DE19628119A1 - Lichtemittierende Vorrichtung in Sandwich-Struktur mit Lumineszenzschicht aus einer organischen Verbindung sowie Verfahren zu deren Herstellung - Google Patents

Lichtemittierende Vorrichtung in Sandwich-Struktur mit Lumineszenzschicht aus einer organischen Verbindung sowie Verfahren zu deren Herstellung

Info

Publication number
DE19628119A1
DE19628119A1 DE19628119A DE19628119A DE19628119A1 DE 19628119 A1 DE19628119 A1 DE 19628119A1 DE 19628119 A DE19628119 A DE 19628119A DE 19628119 A DE19628119 A DE 19628119A DE 19628119 A1 DE19628119 A1 DE 19628119A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
electrode layer
layer
carrier
prepolymer
luminescent
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19628119A
Other languages
English (en)
Inventor
Manfred Herold
Juergen Gmeiner
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Universitaet Bayreuth
Original Assignee
Universitaet Bayreuth
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Universitaet Bayreuth filed Critical Universitaet Bayreuth
Priority to DE19628119A priority Critical patent/DE19628119A1/de
Publication of DE19628119A1 publication Critical patent/DE19628119A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B17/00—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres
    • B32B17/06—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C17/00—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating
    • C03C17/34—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions
    • C03C17/42—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions at least one coating of an organic material and at least one non-metal coating
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G61/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carbon-to-carbon link in the main chain of the macromolecule
    • C08G61/02—Macromolecular compounds containing only carbon atoms in the main chain of the macromolecule, e.g. polyxylylenes
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B33/00—Electroluminescent light sources
    • H05B33/12—Light sources with substantially two-dimensional radiating surfaces
    • H05B33/26—Light sources with substantially two-dimensional radiating surfaces characterised by the composition or arrangement of the conductive material used as an electrode
    • H05B33/28—Light sources with substantially two-dimensional radiating surfaces characterised by the composition or arrangement of the conductive material used as an electrode of translucent electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/80—Constructional details
    • H10K50/805—Electrodes
    • H10K50/81—Anodes
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K71/00—Manufacture or treatment specially adapted for the organic devices covered by this subclass
    • H10K71/10—Deposition of organic active material
    • H10K71/12—Deposition of organic active material using liquid deposition, e.g. spin coating
    • H10K71/13—Deposition of organic active material using liquid deposition, e.g. spin coating using printing techniques, e.g. ink-jet printing or screen printing
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/10—Organic polymers or oligomers
    • H10K85/111—Organic polymers or oligomers comprising aromatic, heteroaromatic, or aryl chains, e.g. polyaniline, polyphenylene or polyphenylene vinylene
    • H10K85/114—Poly-phenylenevinylene; Derivatives thereof

