KR100506784B1 - 전기발광장치 - Google Patents

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KR100506784B1
KR100506784B1 KR10-1998-0710892A KR19980710892A KR100506784B1 KR 100506784 B1 KR100506784 B1 KR 100506784B1 KR 19980710892 A KR19980710892 A KR 19980710892A KR 100506784 B1 KR100506784 B1 KR 100506784B1
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롤프 베르만
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바이엘 악티엔게젤샤프트
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Abstract

본 발명은 폴리푸란, 폴리피롤, 폴리아닐린, 폴리티오펜 및 폴리피리딘으로 이루어진 군으로부터 선택된 중합체 유기 도체인 홀 주입층 및(또는) 전자 주입층을 포함하는 전기발광 장치에 관한 것이다.

Description

전기발광 장치 {Electroluminescent Arrangements}
3,4-폴리에틸렌디옥시티오펜 용액(PEDT/PSS 원액)의 제조
20 g의 유리 폴리스티렌술폰산(분자량 약 40,000), 21.4 g의 칼륨 퍼록소디술페이트 및 50 ㎎의 황산철(Ⅲ)을 200 ㎖의물에 교반시키면서 첨가하였다. 또한, 8.0 g의 3,4-에틸렌디옥시티오펜을 교반시키면서 첨가하였다. 이어서 용액을 실온에서 24 시간 동안 교반시켰다. 둘 다 물로 습윤시킨 100 g의 음이온 교환기(레바티트(Lewatit) MP 62, Bayer AG의 상업 제품) 및 100 g의 양이온 교환기(레바티트 S 100, Bayer AG 제품)를 첨가하고, 혼합물을 8 시간 동안 교반시켰다.
이온 교환기를 여과 제거시켰다. 고체 함량이 약 1.2 중량%인 용액을 수득하고 사용하기 위해 준비시켰다.
실시예 1
본 발명에 따른 PEDT/PSS 중간 층이 있는 전기발광 장치를 제조하기 위해 다음 절차를 이용하였다.
a) ITO 세정
ITO로 코팅된 유리(Balzers 제품)를 20 x 30 mm 크기의 조각으로 자르고, 다음 단계로 세정시켰다.
1. 초음파 조의 증류수/팔테롤(Falterol) 수세제(염기성)에서 15분,
2. 각 경우마다 초음파 조의 신선한 증류수에서 2 x 15 분 동안 헹굼,
3. 초음파 조의 에탄올에서 15 분,
4. 각 경우마다 초음파 조의 신선한 아세톤에서 2 x 15 분,
5. 린트 무함유 렌즈 천 상에서 건조시킴.
b) ITO에 PEDT/PSS 층 도포
2 부피 부의 여과된 PEDT/PSS 원액을 1 부피 부의 메탄올과 혼합하였다. 약 1 ㎖의 이 용액을 세정된 ITO 기판에 발랐다. 상층 용액을 스핀 도포기로 1500 회전/분으로 30 초 동안 회전 제거시켰다. 이어서 필름을 70 ℃, 건조 캐비넷에서20 분 동안 건조시켰다. 층 두께를 철필 조도계(텐코르(Tenchor) 200)로 측정한 결과 측정치는 50 nm이었다.
c) 전기발광층의 도포
두 번째 층인 전기발광층을 건조된 PEDT/PSS 층에 도포시켰다. 이를 위해, 7 중량 부의 폴리(비닐카르바졸)(PVK)(Aldrich 제품) 및 3 중량 부의 메틴 염료(유럽 특허 공개 제699 730호)의 1% 용액을 제조하였다. 용액을 여과시키고 1㎖의 용액을 PEDT/PSS 상에 발랐다. 상층 용액을 스핀 도포기로 1000 회전/분으로 30 초 동안 회전 제거시켰다. 이어서샘플을 50 ℃, 진공 건조 캐비넷에서 20 분 동안 건조시켰다. 이 때 샘플의 전체 층 두께는 150 nm이었다.
