein the alkyl is methyl, ethyl, n-propyl, i Propyl, n-butyl, sec-butyl, tert-butyl, and their branched and unbranched higher homologues.
Im Sinne der Erfindung können jedoch auch komplexere Ankersysteme, wie beispielsweise Hydroxamsäure, Iso-Nitril- und Phosphin-Gruppen als Ankergruppen verwendet werden.in the Meaning of the invention but also more complex anchor systems, such as hydroxamic acid, iso-nitrile and phosphine groups can be used as anchor groups.
Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass es sich bei dem Kettenabschnitt (B) um eine Alkylkette mit 1–12 C-Atomen in der Kette, besonders bevorzugt 6–10; eine fluorierte Alkylkette mit 1–12 C-Atomen in der Kette, besonders bevorzugt 6–10; eine ungesättigte Alkylkette mit 1–20 C-Atomen und konjugierten bzw. nicht-konjugierten Doppelbindungen; eine ungesättigte Alkylkette mit 1–20 C-Atomen und konjugierten bzw. nicht-konjugierten Dreifachbindungen; eine Alkylkette mit 0–12 C-Atomen, besonders bevorzugt 0–6, sowie einer Arylgruppe als Kopfgruppe (C); Polyethylenglykol oder eine Polyethylendiaminkette oder gemischte Varianten derselben handelt.It is particularly preferred that the chain portion (B) is an alkyl chain having 1-12 C atoms in the chain, more preferably 6-10; a fluorinated alkyl chain having 1-12 C atoms in the chain, more preferably 6-10; an unsaturated alkyl chain with 1-20 C atoms and conjugated or non-conjugated double bonds; an unsaturated alkyl chain having 1-20 C atoms and conjugated or non-conjugated triple bonds; an alkyl chain having 0-12 C atoms, more preferably 0-6, and an aryl group as a head group (C); Polyethylene glycol or a Polyethylendiaminkette or mixed variants thereof.
Die
Arylgruppe als Kopfgruppe (C) wirkt sich besonders vorteilhaft auf
die Injektionseigenschaften von der Elektrode in das
elektrochrome
Material aus. Die Arylgruppe kann dabei substituiert oder unsubstituiert
sein.The aryl group as head group (C) has a particularly advantageous effect on the injection properties of the electrode in the
electrochromic material. The aryl group may be substituted or unsubstituted.
Als Substituenten der genannten Aryleinheiten kommen wiederum Alkylgruppen (insbesondere fluoriert, ungesättigt, mit Halogenen substituiert oder S- bzw. N-haltig, z.B. -NR2, CN, -NO2) in Frage.As substituents of said aryl units, in turn, alkyl groups (in particular fluorinated, unsaturated, substituted by halogens or S- or N-containing, for example -NR 2 , CN, -NO 2 ) come into question.
Bei der Kopfgruppe (C) handelt es sich besonders bevorzugt um eine redoxaktive Gruppe. Auch dies verbessert die Ladungsinjektion merklich. Solche Gruppen werden abgeleitet aus Ferrocen, Phthalocyaninen mit der Zentralatomen, Cu, Co, Fe, Zn usw. und Porphyrin.at the head group (C) is particularly preferably a redox-active Group. This also noticeably improves the charge injection. Such Groups are derived from ferrocene, phthalocyanines with the Central atoms, Cu, Co, Fe, Zn, etc., and porphyrin.
Weitere bevorzugte Kopfgruppen sind z.B. die folgenden Gruppen, bei denen beispielhaft nur die nicht-substituierten Kerngruppen abgebildet sind: Further preferred head groups are, for example, the following groups, in which only the non-substituted core groups are shown by way of example:
Weitere Bevorzugte Kopfgruppen sind Naphthalin, Antracen, Naphtacen und Pentacen, sowie Biphenyl, Terphenyl, Quaterphenyl und Quinquephenyl.Further Preferred head groups are naphthalene, anthracene, naphthacene and Pentacene, as well as biphenyl, terphenyl, quaterphenyl and quinquephenyl.