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine lichtemittierende Vorrichtung ("light emit­ ting device" oder kurz "LED") in Sandwich-Struktur unter Verwendung einer Lumineszenzschicht aus mindestens einer organischen Verbindung sowie ein Ver­ fahren zu dessen Herstellung. Entsprechende LEDs werden auch als "organische LEDs" bezeichnet.
Organische LEDs sind in der Regel in Sandwich-Struktur aufgebaut, wobei die Sandwich-Struktur eine Trägerschicht umfaßt, die mit einer leitfähigen, im licht­ emittierenden Bereich der LED durchlässigen Schicht als Elektrodenschicht verse­ hen ist. Hierfür findet insbesondere eine Indium-Zinn-Oxid-Beschichtung (kurz "ITO") Verwendung, die eine hohe Leitfähigkeit sowie Transparenz im sichtbaren Wellenlängenbereich besitzt. Auf die Elektrodenschicht wird eine Lumineszenz­ schicht zunächst als Präpolymer aufgebracht und anschließend durch thermische Konversion in das stabile Endpolymer überführt. Auf die Lumineszenzschicht wird abschließend eine Deckelektrodenschicht, z. B. Aluminium- oder Calciumschicht, aufgebracht. Entsprechend hergestellte organische LEDs haben den Vorteil, daß durch Variation der chemischen Synthesen die Farben der LEDs nahezu ohne Be­ grenzung variierbar sind, die Fabrikation großer Leuchtflächen möglich ist und großflächige LEDs sogar auf flexiblen Substraten herstellbar sind. Der Nachteil derartiger organischer LEDs ist ein häufig auftretendes inhomogenes Leuchten sowie eine begrenzte Lebensdauer, d. h. eine relativ rasche Verschlechterung der Lichtemission unter Betriebsbedingungen.
Neben diesen organischen LEDs existieren die bekannten anorganischen LEDs, bei denen der p-n-Übergang von Halbleitern ausgenutzt wird. Aufgrund der Notwen­ digkeit des Einsatzes von Halbleitern (z. B. GaAs, GaP oder GaInP) sind diese an­ organischen LEDs nur bei einem erheblich höheren Aufwand herstellbar. Zudem lassen sich großflächige Leuchtflächen nicht oder nur unter erhöhtem Aufwand herstellen. Demgegenüber ist jedoch die Lebensdauer von anorganischen LEDs im Vergleich zu organischen LEDs erheblich länger.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, gattungsgemäße LEDs mit homogener Leuchtintensität und wesentlich längerer Lebensdauer sowie ein Ver­ fahren zu deren Herstellung zur Verfügung zu stellen.
Diese Aufgabe wird bei der gattungsgemäßen beanspruchten Vorrichtung dadurch gelöst, daß die Elektrodenschicht zumindest an der Grenzfläche zur Lumineszenz­ schicht aus SnO₂ besteht oder SnO₂ zumindest als Hauptbestandteil umfaßt. Unter­ suchungen haben gezeigt, daß eine nachteilige Beeinträchtigung der Homogenität, der Leuchtintensität sowie der Lebensdauer organischer LEDs insbesondere darin begründet ist, daß sich während der thermischen Konversion der Präpolymer­ schicht Verbindungen an der Grenzfläche der Elektrodenschicht sowie Lumines­ zenzschicht bilden, die die Homogenität der Leuchtintensität nachteilig beeinträch­ tigen. Durch Verwendung von SnO₂ als Elektrodenschicht werden Reaktionspro­ dukte an der Grenzfläche während der thermischen Konversion der Präpolymer­ schicht vermieden und hierdurch zum einen eine hervorragende Leuchthomogenität zum anderen eine erheblich längere Lebensdauer der LEDs erzielt. Darüber hinaus zeichnet sich eine auf SnO₂ basierende Elektrodenschicht durch annähernd gleich­ wertige Transparenzwerte und Werte der elektrischen Leitfähigkeit im Vergleich zu Elektrodenschichten auf Basis von ITO aus. Entsprechendes gilt auch für die Elektrolumineszenzspektren, Quanteneffizienz sowie Helligkeit. Im übrigen sind die Rohstoffe für SnO₂ wesentlich preisgünstiger zu beziehen als für ITO.
Zweckmäßigerweise ist das SnO₂ zur Erhöhung der Leitfähigkeit der Elektroden­ schicht mit mindestens einer Verbindung oder einem Element dotiert. Hierdurch läßt sich ein besonders homogenes Leuchten bei vergleichsweise großen Flächen unter vergleichsweise geringen Spannungen erzielen.
In vorteilhafter Weise kann eine Dotierung der SnO₂-Beschichtung mit Fluor erfol­ gen, wodurch eine in ihren physikalischen und chemischen Eigenschaften besonders stabile Elektrodenschicht geschaffen wird. Denkbar ist jedoch auch eine Dotierung mit Arsen, Phosphor, Antimon, Chlor, Brom oder Jod oder einer Verbindung eines entsprechenden Elementes.
Der spezifische Flächenwiderstand der transparenten Elektrodenschicht liegt zweckmäßigerweise in einem Bereich von 10 Ω/ bis 30 Ω/, vorzugsweise von 10 Ω/ bis 20 Ω/.