d) 금속 전극의 진공 증착 코팅 및 전기 접촉
샘플을 진공 증착 장치(레이볼드(Leybold) 600)에 올렸다. 구멍 직경이 3 mm인 천공된 마스크를 중합체 층 위에 두었다.10-5 밀리바의 압력으로 알루미늄을 전자 광선 총을 이용하여 표적으로부터 중합체 층에 증착시켰다. Al 층 두께는 500nm이었다. 유기 LED의 2개의 전극을 전기 도선으로 전압원에 연결시켰다. 양극을 ITO 전극에, 음극을 Al 전극에 연결시켰다.
e) 전기발광 측정
낮은 전압(U = 5 볼트)에서 조차도, 1 mA/cm2의 전류가 장치를 통해 흘렀다. 8 볼트에서, 전기발광을 포토다이오드로 검출할 수 있었다. 20 볼트에서, 전기 발광 강도는 50 cd/m2이었다(미놀타(Minolta) 제품, LS 100).
본 발명에 따른 PEDT/PSS 중간 층이 없는 대조군 실험은 보다 낮은 EL 강도 및 보다 높은 한계 전압을 초래하였다.
실시예 2
본 발명에 따른 PEDT/PSS 중간 층이 있는 전기발광 장치를 제조하는데 하기 절차를 이용하였다.
a) ITO의 세정
ITO로 코팅된 유리(Balzers 제품)를 20 x 30 mm 크기의 조각으로 자르고, 다음 단계로 세정시켰다.
1. 초음파 조의 증류수/팔테롤 린싱제(염기성)에서 15분,
2. 각 경우마다 초음파 조의 신선한 증류수에서 2 x 15 분 동안 헹굼,
3. 초음파 조의 에탄올에서 15 분,
4. 각 경우마다 초음파 조의 신선한 아세톤에서 2 x 15 분,
5. 린트 무함유 렌즈 천 상에서 건조시킴.
b) ITO에 PEDT/PSS 층 도포
2 부피 부의 여과된 PEDT/PSS 원액을 1 부피 부의 메탄올과 혼합하였다. 약 1 ㎖의 이 용액을 세정된 ITO 기판에 발랐다. 상층 용액을 스핀 도포기로 1500 회전/분으로 30 초 동안 회전 제거시켰다. 이어서 필름을 70 ℃, 건조 캐비넷에서20 분 동안 건조시켰다. 층 두께를 철필 조도계(텐코르 200)로 측정한 결과 측정치는 50 nm이었다.
c) 전기발광층의 도포
두 번째 층인 전기발광층을 건조된 PEDT/PSS 층에 도포시켰다. 이를 위해, 7 중량 부의 폴리(비닐카르바졸)(PVK)(Aldrich 제품) 및 3 중량 부의 코머린 (coumerin) 6(Lambda Physics 제품)의 1.5% 용액을 제조하였다. 용액을 여과시키고 1 ㎖의 이 용액을 PEDT/PSS 상에 발랐다. 상층액을 스핀 도포기로 1800 회전/분으로 10 초 동안 회전 제거시켰다.
d) 금속 전극의 진공 증착 코팅 및 전기 접촉
샘플을 진공 증착 장치(레이볼드 600)에 올렸다. 구멍 직경이 3 mm인 천공된 마스크를 중합체 층 위에 두었다. 10-5 밀리바의 압력으로 알루미늄을 전자 광선 총을 이용하여 표적으로부터 중합체 층에 증착시켰다. Al 층 두께는 500 nm이었다. 유기 LED 의 2개의 전극을 전기 도선으로 전압원에 연결시켰다. 양극을 ITO 전극에, 음극을 Al 전극에 연결시켰다.
e) 전기발광 측정
낮은 전압(U = 10 볼트)에서 조차도, 0.1 mA/cm2의 전류가 장치를 통해 흘렀다. 8 볼트에서, 전기발광을 포토다이오드로검출할 수 있었다. 20 볼트에서, 전기 발광 강도는 10 cd/m2이었다(미놀타 제품, LS 100).