Diese Gruppen können auch die übliche Weise substituiert sein, z.B. mit Alkylgruppen (insbesondere fluoriert, ungesättigt, mit Halogenen substituiert oder S- bzw. N-haltig, z.B. -NR2, CN, -NO2) oder mit Alkoxygruppen (Methoxy, Ethoxy).These groups may also be substituted in the usual way, for example with alkyl groups (in particular fluorinated, unsaturated, substituted by halogens or containing S or N, for example -NR 2 , CN, -NO 2 ) or with alkoxy groups (methoxy, ethoxy) ,
Besonders bevorzugt enthält die Elektrodenschicht ein Material ausgewählt aus der Gruppe enthaltend Indium-Zinnoxid (ITO), Al, Ti, Cu, RuOx, TiO2 und dotiertes ZnO.Particularly preferably, the electrode layer contains a material selected from the group consisting of indium tin oxide (ITO), Al, Ti, Cu, RuO x , TiO 2 and doped ZnO.
Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass die Schicht bestehend aus Spacermolekülen eine Schichtdicke von 0.5–5 nm aufweist.Farther is preferably provided that the layer consisting of spacer molecules a Layer thickness of 0.5-5 nm.
Solche Schichten sind aufgrund ihrer geringen Dicke von weniger als 5 nm vollständig transparent, beeinträchtigen also die optischen Eigenschaften des Displays nicht. Zudem wird bei dieser Schichtdicke – selbst wenn die Spacermoleküle dielektrische Eigenschaften aufweisen – bei ausreichend hoher Durchbruchsfeldstärke ein Übergang von Ladungsträgern in den elektrochromen Farbstoff ermöglicht.Such Layers are less than 5 nm due to their small thickness Completely transparent, impair So the optical properties of the display is not. In addition, will at this layer thickness - even if the spacer molecules have dielectric properties - at sufficiently high breakdown field strength a transition of carriers in the electrochromic dye allows.
Erfindungsgemäß ist überdies ein Verfahren zur Abscheidung einer Schicht aus selbstorganisierenden Spacermolekülen aus einer Flüssigphase auf einer Elektrodenschicht vorgesehen. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass Spacermoleküle in einer Konzentration von 0.1–100 mMol 1–1 in einem Lösungsmittel gelöst werden, die so hergestellte Lösung auf die zu beschichtende Elektrodenschicht aufgebracht wird und das Lösungsmittel passiv oder aktiv verdampft wird.Moreover, according to the invention, a method for depositing a layer of self-assembling spacer molecules from a liquid phase on an electrode layer is provided. The method is characterized in that spacer molecules are dissolved in a concentration of 0.1-100 mmol 1 -1 in a solvent, the solution thus prepared is applied to the electrode layer to be coated and the solvent is passively or actively evaporated.
Der Begriff „aktiv verdampft" soll sagen, dass in dieser Variante durch Erwärmung der Oberfläche das Lösungsmittel aktiv ausgetrieben wird. Die Einwirkungstemperatur wird dabei durch den Siedepunkt des Lösungsmittels begrenzt, der nicht überschritten werden darf, und er liegt im Allgemeinen unter 200°C. Die Einwirkzeiten der Lösung können zwischen 1 Sekunde und 1 Tag betragen.Of the Term "active evaporated "should say that in this variant by heating the surface of the solvent actively expelled. The exposure temperature is through the boiling point of the solvent limited, not exceeded may be less than 200 ° C. The exposure times the solution can between 1 second and 1 day.