Zweckmäßigerweise kann als Lumineszenzschicht Poly(para-Phenylenvinylen) (kurz "PPV") verwendet werden. PPV ist unlöslich und unschmelzbar. Es wird über ein Präpolymer, welches anschließend thermisch behandelt wird, hergestellt. Das Präpolymer ist löslich, wodurch die Herstellung dünner, großflächiger Filme, z. B. unter Verwendung einer Rakeltechnik, Rotationsbeschichtungstechnik (spin coating) oder sogar Siebdrucktechnik ermöglicht wird. Insbesondere die Rakel­ technik und die Siebdrucktechnik ermöglichen einen Einsatz in großtechnischen Endlosverfahren.
Erfindungsgemäß liegt die Dicke der Elektrodenschicht in einem Bereich von 50 nm bis 500 nm, vorzugsweise von 100 nm bis 300 nm.
Gemäß einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung ist als Trägerschicht Glas vorgesehen. Alternativ ist es möglich, die LEDs auf einer flexiblen, transpa­ renten Folie aufzubauen. Die transparente Elektrodenschicht kann in vorteilhafter­ weise herstellerseitig auf die Trägerschicht großflächig aufgebracht werden, im Falle von Glas als Trägerschicht sogar bei der großtechnischen Glasherstellung während des sogenannten "Floatglasverfahrens".
Die Erfindung betrifft desweiteren ein Verfahren zur Herstellung einer lichtemittie­ renden Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 13. Dieses Verfahren ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß SnO₂ als Elektrodenschicht, zumin­ dest als deren Hauptbestandteil, vorgesehen ist.
Die Elektrodenschicht wird zweckmäßigerweise im sog. CVD-Verfahren (chemical vapour deposition)-Verfahren oder durch Sprühpyrolyse auf den Träger aufgebracht.
Zur Erhöhung der spezifischen Leitfähigkeit der Elektrodenschicht erfolgt eine Dotierung mit mindestens einer Verbindung oder einem Element, insbesondere mit Fluor. Diese Dotierung wird in vorteilhafterweise bereits während des Aufbringens der Elektrodenschicht im CVD-Verfahren über die Gasphase oder im Sprühpyroly­ se-Verfahren vorgenommen.
Aufgrund der Verwendung eines hochmolekularen löslichen Polymers mit geringer Konzentration zur Herstellung der Lumineszenzschicht wird nach dem Auftragen des Präpolymers und der Verdunstung des Lösungsmittels eine sehr gleichmäßige Lumineszenzschicht erzielt. Darüber hinaus kann das Präpolymer beispielsweise, wenn gewünscht, in einem kontinuierlichen Verfahren mittels einer Rakel oder im Rotationsbeschichtungsverfahren (spin coating) aufgetragen werden. Ferner be­ steht die Möglichkeit, auch das sog. Siebdruckverfahren einzusetzen, dessen Vor­ teil darin besteht, daß es mit vergleichsweise einfachen Apparaturen durchführbar ist. Damit können großflächige, leistungsfähige und alterungsbeständige LEDs mit herstellungstechnisch einfachen Mitteln realisiert werden.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung kann die transparente Elektrodenschicht und die Trägerschicht sozusagen als eine einzige Schicht vorgesehen sein.
Eine zweckmäßige Ausgestaltung wird anhand der Zeichnungsfiguren näher erläu­ tert. Es zeigen:
Fig. 1 einen stark vereinfachten prinzipiellen Schichtaufbau einer orga­ nischen LED in Sandwich-Struktur;
Fig. 2 Aufbringen des Präpolymers in Rotationsbeschichtungstechnik (spin coating);
Fig. 3 Aufbringen des Präpolymers in Rakeltechnik (a) oder in Sieb­ drucktechnik (b);
Fig. 4 REM-Aufnahme an der Grenzschicht PPV/ITO nach thermischer Konversion des Präpolymers zu PPV;
Fig. 5 EDX-Spektrum eines Kristalls aus der Aufnahme gemäß Fig. 4;
Fig. 6 REM-Aufnahmen der Unterseite von PPV bei verschiedenen Vergrößerungen gemäß (a) bis (d);
Fig. 7 REM-Aufnahme der Oberseite der Aluminiumelektrode einer ITO/PPV/Al-LED, die bereits betrieben wurde;
Fig. 8 vergrößerte Darstellung der aus der Aufnahme gemäß Fig. 7 er­ sichtlichen Blasenstruktur, bei der der abgesprungene Teil der Aluminiumelektrode neben der Absprungstelle liegt;
Fig. 9 Elementanalyse mit EDX der Stellen , sowie der Darstel­ lung gemäß Fig. 8;
Fig. 10 Photolumineszenz-Spektren von PPV-Filmen, die auf ITO- beschichtetem bzw. FTO-beschichtetem Glas thermisch behan­ delt wurden;
Fig. 11 Vergleich der Elektrolumineszen-Spektren der FTO/PPV/Al und ITO/PPV/Al-Proben.
Bezugsziffer 1 in Fig. 1 bezeichnet den prinzipiellen Grundaufbau einer Ausfüh­ rungsform der erfindungsgemäßem LED. Sie umfaßt einen Träger 2, welcher aus einem transparenten oder zumindest semitransparenten Material (z. B. Glas) be­ steht. Der Träger 2 kann alternativ auch als transparente oder semitransparente, flexible Folie insbesondere Polymerfolie vorgesehen sein. An der Oberseite der Trägerschicht 2 befindet sich eine Elektrodenschicht 3, welche ebenfalls transpa­ rent oder zumindest semitransparent ist. Die Elektrodenschicht 3 dient bei dieser Ausgestaltung zum Anlegen eines positiven elektrischen Potentials.