실시예 3
본 발명에 따른 PEDT/PSS 중간 층이 있는 전기발광 장치를 제조하는데 하기 절차를 이용하였다.
a) ITO의 세정
ITO로 코팅된 유리(Balzers 제품)를 20 x 30 mm 크기의 조각으로 자르고, 다음 단계로 세정시켰다.
1. 초음파 조의 증류수/팔테롤 린싱제(염기성)에서 15분,
2. 각 경우마다 초음파 조의 신선한 증류수에서 2 x 15 분 동안 헹굼,
3. 초음파 조의 에탄올에서 15 분,
4. 각 경우마다 초음파 조의 신선한 아세톤에서 2 x 15 분,
5. 린트 무함유 렌즈 천 상에서 건조시킴.
b) ITO에 PEDT/PSS 층 도포
2 부피 부의 여과된 PEDT/PSS 원액을 1 부피 부의 메탄올과 혼합하였다. 약 1 ㎖의 이 용액을 세정된 ITO 기판에 발랐다. 상층 용액을 스핀 도포기로 1500 회전/분으로 30 초 동안 회전 제거시켰다. 이어서 필름을 70 ℃, 건조 캐비넷에서20 분 동안 건조시켰다. 층 두께를 철필 조도계(텐코르 200)로 측정한 결과 측정치는 50 nm이었다.
c) 전기발광층의 도포
두 번째 층인 전기발광층을 건조된 PEDT/PSS 층에 도포시켰다. 이를 위해, 7 중량 부의 폴리(비닐카르바졸)(PVK)(Aldrich 제품) 및 3 중량 부의 페릴렌 염료 KF 856(BASF사로부터 입수 가능한 제품)의 1.5% 용액을 제조하였다.용액을 여과시키고 1 ㎖의 이 용액을 PEDT/PSS 상에 발랐다. 상층액을 스핀 도포기로 1800 회전/분으로 10 초 동안 회전제거시켰다. 이 때 샘플의 전체 층 두께는 140 nm이었다.
d) 금속 전극의 진공 증착 코팅 및 전기 접촉
샘플을 진공 증착 장치(레이볼드 600)에 올렸다. 구멍 직경이 3 mm인 천공된 마스크를 중합체 층 위에 두었다. 10-5 밀리바의 압력으로 알루미늄을 전자 광선 총을 이용하여 표적으로부터 중합체 층에 증착시켰다. Al 층 두께는 500 nm이었다. 유기 LED 의 2개의 전극을 전기 도선으로 전압원에 연결시켰다. 양극을 ITO 전극에, 음극을 Al 전극에 연결시켰다.
e) 전기발광 측정
낮은 전압(U = 5 볼트)에서 조차도, 1 mA/cm2의 전류가 장치를 통해 흘렀다. 4 볼트에서, 전기발광을 포토다이오드로 검출할 수 있었다. 15 볼트에서, 전기 발광 강도는 30 cd/m2이었다(미놀타 제품, LS 100).
본 발명에 따른 PEDT/PSS 중간 층이 없는 대조군 실험은 보다 낮은 EL 강도 및 보다 높은 한계 전압을 초래하였다.
