DE19516922A1

DE19516922A1 - Elektrolumineszierendes Schichtsystem

Info

Publication number: DE19516922A1
Application number: DE19516922A
Authority: DE
Inventors: Brigitte Grothe; Wolfgang Grothe; Martin Dr Hueppauff; Claus Dipl Phys Dr Schmidt
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1995-05-09
Filing date: 1995-05-09
Publication date: 1996-11-14
Also published as: WO1996036079A1

Description

Die Erfindung betrifft ein elektrolumineszierendes Schichtsystem nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Stand der Technik

Elektrolumineszierende Schichtsysteme sind bekannt. In diesen werden entweder anorganische oder organi sche Substanzen verwendet, die mittels einer elektri schen Spannung zum Aussenden von Lichtstrahlen anreg bar sind. Die lichtemittierenden Substanzen sind hierbei beispielsweise zwischen flächenhaften Elek troden angeordnet, wobei eine erste Elektrode als löcherinjizierende Elektrode und eine zweite Elek trode als elektroneninjizierende Elektrode ausgebil det ist. Wird die lichtemittierende Substanz von einem organischen Material gebildet, kann die Anre gung über eine Gleichspannungsquelle erfolgen. Hier bei ist die löcherinjizierende Elektrode mit dem Pluspol der Gleichspannungsquelle und die elektronen injizierende Elektrode mit dem Minuspol der Gleich spannungsquelle verbunden. Ein derartiges elektrolu mineszierendes Schichtsystem ist beispielsweise aus der WO 92/16 023 A1 bekannt. Hier besteht die Anode aus einem transparenten leitfähigen Material mit einer hohen Elektronenaustrittsarbeit von größer als 4,5 eV. Die Anode kann beispielsweise aus einem Metalloxid oder einem metalloxidischem Material bestehen. Üblicherweise werden hier Indium-Zinnoxide als Materialien eingesetzt.

Die löcherinjizierende Elektrode besteht aus einem Metall oder einer Metallegierung mit niedriger Elektronenaustrittsarbeit. Hierbei ist nachteilig, daß die Metalle oder die Metallegierungen mit niedriger Elektronenaustrittsarbeit in der Regel leicht oxidieren und damit korrosiv wirken. Hierdurch kann es neben einer Verschlechterung der Leitfähig keit zu einem Eindiffundieren der Materialien der löcherinjizierenden Elektrode in das lichtemittie rende organische Material kommen, daß somit seine Eigenschaften in unerwünschter Weise verändern kann.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße elektrolumineszierende Schicht system mit den im Anspruch 1 genannten Merkmalen bietet demgegenüber den Vorteil, daß eine Eigenschaftsveränderung des elektrolumineszierenden Schichtsystems während seines bestimmungsgemäßen Gebrauchs ausgeschlossen ist. Dadurch, daß die elektroneninjizierende Elektrode (Kathode) aus einem elektrisch leitfähigem oxidischen Material mit niedriger Elektronenaustrittsarbeit besteht, wird sehr vorteilhaft erreicht, daß die elektronen injizierende Elektrode stabil und korrosionsbeständig ist. Ein Eindiffundieren von Materialien der elek troneninjizierenden Elektrode in das lichtemit tierende organische Material ist nicht mehr möglich, so daß das gesamte elektrolumineszierende Schichtsystem seine einmal gewählten Eigenschaften, beispielsweise das Abstrahlen einer bestimmten Farbe, beibehält.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.

Zeichnung

Die Erfindung wird nachfolgend in einem Ausführungs beispiel anhand der zugehörigen Zeichnung, die sche matisch eine Schnittdarstellung durch ein elektrolu mineszierendes System zeigt, näher erläutert.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Die einzigste Figur zeigt ein allgemein mit 10 be zeichnetes elektrolumineszierendes Schichtsystem. Die Darstellung zeigt ausschnittsweise schematisch einen Schnitt durch das Schichtsystem 10. Das Schichtsystem besitzt ein lichtemittierendes Material 12, das zwi schen einer ersten Elektrode 14 und einer zweiten Elektrode 16 angeordnet ist. Die Elektroden 14 und 16 sind flächenhaft ausgebildet, so daß das sich zwi schen den Elektroden 14 und 16 befindliche lichtemit tierende Material 12 ebenfalls flächig ausgebildet ist. Die Elektroden 14 und 16 sind mit einer Span nungsquelle 18, beispielsweise einer Gleichspannungs quelle, insbesondere einer Batterie eines Kraftfahr zeuges, verbunden. Die Elektrode 14 ist hierbei mit dem Pluspol der Spannungsquelle 18 und die Elektrode 16 mit Masse verbunden. Das Schichtsystem 10 weist ferner eine Trägerschicht 20 auf, die beispielsweise zur Stabilisierung des Schichtsystems 10 dient.