Auf der Elektrodenschicht 3 ist eine Lumineszenzschicht 4 aus organischem Mate­ rial, z. B. Poly(para-Phenylenvinylen), im folgenden "PPV" genannt, vorgesehen. PPV besitzt aufgrund des konjugierten π-Elektrnnensystems hervorragende nicht­ linear optische Eigenschaften mit Suszeptibilitäten dritter Ordnung von ca. 10-11 esu. Zudem ist es mit AsF₅ oder FeCl₃ dotierbar. Die hierdurch erreichten Leitfä­ higkeitswerte liegen bei über 10 S/cm. PPV absorbiert sichtbares Licht unterhalb 520 nm und ist daher gelb. Die Photolumineszenz des Materials reicht von ca. 520-570 nm. In diesem Bereich liegt auch das Elektrolumineszenz-Spektrum von PPV, das im wesentlichen deckungsgleich mit dem Photolumineszenz-Spektrum ist.
An der Oberseite der Lumineszenzschicht 4 befindet sich eine Deckelektroden­ schicht 5, beispielsweise aus einem Metall, wie z. B. Aluminium oder Calcium. Bei Anlegen einer elektrischen Spannung mit negativer Ladung an der Deckelektroden­ schicht 5 sowie positiver Ladung an der Elektrodenschicht 3 entsteht - wie aus Fig. 1 ersichtlich - Elektrolumineszenz 3 in der Lumineszenzschicht 4, die durch die Elektrodenschicht 3 sowie Trägerschicht 2 hindurch sichtbar ist.
Die Lumineszenzschicht 4 ist unlöslich und unschmelzbar. Um ein Aufbringen die­ ser Schicht zu ermöglichen, wird die Lumineszenzschicht 4 über ein lösliches Prä­ polymer 6, z. B. in Rotationsbeschichtungstechnik (spin coating) gemäß Fig. 2 in Rakeltechnik (vgl. Rakel 7 in Fig. 3(a) oder im Siebdruckverfahren, vgl. Sieb 8 in Fig. 3 (b)) auf die Schichtenfolge aufgebracht. Das Präpolymer 6 zur Herstellung einer Lumineszenzschicht 4 aus PPV wird durch eine baseninduzierte Polymerisa­ tion von 1,4-Phenylendimethylen-bis(tetramethylensulfoniumchlorid) gemäß dem nachstehenden Reaktionsverlauf erhalten. Als lösungsvermittelnde Gruppen im Präpolymer können anstelle des Tetrahydrothiophens und des Chlorids andere Verbindungen, Elemente eingesetzt werden.
Als Beispiel sei genannt Dimethylsulfid und in modifizierter Präpolymerform Me­ thoxy-, Ethoxygruppen und anstelle des Chlorids Halogene allgemein oder anioni­ sche Verbindungen. Das 1,4-Phenylendimethylen-bis(tetramethylensulfoniumchlo­ rid) wird durch Umsetzung von 1,4-Bis(chlormethyl)benzol (Aldrich 10,574-0) mit Tetrahydrothiophen kurz "THT" (Aldrich T1, 560-1) hergestellt. Das Präpo­ lymer wird anschließend durch Dialyse über mehrere Tage hinweg gereinigt, um kurzkettige Polymeranteile und Verunreinigungen zu entfernen. Diese Präpolymer­ lösung wird anschließend unter Vakuum weiterverarbeitet, wobei ein hochviskoses Polymer erhalten wird. Durch gezieltes Verdünnen dieses Polymerkonzentrats ist die Herstellung von dünnen, großflächigen Filmen durch Rotaiionsbeschichtungs­ technik (spin coating) gemäß Fig. 2, Rakeltechnik gemäß Fig. 3a oder Siebdruck­ technik gemäß Fig. 3b möglich. Als Lösungsmittel eignen sich Wasser, Methanol oder ein Gemisch aus Methanol/Aceton. Das PPV wird anschließend durch thermi­ sche Konversion der aufgetragenen Präpolymerschicht bei Temperaturen von typi­ scherweise ca. 160-300°C erhalten, wobei die löslichkeitsvermittelnden Gruppen THT sowie HCl gemäß dem nachstehenden Reaktionsmechanismus abgespalten werden.
Wird diese Konversion auf Elektrodenschichten 3 aus z. B. Indiumoxid dotiert mit Zinn, im folgenden "ITO" (Indium-Tin-Oxide) genannt, durchgeführt, findet eine Reaktion des bei der thermischen Konversion frei gewordenen HCl mit dem ITO gemäß folgenden Reaktionsgleichungen statt:
In₂O + 6 HCl → 2InCl₃ + H₂O + 2H₂
In₂O₃ + 6 HCl → 2InCl₃ + 3H₂O
Dabei bilden sich kristalline InCl₃-Verbindungen, die mit dem Rasterelektronenmi­ kroskop (vgl. Fig. 4) sowie Energie-Dispersiver-Röntgenanalyse (EDX) nachge­ wiesen werden konnten (vgl. Meßdiagramm in Fig. 5). Diese Verbindungen sorgen dafür, daß es zu einer Unterdrückung der Photolumineszenz des PPV bis zu einem Faktor 25 kommt. Zudem ist InCl₃ hygroskopisch und elektrisch leitfähig. Die Hy­ groskopie kann bei einer Erwärmung zur Bildung von Wasserdampf und Blasen führen, die eine schnellere Verschlechterung der Eigenschaften der LED mit sich bringen. Die elektrische Leitfähigkeit von InCl₃ führt zu einer inhomogenen Stromverteilung in der LED, die ein inhomogenes Leuchten in der Lumineszenz­ schicht verursacht und überdies die oben erwähnte Blasenbildung verstärkt.