실시예 4
a) 실시예 1a에 따른 세정된 ITO 기판 및 1 x 2 cm2 크기의 금속박을 100 ㎖의 아세토니트릴 중 0.8 g의 테트라메틸암모늄 테트라플루오로보레이트 및 0.28 g의 3,4-에틸렌 디옥시티오펜의 용액에 현탁시켰다. 유리 플레이트를 양극로서 접속시켰다. 홀 주입 중간 층으로서 3,4-폴리에틸렌디옥시티오펜의 얇은 층을 2 V의 볼트 및 1.5 mA의 전류로 20초 동안 침착시켰다.
b) 두 번째 층인 전기발광층을 건조된 PEDT 층에 침착시켰다. 이를 위해, 7 중량 부의 폴리(비닐카르바졸)(PVK)(Aldrich 제품) 및 3 중량 부의 메틴 염료(유럽 특허 공개 제699 730호)의 1% 용액을 제조하였다. 용액을 여과시키고 1㎖의 이 용액을 PEDT 상에 발랐다. 상층 용액을 스핀 도포기로 1000 회전/분으로 30 초 동안 제거시켰다. 이어서 샘플을 50 ℃, 진공 건조 캐비넷에서 20 분 동안 건조시켰다. 이 때 샘플의 전체 층 두께는 150 nm이었다.
c) 금속 전극의 진공 증착 코팅 및 전기 접촉
샘플을 진공 증착 장치(레이볼드 600)에 올렸다. 구멍 직경이 3 mm인 천공된 마스크를 중합체 층 위에 두었다. 10-5 밀리바의 압력으로 알루미늄을 전자 광선 총을 이용하여 표적으로부터 중합체 층에 증착시켰다. Al 층 두께는 500 nm이었다. 유기 LED 의 2개의 전극을 전기 도선으로 전압원에 연결시켰다. 양극을 ITO 전극에, 음극을 Al 전극에 연결시켰다.
d) 전기발광 측정
낮은 전압(U = 5 볼트)에서 조차도, 1 mA/cm2의 전류가 장치를 통해 흘렀다. 4 볼트에서, 전기발광을 포토다이오드로 검출할 수 있었다. 20 볼트에서, 전기 발광 강도는 10 cd/m2이었다(미놀타 제품, LS 100)이었다.
본 발명에 따른 PEDT가 없는 대조군 실험은 보다 낮은 EL 강도 및 보다 높은 한계 전압을 초래하였다.
본 발명은 홀 주입층 및(또는) 전자 주입층으로서 전도성 중합체를 포함하는 전기발광 장치(고안품)에 관한 것이다.
전기발광 장치(EL)는 전압이 가해질 때 전류의 흐름과 함께 빛을 방출하는 것을 특징으로 한다. 이러한 장치는 '발광 다이오드(light-emitting diodes, LEDs)'로써 산업 및 기술 분야에 오래전부터 알려져 왔다. 빛의 방출은 양 전하(홀)(hole)및 음전하(전자)가 빛의 방출과 함께 재결합되는 것으로 인한 것이다.
산업 및 기술 분야에 통상적으로 사용되는 모든 LED는 주로 무기 반도체 물질로 구성된다. 그러나, 수 년 동안 기본 구성 물질이 유기 물질인 EL 장치가 알려지게 되었다.
이들 유기 EL 장치는 일반적으로 1층 이상의 유기 전하 수송 화합물을 포함한다.
일반적으로, 층 구조는 다음과 같다. 1 내지 10번은 다음을 나타낸다.
1. 캐리어, 기판
2. 기저 전극
3. 홀 주입 층
4. 홀 수송 층
5. 방출 층
6. 전자 수송 층
7. 전자 주입 층
8. 상부 전극
9. 접점
10. 커버, 엔캡슐레이션
이 구조는 가장 일반적인 경우를 나타내며, 각각의 층을 제거하고 한 층이 다수의 기능을 수행하도록 하여 단순화시킬 수 있다. 가장 간단한 경우는, EL 장치가 2 개의 전극으로 구성되어 있고, 이 전극 사이에 발광을 포함하여 모든 기능을 수행하는 유기층이 위치하고 있는 것이다. 예를 들어, 폴리-[p-페닐렌비닐렌]을 기재로 하는 이러한 형태의 계는 국제 공개 제9013148호에 기재되어 있다.