Das lichtemittierende Material 12 besitzt wenigstens eine organische Substanz, die unter Anlegen der Spannung in der Lage ist, Licht zu emittieren. Die Farbe des emittierten Lichtes wird hierbei durch die chemische Struktur der verwendeten organischen Sub stanz bestimmt. Als lichtemittiernde organische Sub stanzen kommen beispielsweise Polymere, niedermole kulare organische Verbindungen, Monomere oder mole kulardotierte Polymere in Betracht. Zwischen den Elektroden 14 und 16 können weitere Schichten angeordnet sein , die ebenfalls zur Lichtemission oder zu einem Ladungsträgertransport zu dem licht emittierenden Material 12 dienen.

Die erste Elektrode 14 besteht aus einem Material mit hoher Elektronenaustrittsarbeit. Die Elektrode 14 kann beispielsweise aus einem Metall oder einer me tallischen Legierung bestehen. Durch Verbinden der Elektrode 14 mit der Spannungsquelle 18 ist diese als Anode geschaltet, wobei aufgrund der hohen Elektro denaustrittsarbeit, die beispielsweise größer als die von Aluminium ist (4,28 eV aus Handbook of Chemistry and Physics, 67th Edition, CRC Press, Editor: Robert C. Weast), diese Löcher injiziert, die als Ladungsträger in das organische Material 12 transpor tiert werden. Die Elektrode 14 ist auf Grund ihrer hohen Elektronenaustrittsarbeit korrosionsbeständig.

Die zweite Elektrode 16 besteht aus einem Material mit niedriger Elektronenaustrittsarbeit, die bei spielsweise kleiner als die von Aluminium ist. Die Elektrode 16 besteht aus einem elektrisch leitfähigem oxidischen Material, vorzugsweise einem Metalloxid, insbesondere Zinnoxid SnO_x. Es ist jedoch auch ein Einsatz von Zinkoxid, Indiumoxid, Galium-Indiumoxid, Titanoxid, Galium-Germanium-Indiumoxid, Galium-Indi um-Zinnoxid oder anderen leitfähigen Oxiden möglich. Die Metalloxider werden entsprechend der Forderung nach einer Elektronenaustrittsarbeit kleiner als die von Aluminium über einen Sauerstoffüber- oder -unterschuß beziehungsweise über Fremdatome dotiert.

Durch das Verbinden der Elektrode 14 mit dem Pluspol der Spannungsquelle 18 und der Elektrode 16 mit Masse wirkt diese als Kathode und injiziert Elektronen in das lichtemittierende organische Material 12. Hierdurch kommt es in dem lichtemittierenden organischen Material 12 zu einem Stromfluß zwischen der Anode 14 und der Kathode 16, so daß die organischen Substanzen zum Erzeugen von Lichtquanten angeregt werden. Das elektrolumineszierende Schicht system 10 kann somit als Leuchtquelle verwendet werden.

Dadurch, daß die Kathode 16 aus einem stabilen, elektrisch leitfähigem oxidischen Material besteht, kann diese während des bestimmungsgemäßen Gebrauchs des elektrolumineszierenden Schichtsystems 10 nicht mehr oxidieren und keine korrosive Wirkung entfalten. Das lichtemittierende Material 12 kann somit nicht durch eindiffundierende Materialien der Kathode 16 in seiner Eigenschaft verändert werden.

Zur Verbesserung der Leitfähigkeit der Kathode 16 kann vorgesehen sein, daß in das oxidische Material, insbesondere in das Zinnoxid, Fremdatome dotiert sind. Somit wird einerseits eine gute Leitfähigkeit der Kathode 16 gewährleistet und andererseits die Korrosionsbeständigkeit sichergestellt.

Claims

1. Elektrolumineszierendes Schichtsystem mit einem zwischen zwei mit einer Gleichspannungsquelle ver bindbaren Elektroden angeordneten lichtemittierenden organischen Material, wobei eine erste Elektrode eine löcherinjizierende Elektrode (Anode) und eine zweite Elektrode eine elektroneninjizierende Elektrode (Kathode) ist, dadurch gekennzeichnet, daß die elek troneninjizierende Elektrode (16) aus einem elektrisch leitfähigen oxidischen Material mit niedriger Elektronenaustrittsarbeit besteht.

2. Elektrolumineszierendes Schichtsystem nach An spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrode (16) aus einem Metalloxid besteht.

3. Elektrolumineszierendes Schichtsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrode (16) aus Zinnoxid (SnO_x) besteht.

4. Elektrolumineszierendes Schichtsystem nach An spruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Zinnoxid mit die Leitfähigkeit verbessernden Fremdatomen dotiert ist.

5. Elektrolumineszierendes Schichtsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrode (16) eine Elektronenaustrittsarbeit aufweist, die kleiner als die von Aluminium ist.