Die Bildung der InCl₃-Verbindungen bewirkt ferner, daß es zu einer Folgereaktion des THT mit der ITO-Schicht kommt. Dabei bilden sich u. a. torusförmige Zinnsul­ fidkristalle (vgl. Aufnahme mit verschiedenen Vergrößerungen in Fig. 6). Diese Er­ scheinungen stehen in unmittelbarem Zusammenhang mit der Verschlechterung der Eigenschaften der organischen LEDs.
Fig. 7 zeigt eine rasterelektronenmikroskopische Aufnahme einer bereits betriebe­ nen LED in Draufsicht auf die Aluminiumelektrode. Es haben sich eine Vielzahl von Blasen gebildet, die kreisförmig um Zentren angeordnet sind. Ein solches Zentrum ist in Fig. 8 vergrößert dargestellt. Dieses Zentrum hat die Besonderheit, daß der abgesprungene Teil der Aluminiumelektrode an direkt neben der Ab­ sprungstelle liegt und zudem genau um 180° gedreht ist (vgl. Geometrie von und ).
Die Elementanalysen mit EDX an den Stellen und und an einer Referenzstelle sind in Fig. 9 zusammengefaßt. An der Grenzschicht PPV-Al, d. h. der Untersei­ te von wird Schwefel und Chlor detektiert, während bei Referenzstellen, wie z. B. bei keines dieser Elemente gefunden werden kann. Dies läßt bezogen auf die Fläche auf eine inhomogene Verteilung dieser Elemente in der Probe schließen und bestätigt die oben gemachten Beobachtungen.
Um die Betriebsweise einer LED nachteilig beeinträchtigenden Reaktionen der ab­ gespaltenen Gruppen THT und HCl mit der transparenten Elektrodenschicht 3 zu vermeiden, ist erfindungsgemäß als transparente Elektrodenschicht 3 eine Zinndi­ oxid (SnO₂)-Beschichtung vorgesehen. Diese Beschichtung ist chemisch wesent­ lich inerter und stöchiometrischer als ITO und unterdrückt deshalb Reaktionen an der Zwischenschicht im Rahmen der thermischen Konversion des Präpolymers.
Zur Erhöhung der Leitfähigkeit kann die SnO₂-Schicht mit Fluor oder einer Fluor- Verbindung dotiert sein. Eine mit Fluor dotierte SnO₂-Schicht wird nachstehend mit "FTO" (fluorine-doped tin oxide) bezeichnet. Die Beschichtung mit SnO₂ er­ folgt im sog. CVD (chemical vapour deposition)-Verfahren oder durch Sprühpyro­ lyse, wobei bei ersterem die Dotierung mit Fluor über die Gasphase und bei zweite­ rem aus der Lösung erfolgt.
Zweckmäßigerweise kann die Trägerschicht 2 z. B. in Form einer Glasschicht zu­ sammen mit der FTO-Schicht in großtechnischen Herstellungsverfahren (z. B. Floatglasverfahren) gefertigt werden.
Fig. 10 zeigt die Photolumineszenz-Spektren von PPV-Schichten mit einer Dicke von 600 nm hergestellt auf transparenten Elektrodenschichten 3 einerseits aus ITO sowie andererseits aus FTO. Nachdem die thermische Konversion bei 160°C für eine Dauer von 2h unter Ar ausgeführt worden ist, sind die Schichten von den be­ schichteten Trägerschichten 2 gelöst worden, wobei die Photolumineszenz- Spektren als Reflexion-Spektren aufgenommen und Teile der entfernten Schichten, bevor sie auf einem Probenträger gelegt, gewendet worden sind.
Die beiden oberen Kurven (∇ und -Kurve) in Fig. 10 zeigen die Photolumines­ zenz-Spektren für PPV, das auf FTO konvertiert wurde. Die ∇-Kurve ist an der Ober-, die -Kurve an der Unterseite des Films gemessen. Es zeigt sich kein we­ sentlicher Unterschied. Demgegenüber erniedrigt sich die Photolumineszenz von PPV, im Falle der Konvertierung auf ITO, bei der Vorderseite (○-Kurve) um etwa den Faktor 2 und bei der Rückseite um etwa den Faktor 25 (⚫-Kurve).
Darüber hinaus ist der Intensitätspeak bei etwa 540 nm unterdrückt (vgl. ○-Kurve), wodurch die Schulter des Spektrums (∇-Kurve, -Kurve) bei ca. 510 nm als Peak erscheint. Durch die geringe Photolumineszenzausbeute wird die Leistungsfähig­ keit einer LED nachteilig beeinträchtigt. Demgegenüber wird durch Verwendung von FTO als Elektrodenschicht 3 sowohl an der Vorder- als auch an der Rückseite ein optimales Photolumineszenz-Spektrum und optimale Photolumineszenzquan­ teneffizienz erzielt.
Fig. 11 zeigt, daß die Elektrolumineszenz-Spektren im Ausgangszustand bei ITO und FTO nahezu identisch ist.
Ferner werden bei FTO bezüglich Transparenz als auch elektrischer Leitfähigkeit dieselben Werte wie bei ITO erreicht, weswegen FTO auch unter diesem Gesichts­ punkten für die Herstellung von großflächigen LEDs besonders geeignet ist. Die Verhinderung chemischer Reaktionen und damit vorhandene mögliche Diffusion der sich gebildeten Verbindungen in und durch das Polymer während der thermi­ schen Konversion resultiert in einer erheblich größeren Lebensdauer der LEDs. Die Erfindung stellt daher eine ganz besondere Bereicherung des einschlägigen techni­ schen Gebiets dar.
Bezugszeichenliste
1 LED-Grundaufbau
2 Träger
3 Elektrodenschicht
4 Lumineszenzschicht
5 Deckelektrodenschicht
6 Präpolymer
7 Rakel
8 Sieb