표면이 넓은 전기발광 디스플레이 소자(display element)를 생성시키는 경우에 있어서, 전류 수송 전극 2 또는 8 중 적어도 하나는 투명한 전도성 물질로 구성되어야 한다.
기판 1로서 적절한 것은 유리 또는 플라스틱 필름(예를 들어, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 또는 폴리에틸렌 나프탈레이트와 같은 폴리에스테르, 폴리카르보네이트, 폴리아크릴레이트, 폴리술폰, 폴리이미드 금속박)과 같은 투명한 캐리어이다.
투명한 전도성 물질로 적절한 것은 다음과 같다.
a) 금속 산화물, 예를 들어 산화 인듐 주석(ITO), 산화 주석(NESA) 등.
b) 반투명 금속 필름, 예를 들어 Au, Pt, Ag, Cu 등.
본 발명에 따른 출원에 있어서, 중합체 물질은 물론 저분자량 또는 올리고머 물질도 방출 층 5로서 사용될 수 있다. 이들 물질은 광발광인 것을 특징으로 한다. 따라서, 적절한 물질은 예를 들어, 형광 염료 또는 형광 분자, 올리고머를 생성시키는 이들의 반응 생성물 또는 이들의 중합체로의 도입물이다.
이러한 물질의 예는 코마린, 페닐렌, 안트라센, 페난트렌, 스틸벤, 디스티릴, 메틴 또는 금속 복합체(예를 들어, Alq3 등)이다. 적절한 중합체로는 임의로 치환된 페닐렌, 페닐렌 비닐렌, 또는 중합체 측쇄 또는 중합체 주쇄에 발광 세그먼트가 있는 중합체가 있다. 상세한 목록은 유럽 특허 공개 제532 798호에 주어졌다.
그러나, 사실상 휘도를 증가시키기 위해서는 전자 주입층 또는 홀 주입 층(3, 4 및(또는) 6, 7)이 전기발광 어셈블리로도입되어야 한다.
전하(홀 및(또는) 전자)를 수송시키는 많은 수의 유기 화합물이 문헌에 기재되어 있다. 예를 들어, 고 진공에서 진공 증착되는 저 분자량 물질이 주로 사용된다. 이런 종류의 물질 및 그의 용도의 포괄적인 개관은 예를 들어, 유럽 특허 공개제387 715호, 미국 특허 제4 539 507호, 동 제4 720 432호 및 동 제4 769 292호에 주어졌다.
단점은 고진공 증착으로 물질을 침착시킨다는 것이다. ELP 디스플레이의 제조 공정을 간단히 하기 위해, 층 3, 4 및 6, 7을 용액으로부터 침착시켜 생성할 수 있다면 유리할 것이다.
유럽 특허 공개 제686 662호에서는 ELP 어셈블리에 전극 1로서 전도성 유기 중합체 도체의 특정 배합물, 예를 들어 3,4-폴리에틸렌 디옥시티오펜 및 폴리히드록시 화합물 또는 락탐을 사용하는 것이 공지되어 있다.
문헌[Synthetic Metals 76 (1996) 141-143]에서는 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜) 전극이 산화 인듐 주석(ITO) 전극 보다더 낮은 휘도를 생성시키는 사실을 언급하면서 LED에서의 전극으로서 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)이 또한 기재되어 있다.
이제 본 발명자들은 ITO와 같은 투명한 금속 전극 상의 전하 주입 중간 층으로서 순수한 중합체 유기 도체, 예를 들어3,4-폴리에틸렌디옥시티오펜이 순수한 금속 전극 또는 순수한 전도성 중합체 전극이 있는 LED 보다 현저히 우수한 LED의휘도 값을 생성시킨다는 것을 발견하였다. 이들 층은 용액으로부터, 또는 중합체 유기 도체에 상응하는 단량체를 직접 중합시킴으로써 제조될 수 있다.