Bevorzugt
werden dabei als Lösungsmittel
Kohlenwasserstoffe wie Pentan, Hexan, Heptan, Octan, Benzol, Toluol,
Xylol, Cresol, Tetralin, oder Decalin, chlorierte Kohlenwasserstoffe
wie Dichlormethan, Chloroform, Tetrachlorkohlenstoff, Trichlorethylen,
Chlorbenzol oder Dichlorbenzol, Alkohole wie Methanol,
n-Propanol,
i-Propanol oder Butanol, Ether und cyclische Ether wie Diethylether,
Diphenylether, Tetrahydrofuran oder Dioxan, Ester wie Essigsäureethylester,
oder Dimethylformamid, Dimethylsulfoxid, N-Methylpyrrolidinon, γ-Butyrolacton
oder Cyclohexanon verwendet.Preferred solvents are hydrocarbons such as pentane, hexane, heptane, octane, benzene, toluene, xylene, cresol, tetralin or decalin, chlorinated hydrocarbons such as dichloromethane, chloroform, carbon tetrachloride, trichlorethylene, chlorobenzene or dichlorobenzene, alcohols such as methanol,
n-propanol, i-propanol or butanol, ethers and cyclic ethers such as diethyl ether, diphenyl ether, tetrahydrofuran or dioxane, esters such as ethyl acetate, or dimethylformamide, dimethylsulfoxide, N-methylpyrrolidinone, γ-butyrolactone or cyclohexanone used.
Erfindungsgemäß ist außerdem ein Verfahren zur Abscheidung einer Schicht aus selbstorganisierenden Spacermolekülen aus einer Gasphase auf einer Elektrodenschicht vorgesehen. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass die zu beschichtende Elektrodenschicht in einem Vakuumrezipienten einem Spacermoleküle (bzw. Vorstufen von Spacermolekülen, wie z.B. Chlorosilane, Alkoxysilane, Phosphonsäureester) enthaltenden Dampf ausgesetzt wird, und nach einer Einwirkungszeit die Oberfläche mit einem Lösungsmittel gespült wird, um nicht gebundene Spacermoleküle zu entfernen.According to the invention is also a Process for depositing a layer of self-organizing spacer molecules provided from a gas phase on an electrode layer. The procedure is characterized in that the electrode layer to be coated in a vacuum recipient a spacer molecules (or precursors of spacer molecules, such as e.g. Chlorosilanes, alkoxysilanes, phosphonic acid esters) containing vapor is exposed, and after a contact time with the surface a solvent rinsed is used to remove unbound spacer molecules.
Die Einwirkungsdauer beträgt dabei bevorzugt 10 min – 5 Stunden Der bevorzugte Druck liegt zwischen 10–6 – 1000 mbar, bevorzugt zwischen 10–3–101 mbar. Zur Verdünnung des Spacermolekül-Dampfs dienen Edelgase wie He, Ne, Ar, Kr oder Xe bzw. inerte Gase wie N2. Die bevorzugte Temperatur für die Bedampfung liegt im Bereich zwischen 50 und 200°C. Als Lösungsmittel zum Spülen der Substrate nach erfolgter Abscheidung kommen insbesondere die weiter oben genannten Lösungsmittel in Frage.The exposure time is preferably 10 min - 5 hours, the preferred pressure is between 10 -6 - 1000 mbar, preferably between 10 -3 -10 1 mbar. For dilution of the spacer molecule steam are noble gases such as He, Ne, Ar, Kr or Xe or inert gases such as N 2 . The preferred temperature for the vapor deposition is in the range between 50 and 200 ° C. Suitable solvents for rinsing the substrates after deposition are, in particular, the solvents mentioned above.
Bevorzugt ist dabei vorgesehen, dass nach der Abscheidung der Spacermoleküle ein Temperaturschritt eingefügt wird, um die Spacermoleküle chemisch an die Elektrodenoberfläche zu binden.Prefers It is provided that after the deposition of the spacer molecules, a temperature step added is going to be the spacer molecules chemically to the electrode surface to bind.
Dieser Schritt kann zwischen 1s und 1h dauern, bevorzugt 10s–200s, und bei einer Temperatur von 20°C–300°C, bevorzugt 30°C–150°C ablaufen. Dabei werden koordinative bzw. kovalente Bindungen eingegangen.This Step can take between 1s and 1h, preferably 10s-200s, and at a temperature of 20 ° C-300 ° C, preferably 30 ° C-150 ° C expire. This involves coordinative or covalent bonds.