Claims (20)

1. Lichtemittierende Vorrichtung in Sandwich-Struktur mit einem Träger (2), einer auf den Träger (2) aufgebrachten oder in diesen integrierten leitfähigen, transparenten oder zumindest semitransparenten ein- oder mehrteiligen Elektrodenschicht (3), mindestens einer Lumineszenzschicht (4) aus minde­ stens einer organischen Verbindung, welche ausgehend von einer aufgetrage­ nen Präpolymerschicht durch thermische Konversion in das Endpolymer übergeführt wird sowie einer Deckelektrodenschicht (5), wobei bei Anlegen einer elektrischen Spannung in der Lumineszenzschicht (4) eine Elektrolumi­ neszenz eintritt, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrodenschicht (3) zumindest an der Grenzfläche zur Lumineszenz­ schicht (4) aus SnO₂ besteht oder SnO₂ zumindest als Hauptbestandteil um­ faßt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrodenschicht (3) zur Erhöhung der Leitfähigkeit mit mindestens ei­ ner Verbindung oder einem Element dotiert ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrodenschicht (3) mit Fluor oder einer Fluorverbindung dotiert ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrodenschicht (3) mit Arsen, Phosphor, Antimon, Chlor, Brom oder Jod oder einer Verbindung eines entsprechenden Elementes dotiert ist.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der spezifische Flächenwiderstand der Elektrodenschicht (3) im Bereich von 10 Ω/ bis 30 Ω/, vorzugsweise von 10 Ω/ bis 20 Ω/ bei einer Schichtdicke von 200-300 nm liegt.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Elektrodenschicht (3) in einem Bereich von 50 nm bis 500 nm, vorzugsweise in einem Bereich von 100 nm bis 300 nm liegt.
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Lumineszenzschicht (4) im Bereich von 50 nm-1000 nm, vor­ zugsweise 150 nm-200 nm liegt.
8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lumineszenzschicht (4) Poly(para-Phenylenvinylen) enthält.
9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (2) aus Glas besteht.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrodenschicht (3) herstellerseitig auf den Träger (2), insbesondere während der Glasherstellung im Floatglasverfahren, aufbringbar ist.
11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (2) aus einer flexiblen Folie, insbesondere Polymerfolie besteht.
12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrodenschicht (3) gleichzeitig als Träger (2) oder umgekehrt dient.
13. Verfahren zur Herstellung einer lichtemittierenden Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1-12, wobei auf einem Träger eine transparente Elektroden­ schicht, anschließend mindestens eine organische Präpolymerschicht sowie danach eine Deckelektrodenschicht aufgebracht wird, wobei die organische Präpolymerschicht insbesondere vor Aufbringen der Deckelektrodenschicht durch thermische Konversion in das Endpolymer übergeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß SnO₂ als Elektrodenschicht, zumindest als deren Hauptbestandteil, vorgese­ hen ist.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrodenschicht im CVD-Verfahren oder durch Sprühpyrolyse auf den Träger aufgebracht wird.
15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß eine Dotierung der Elektrodenschicht mit mindestens einer Verbindung oder einem Element erfolgt.
16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß eine Dotierung der Elektrodenschicht mit Fluor oder einer Fluorverbindung erfolgt.
17. Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Dotierung während des Aufbringens der Elektrodenschicht im CVD- Verfahren über die Gasphase oder mittels Sprühpyrolyse aus der Lösung er­ folgt.
18. Verfahren nach einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lumineszenzschicht zunächst als lösliches Präpolymer mit einer Rakel auf die Elektrodenschicht (3) aufgetragen wird.
19. Verfahren nach einem der Verfahrensansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lumineszenzschicht zunächst als lösliches Präpolymer in Rotationsbe­ schichtungstechnik (spin coating) auf die Elektrodenschicht (3) aufgetragen wird.
20. Verfahren nach einem der Verfahrensansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lumineszenzschicht zunächst als lösliches Präpolymer im Siebdruckver­ fahren auf die Elektrodenschicht aufgetragen wird.
DE19628119A 1996-07-12 1996-07-12 Lichtemittierende Vorrichtung in Sandwich-Struktur mit Lumineszenzschicht aus einer organischen Verbindung sowie Verfahren zu deren Herstellung Withdrawn DE19628119A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19628119A DE19628119A1 (de) 1996-07-12 1996-07-12 Lichtemittierende Vorrichtung in Sandwich-Struktur mit Lumineszenzschicht aus einer organischen Verbindung sowie Verfahren zu deren Herstellung