적절한 중합체 유기 도체는 예를 들어, 폴리푸란, 폴리피롤, 폴리아닐린, 폴리티오펜 또는 폴리피리딘이다. 이들은 예를들어, 유럽 특허 공개 제257 573호(폴리알콕시티오펜), 국제 공개 제90/04256호(폴리아닐린), 유럽 특허 공개 제589 529호(피롤), 독일 특허 공개 제2 262 743호(올리고아닐린)에 기재되어 있다.
특히 적절한 것은 하기 화학식 (Ⅰ)의 중성 또는 양이온 티오펜이다.
상기 식 중,
R1 및 R2는 서로 독립적으로 수소, 임의로 치환된 C1-C20-알킬, CH2OH 또는 C6-C14-아릴을 나타내거나, 또는
R1 및 R2는 함께 m이 0 내지 12, 바람직하게는 1 내지 5인 -(CH2)m-CH2- 또는 C6-C14-아릴을 나타내고,
n은 5 내지 100의 정수이다.
화학식 (Ⅰ)의 구조 단위가 반복되는 폴리티오펜이 공지되어 있다(참조. 유럽 특허 공개 제440 957호 및 동 제339 340호). 본 발명에 따른 분산액 또는 용액의 제조는 유럽 특허 공개 제440 957호 및 독일 특허 OS 제4 211 459호에 기재되어 있다.
폴리티오펜은 예를 들어, 중성 티오펜을 산화제로 처리함으로써 수득되는 분산액 또는 용액에서, 바람직하게는 양이온 형태로 사용된다. 칼륨 퍼록소디술페이트와 같은 통상적인 산화제가 산화에 사용된다. 산화를 통해 폴리티오펜이 양전하를 갖는다 해도 이들의 전하 값 및 위치는 특정될 수 없기 때문에 화학식에 나타나지 않는다. 유럽 특허 공개 제339340호에 주어진 정보에 따라, 이들은 캐리어 상에서 직접 생성될 수 있다.
중합체 음이온은 중합체 카르복실산, 예를 들어 폴리아크릴산, 폴리메타크릴산 또는 폴리말레산과, 폴리스티렌 술폰산 및폴리비닐 술폰산 등의 중합체 술폰산의 음이온이다. 이들 폴리카르복실산 및 폴리술폰산은 또한 비닐 카르복실산 및 비닐 술폰산과 다른 중합 가능성 단량체(예를 들어, 아크릴레이트 및 스티렌)와의 공중합체일 수 있다.
중합체 음이온을 제공하는 중합체산의 분자량은 바람직하게는, 1,000 내지 2,000,000 범위, 더욱 바람직하게는 2,000 내지500,000 범위이다. 폴리스티렌 술폰산 및 폴리아크릴산과 같은 중합체산 또는 그의 염은 상업상 입수 가능하거나, 또는 공지된 방법에 의해 생성될 수 있다(예를 들어, 문헌[Houben-Weyl, Methoden der organischen Chemie, Vol. E20,Makromolekulare Stoffe, Teil 2, (1987), pp. 1141] 이하 참조).
본 발명에 따른 폴리티오펜 및 중합체 음이온의 분산액을 형성시키는데 요구되는 유리 중합체산 대신에, 중합체산 및 상응하는 양의 단량체산의 알칼리 염의 혼합물을 사용할 수도 있다.
본 발명에 따른 중합체 음이온 존재하의 폴리티오펜 분산액은 바람직하게는, 수성 매질 중에서 중합체산의 존재하에 피롤의 산화중합에 통상적으로 사용되는 산화제 및(또는) 산소 또는 공기로 0 내지 100 ℃의 온도에서 하기 화학식 (Ⅱ)에 상응하는3,4-디알콕시티오펜을 산화 중합시킴으로써 수득된다.
상기 식 중,
R1 및 R2는 화학식 (Ⅰ)에 정의된 바와 같다.