Im Übrigen lässt sich die erfindungsgemäße Anordnung auch für die Verlängerung der Lebensdauer in organischen LED (OLED) nutzen. Die vorliegende Erfindung bezieht sich also ebenfalls auf OLED-Displays.Incidentally, can be the inventive arrangement also for the extension lifetime in organic LED (OLED) use. The present The invention thus also relates to OLED displays.
Beispiele und ZeichnungenExamples and drawings
Die vorliegende Erfindung wird durch die im Folgenden gezeigten und diskutierten Beispiele und Zeichnungen genauer erläutert. Dabei ist zu beachten, dass die Beispiele und Zeichnungen nur beschreibenden Charakter haben und nicht dazu gedacht sind, die Erfindung in irgendeiner Form einzuschränken.The The present invention is characterized by the following discussed examples and drawings explained in more detail. there It should be noted that the examples and drawings are only descriptive Have character and are not meant to be the invention in any Restrict shape.
Beispiel 1. Eine 100 nm starke Indiumzinnoxid-Schicht (ITO) wird auf einer Glasplatte durch RF-Sputtern abgeschieden (500 W, 50 sccm Ar, 5 sccm O2). Die ITO-Schicht wird mittels i-Line-Lithographie und Nassätzung strukturiert.Example 1. A 100 nm indium tin oxide (ITO) layer is deposited on a glass plate by RF sputtering (500 W, 50 sccm Ar, 5 sccm O 2 ). The ITO layer is patterned using i-line lithography and wet etching.
Beispiel
2. Durch Einlegen dieses Substrates in 100 ml einer 0,01 molaren
Lösung
von Benzoylchlorid in Tetrahydrofuran für 30 min wird ein Monolager
selbstorganisierender Spacermoleküle auf dem ITO Substrat abgeschieden.
Im Anschluss wird das Substrat zuerst mit Tetrahydrofuran, dann
mit Aceton und Isopropanol gespült
und im Stickstoffstrom trocken geblasen. Ein Temperschritt (1 min.,
80°C) vervollständigt die
Abscheidung. Das elektrochrome Display wird entsprechend
Beispiel
3. Ein analog Beispiel 1 hergestelltes ITO-Elektrodensubstrat wird bei vermindertem
Druck (50 mbar) und einer Manteltemperatur des Heizofens von 150°C einer Atmosphäre von Octyltrimethylchlorosilan
für 2 ½ Stunden
ausgesetzt. Im Anschluss wird das Substrat mit Aceton und Isopro panol
gespült
und im Stickstoffstrom trocken geblasen. Im Anschluss wird es 30s
bei 100°C
getrocknet. Das elektrochrome Display wird entsprechend
Beispiel
4. Ein analog Beispiel 1 hergestelltes ITO-Elektrodensubstrat wird in 100 ml einer
0.05 molaren Lösung
von Phenylphosphonsäure
in Ethanol für
20 h gelegt. Nach Spülen
mit
Ethanol und Trockenblasen im Stickstoffstrom wird das elektrochrome
Display entsprechend
Ethanol and dry bubbles in a stream of nitrogen, the electrochromic display accordingly
Beispiel 4a.: Der Kontaktwinkel des Substrates ändert sich nach wenigen Sekunden nicht mehr. Die Einwirkungsdauer von 20 h dient nur als sichere Obergrenze.example 4a .: The contact angle of the substrate changes after a few seconds no more. The exposure time of 20 h is only safe Upper limit.
Beispiel 5. Anstelle von Phenylphosphonsäure in Beispiel 4 können auch die Chloride der Phenylphosphonsäure eingesetzt werden.example 5. Instead of phenylphosphonic acid in Example 4 also the chlorides of phenylphosphonic acid are used.