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19628119A DE19628119A1 (de) 1996-07-12 1996-07-12 Lichtemittierende Vorrichtung in Sandwich-Struktur mit Lumineszenzschicht aus einer organischen Verbindung sowie Verfahren zu deren Herstellung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE19628119A1 true DE19628119A1 (de) 1998-01-29

Family

ID=7799640

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19628119A Withdrawn DE19628119A1 (de) 1996-07-12 1996-07-12 Lichtemittierende Vorrichtung in Sandwich-Struktur mit Lumineszenzschicht aus einer organischen Verbindung sowie Verfahren zu deren Herstellung

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE19628119A1 (de)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19851703A1 (de) * 1998-10-30 2000-05-04 Inst Halbleiterphysik Gmbh Verfahren zur Herstellung von elektronischen Strukturen
FR2797084A1 (fr) * 1999-07-26 2001-02-02 Giesecke & Devrient Gmbh Afficheur pour cartes a puce
FR2897745A1 (fr) * 2006-02-22 2007-08-24 Saint Gobain Dispositif electroluminescent et utilisation d'une couche electroconductrice transparente dans un dispostif electroluminescent
WO2007096565A2 (fr) * 2006-02-22 2007-08-30 Saint-Gobain Glass France Dispositif electroluminescent organique et utilisation d'une couche electroconductrice transparente dans un dispositif electroluminescent organique
WO2007135171A2 (en) * 2006-05-24 2007-11-29 Agc Flat Glass Europe Sa Organic electroactive photonic device

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1295081B (de) * 1962-04-20 1969-05-14 Gen Electric Flexible lichtdurchlaessige Elektrode fuer Elektrolumineszenzzellen
JPH01213991A (ja) * 1988-02-20 1989-08-28 Hitachi Maxell Ltd 透明電極基板とこれを用いたエレクトロルミネツセンス素子
WO1990013148A1 (en) * 1989-04-20 1990-11-01 Cambridge Research And Innovation Limited Electroluminescent devices
EP0443861A2 (de) * 1990-02-23 1991-08-28 Sumitomo Chemical Company, Limited Organisch elektrolumineszente Vorrichtung
EP0637899A1 (de) * 1993-08-02 1995-02-08 BASF Aktiengesellschaft Elektrolumineszierende Anordnung
DE19516922A1 (de) * 1995-05-09 1996-11-14 Bosch Gmbh Robert Elektrolumineszierendes Schichtsystem

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1295081B (de) * 1962-04-20 1969-05-14 Gen Electric Flexible lichtdurchlaessige Elektrode fuer Elektrolumineszenzzellen
JPH01213991A (ja) * 1988-02-20 1989-08-28 Hitachi Maxell Ltd 透明電極基板とこれを用いたエレクトロルミネツセンス素子
WO1990013148A1 (en) * 1989-04-20 1990-11-01 Cambridge Research And Innovation Limited Electroluminescent devices
EP0443861A2 (de) * 1990-02-23 1991-08-28 Sumitomo Chemical Company, Limited Organisch elektrolumineszente Vorrichtung
EP0637899A1 (de) * 1993-08-02 1995-02-08 BASF Aktiengesellschaft Elektrolumineszierende Anordnung
DE19516922A1 (de) * 1995-05-09 1996-11-14 Bosch Gmbh Robert Elektrolumineszierendes Schichtsystem