폴리티오펜은 산화 중합에 의해 양 전하를 얻게 되는데, 이것은 물론 이들의 전하 값 및 위치가 결정될 수 없기 때문에 화학식에 나타내지는 않았다.
중합의 경우, 화학식 (Ⅱ)에 상응하는 티오펜, 중합체산 및 산화제를 유기 용매, 또는 바람직하게는 물에 용해시키고, 생성된 용액을 중합 반응이 종결될 때까지 가정된 중합 온도에서 교반시킨다.
공기 또는 산소가 산화제로 사용되는 경우, 공기 또는 산소를 티오펜, 중합체산, 및 임으로는 촉매량의 금속 염을 포함하는 용액에 중합 반응이 종결될 때까지 유입시킨다.
중합 시간은 배치의 크기, 중합 온도 및 산화제에 따라 다르지만, 수 분 내지 30 시간 일 수 있다. 중합 시간은 일반적으로 30 분 내지 10 시간이다. 수득된 분산액의 안정성은 도데실 술폰산 나트륨과 같은 분산제를 중합 동안이나 또는 중합 후에 첨가함으로써 개선시킬 수 있다.
적절한 산화제는 예를 들어, 문헌[J. Am. Soc. 85, 454(1963)]에 기재된 피롤의 산화 중합에 적합한 모든 산화제이다. 실제적인 이유로 인해, 저가이며 취급이 용이한 산화제, 예를 들어 FeCl3, Fe(ClO4)3 및 철(Ⅲ) 염과 같은 철(Ⅲ) 염, 또는 유기산, 및 유기산 잔기를 포함하는 무기산, 또한 H2O2, K2Cr2O7, 알칼리 및 암모늄 퍼술페이트, 알칼리 퍼보레이트, 과망간산칼륨 및 구리 염(예컨대, 테트라플루오로보레이트 구리)을 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 공기 및 산소가 임의로는 촉매량의 금속 이온, 예를 들어 철, 코발트, 니켈, 몰리브뎀 및 바나듐 이온 존재하에서 산화제로서 사용되는 것이 유리할 수 있다.
화학식 (Ⅰ)의 1 M 티오펜을 다량의 중합체산 중에서 산화 중합시킴으로써 중합체산의 산기를 0.25 내지 10, 바람직하게는 0.8내지 8, 특히 1.9 내지 8로 낮출 수 있다.
공정은 유럽 특허 공개 제440 957호(미국 특허 제5,300,575호)에 보다 상세히 기재되어 있다. 탈염된 용액의 제조에 관해서는 독일 특허 OS 4 211 459호에 개시되어 있다.
각각의 폴리티오펜 분산액은 추가로 여과될 수 있다. 바람직하게는, 각각의 여과된 분산액은 경화될 수 있다. 사용되는필터의 포어 크기는 0.5 μm 이하이다.
따라서, 본 발명의 목적은 상기 중합체 유기 화합물로부터 형성된 홀 주입 층 및(또는) 전자 주입 층 전기발광 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 또한 홀 주입 물질 및(또는) 전자 주입 물질로서 상기 중합체 유기 화합물의 용도이다.
중간 층은 기저 전극 2 및(또는) 방출 층 5 상에 용액으로부터 침착될 수 있다.
본 발명에 따른 시스템에서 이 목적을 위해, 예를 들어 3,4-폴리에틸렌디옥시티오펜의 용액을 기저 전극 상에 필름 형태로 침착시킨다. 바람직하게는, 물 또는 물/알콜 혼합물이 용매로서 사용된다. 적절한 알콜은 예를 들어, 메탄올, 에탄올, 프로판올 및 이소프로판올이다.
이러한 용매를 사용하면 층 3,4를 부식시키지 않고 방향족 또는 지방족 탄화수소 혼합물과 같은 유기 용매의 또다른 층을 침착할 수 있는 장점이 있다. 방출 층 5에 층 6, 7을 도포시키는 경우에도 마찬가지이다.