Beispiel
6. Analog Beispiel 3 kann die Funktionalisierung der ITO-Elektrode
mit Phenylphosphonsäureethylester
aus der Gasphase erfolgen. Die Weiterbehandlung erfolgt analog Beispiel
4. Dazu wird in einen Exsikkator 0.5g Phenylphosphonsäure gegeben
und das Substrat auf eine Gitterplatte gelegt. Der Exsikkator wird
auf
10 mbar abgepumpt und auf 150°C erhitzt. Während 1 Stunde wird die Oberfläche mit
einer Monolage Phenylphosphonsäure
funktionalisiert.Example 6. Analogously to Example 3, the functionalization of the ITO electrode can be carried out with phenylphosphonic acid ethyl ester from the gas phase. The further treatment is carried out analogously to Example 4. For this purpose, in a desiccator 0.5 g phenylphosphonic acid and placed the substrate on a grid plate. The desiccator will open
Pumped off 10 mbar and heated to 150 ° C. During 1 hour, the surface is functionalized with a monolayer of phenylphosphonic acid.
Beispiel 7. Durch Zusatz von 10 ml einer 0.01 molaren Lösung von Triethylamin in Tetrahydrofuran bzw. Ethanol kann die Abscheidung in Beispiel 2, 4 und 5 beschleunigt werden.example 7. By addition of 10 ml of a 0.01 molar solution of triethylamine in tetrahydrofuran or Ethanol can accelerate the deposition in Examples 2, 4 and 5 become.
Beispiel 8. Anstelle von ITO kann in obigen Beispielen auch eine 10 nm dicke Al-Schicht verwendet werden. Dickere Schichten eignen sich nur dann, wenn die Abdeckschicht transparent ist. Für „Bottom"-Elektroden von Displayanwendungen mit optisch dichter elektrochromer Schicht können auch andere Me talle wie z.B. Cu und Ti verwendet werden. Eine Strukturierung kann lithographisch oder mittels Laserablation erfolgen.example 8. Instead of ITO in the above examples, a 10 nm thick Al layer can be used. Thicker layers are only suitable when the cover layer is transparent. For "bottom" electrodes of display applications with Optically dense electrochromic layer can also other Me metals such. Cu and Ti are used. A structuring can lithographically or by laser ablation.
Beispiel
9. Für
ein mikro(μ)-Kontaktprintingverfahren
wird ein Polydimethyldisiloxanstempel hergestellt, indem das mit
Härter
versehene PDMS-Harz in eine Resistmatrix gegossen wird. Nach dem
Aushärten bei
80°C wird
der Stempel von der Matrix abgezogen, mit Hexan gespült und im
Stickstoffstrom trocken geblasen. Dieser Stempel wird mit einer
0.001 molaren Lösung
von Octylphosphonsäure
in n-Propanol benetzt und getrocknet. Im Hochdruckverfahren wird
die SAM-Schicht („SAM
= surface active monolayer")
auf das vollflächige
ITO-Substrat übertragen.
Die ITO-Schicht wird mit HBr geätzt,
mit Wasser gespült
und 1 min bei 100°C auf
einer Hotplate getrocknet. Zur Bedeckung der Kanten wird das Substrat
nochmals für
10 min in die 0.001 molare Lösung
von Octylphosphonsäure
in n-Propanol getaucht,
mit n-Propanol gespült
und getrocknet. Im Anschluss wird das elektrochrome Display entsprechend
Beispiel 10: Anstelle der Phenylphosphonsäure aus Beispiel 4 wird 4-Nitrophenylphosphonsäure verwendet.example 10: Instead of the phenylphosphonic acid Example 4 uses 4-nitrophenylphosphonic acid.
Beispiel 11: Anstelle der Phenylphosphonsäure aus Beispiel 4 wird 4-Cyanophenylphosphonsäure verwendet.example 11: Instead of the phenylphosphonic acid Example 4 uses 4-cyanophenylphosphonic acid.
Beispiel 12: Anstelle der Phenylphosphonsäure aus Beispiel 4 wird 4-Amminophenylphosphonsäure verwendet.example 12: Instead of the phenylphosphonic acid Example 4 uses 4-aminophenylphosphonic acid.
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