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
FISCHER, A.: "Dünne Halbleiterschichten auf Glas" in Zeitschrift für Naturforschung, 1954,S.508-511 *

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19851703A1 (de) * 1998-10-30 2000-05-04 Inst Halbleiterphysik Gmbh Verfahren zur Herstellung von elektronischen Strukturen
FR2797084A1 (fr) * 1999-07-26 2001-02-02 Giesecke & Devrient Gmbh Afficheur pour cartes a puce
DE19934963A1 (de) * 1999-07-26 2001-02-08 Giesecke & Devrient Gmbh Display für Chipkarten
DE19934963B4 (de) * 1999-07-26 2004-04-29 Giesecke & Devrient Gmbh Display für Chipkarten
FR2897745A1 (fr) * 2006-02-22 2007-08-24 Saint Gobain Dispositif electroluminescent et utilisation d'une couche electroconductrice transparente dans un dispostif electroluminescent
WO2007096565A2 (fr) * 2006-02-22 2007-08-30 Saint-Gobain Glass France Dispositif electroluminescent organique et utilisation d'une couche electroconductrice transparente dans un dispositif electroluminescent organique
WO2007096565A3 (fr) * 2006-02-22 2007-11-01 Saint Gobain Dispositif electroluminescent organique et utilisation d'une couche electroconductrice transparente dans un dispositif electroluminescent organique
US8427043B2 (en) 2006-02-22 2013-04-23 Saint-Gobain Glass France Organic light-emitting device and use of a transparent electroconductive layer in an organic light-emitting device
WO2007135171A2 (en) * 2006-05-24 2007-11-29 Agc Flat Glass Europe Sa Organic electroactive photonic device
WO2007135171A3 (en) * 2006-05-24 2008-03-27 Agc Flat Glass Europe Sa Organic electroactive photonic device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0545388B1 (de) Einrichtung mit einen lumineszenzfähigen Material und Verfahren zu ihrer Herstellung
EP1370619B1 (de) Lösung und dispersionen organischer halbleiter
DE60220484T2 (de) Weisses licht erzeugende organische leuchtdiodenvorrchtungen mit verbesserter helligkeitsausbeute
EP1806795B1 (de) Organisches Bauelement
DE69815349T2 (de) Dünnschicht-elektrode für flache organische lichtabgebende vorrichtungen
DE102005022903A1 (de) Lösungen organischer Halbleiter
DE102008020816B4 (de) Organische Leuchtdiode, flächiges, optisch aktives Element mit einer Kontaktanordnung und Verfahren zur Herstellung einer organischen Leuchtdiode
EP0946995A2 (de) Elektrolumineszenzvorrichtung aus organischem material
WO2005112145A1 (de) Lösungen organischer halbleiter
US10547011B2 (en) Printed halide perovskite light-emitting diodes and method of manufacture
EP0966050A2 (de) Organische Leuchtdiode
EP0854662A2 (de) Elektrolumineszenz-Farbbildschirm
DE112004001880T5 (de) Weisse Elektrophosphoreszenz aus halbleitenden Polymermischungen
DE10005296A1 (de) Vorrichtung für die Emission elektromagnetischer Strahlung und Verfahren zu deren Herstellung
DE69911303T2 (de) Organische elektrolumineszente Vorrichtung
WO1997016053A1 (de) Elektrolumineszierendes schichtsystem
DE112007001470T5 (de) Kapselförmige lichtemittierende Mikrovorrichtung und Verfahren zu ihrer Herstellung
DE19628119A1 (de) Lichtemittierende Vorrichtung in Sandwich-Struktur mit Lumineszenzschicht aus einer organischen Verbindung sowie Verfahren zu deren Herstellung
WO2015110423A1 (de) Lichtemittierendes bauelement und verfahren zur herstellung eines lichtemittierenden bauelements
DE19711568A1 (de) Spiroverbindungen und deren Verwendung
DE10339629B4 (de) Verwendung einer Schicht aus hydrophoben, linear oder zweidimensional polyzyklischen Aromaten als Sperrschicht oder Kapselung und mit einer derartigen Schicht aufgebaute elektrische Bauelemente mit organischen Polymeren
DE69906187T2 (de) Organische elektrolumineszierende Anordnung
DE19502541A1 (de) Elektrolumineszierendes System
WO2005015959A1 (de) Verwendung einer schicht aus hydrophoben, linear oder zweidimensional polyzyklischen aromaten als sperrschicht oder kapselung und mit einer derartigen schicht aufgebaute elektrische bauelemente mit organischen polymeren
EP2453498A2 (de) Strahlungsemittierende Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung einer strahlungsemittierenden Vorrichtung

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8139 Disposal/non-payment of the annual fee