중합체 유기 도체의 용액을 스핀 코팅, 캐스팅, 닥터 나이프(doctor knife) 도포, 압착, 커튼(curtain) 코팅 등과 같은기술로 기판 상에 일정하게 침착시킨다. 이어서 층을 실온 또는 300 ℃ 이하, 바람직하게는 200 ℃ 이하 온도에서 건조시킨다.
또한, 유기 도체의 용액을 구조화된 형태로 임의로 구조화된 기저 전극에 도포시킬 수 있다. 구조화된 홀 주입 층 및(또는) 전자 주입 층을 생성시키는데 적절한 방법은 예를 들어, 스크린 인쇄, 로토그라비어(rotogravure) 인쇄, 구조화된 주형을 통한 분무, 그라비어 오프셋(gravure offset) 인쇄, 잉크 볼 인쇄 또는 구조화된 스탬프를 이용한 스탬핑이다.
중간 층은 두께가 약 3 내지 100 nm, 바람직하게는 10 nm 내지 50 nm이다.
중합체 유기 결합제 및(또는) 저분자량 유기 가교 결합제가 또한 중합체 유기 도체의 용액에 첨가될 수 있다. 적절한 결합제는 예를 들어, 유럽 특허 제564 911호에 기재되어 있다.
본 발명에 따른 중간 층 3, 4는 중합체 유기 도체에 상응하는 단량체의 전기화학적 중합에 의해 또한 기저 전극 상에 생성될 수 있다. 이 방법은 공지되어 있고, 예를 들어 유럽 특허 제339 340호에 기재되어 있다.

Claims (7)

  1. 하기 화학식 (I)의 중성 또는 양이온 폴리티오펜의 전하 주입 중간층을 포함하고, 투명 금속 전극을 더 포함하며, 상기 전하 주입 중간층은 상기 투명 금속 전극 상에 위치하는 것인 전기발광 장치.
    <화학식 Ⅰ>
    상기 식 중,
    R1 및 R2는 서로 독립적으로 수소, 임의로 치환된 C1-C20-알킬, CH2OH 또는 C6-C14-아릴을 나타내거나, 또는
    R1 및 R2는 함께 m이 0 내지 12, 바람직하게는 1 내지 5인 -(CH2)m-CH2- 또는 C6-C14-아릴을 나타내고,
    n은 5 내지 100의 정수이다.
  2. 제1항에 있어서, 화학식 (Ⅰ)의 화합물이 중합체 음이온으로서 중합체 카르복실산의 존재하에서 양이온 형태인 전기발광 장치.
  3. 제2항에 있어서, 중합체 음이온이 폴리아크릴산, 폴리메타크릴산, 폴리말레산, 폴리스티렌 술폰산 및 폴리비닐 술폰산 또는 그들의 염으로 이루어진 군으로부터 선택되되, 이들 중합체 카르복실산 및 술폰산이 또한 비닐 카르복실산 및 비닐 술폰산과 다른 중합가능한 단량체와의 공중합체일 수 있는 전기발광 장치.
  4. 제3항에 있어서, 중합체 음이온이 폴리스티렌 술폰산 또는 그의 알칼리 염인 전기발광 장치.
  5. 제1항 또는 2항에 있어서, 투명 금속 전극이 금속 산화물 또는 반투명 금속 필름인 투명 전도성 물질을 포함하는 것인 전기발광 장치.
  6. 제5항에 있어서, 금속 산화물이 산화 인듐 주석(ITO) 또는 산화 주석(NESA)으로 이루어진 군으로부터 선택되거나 반투명 금속 필름이 Au, Pt, Ag 또는 Cu로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 전기발광 장치.
  7. 제1항 또는 2항에 있어서, 투명 금속 전극이 산화 인듐 주석(ITO) 전극인 전기발광 장치.
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