RU2123773C1 - Электролюминесцентное устройство и способ его изготовления - Google Patents

Электролюминесцентное устройство и способ его изготовления Download PDF

Info

Publication number
RU2123773C1
RU2123773C1 RU98106974A RU98106974A RU2123773C1 RU 2123773 C1 RU2123773 C1 RU 2123773C1 RU 98106974 A RU98106974 A RU 98106974A RU 98106974 A RU98106974 A RU 98106974A RU 2123773 C1 RU2123773 C1 RU 2123773C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
layer
aluminum
polyaniline
polyvinyl alcohol
doped polyaniline
Prior art date
Application number
RU98106974A
Other languages
English (en)
Other versions
RU98106974A (ru
Inventor
О.Е. Грушко
В.С. Корсаков
В.Л. Кустов
Л.М. Шевелева
Г.Я. Красников
С.Н. Мазуренко
П.С. Приходько
Н.С. Самсонов
А.Т. Яковлев
Original Assignee
Некоммерческое партнерство "Полимерная электроника"
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 Некоммерческое партнерство "Полимерная электроника" filed Critical Некоммерческое партнерство "Полимерная электроника"
Priority to RU98106974A priority Critical patent/RU2123773C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2123773C1 publication Critical patent/RU2123773C1/ru
Publication of RU98106974A publication Critical patent/RU98106974A/ru

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00Organic light-emitting devices
    • H10K50/10OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/14Carrier transporting layers
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00Organic light-emitting devices
    • H10K50/80Constructional details
    • H10K50/805Electrodes
    • H10K50/82Cathodes

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)

Abstract

Использование: в электронной технике, в частности для электролюминесцентных экранов, индикаторов, светодиодов и т.д. Сущность: ЭЛУ состоит из электронного инжектирующего слоя из сплава на основе алюминия, активного люминесцентного слоя из поли(2-метокси-5-(2'-этилгексилокси)-1,4-фениленвинилена), дырочного транспортного слоя на основе р-допированного полианилина и дырочного инжектирующего слоя из смешанного оксида индия и олова. В качестве электронного инжектирующего слоя использован сплав на основе алюминия, содержащий, мас.%: литий 0,3-2,5, магний 0,5-6,0, скандий и/или цирконий 0,01-0,3, а в качестве дырочного транспортного слоя использован р-допированный полианилин, пластифицированный поливиниловым спиртом. Для изготовления ЭЛУ предложен способ, включающий последовательное нанесение на стеклянную подложку полупрозрачного слоя смешанного оксида индия и олова, слоя р-допированного полианилина, пластифицированного виниловым спиртом, люминесцентного слоя - поли(2-метокси-5-(2'-этилгексилокси)-1,4-фениленвинилена) и электронного инжектирующего слоя из сплава на основе алюминия, при этом нанесение р-допированного полианилина проводят в растворе, содержащем компоненты, мас. %: полианилин 0,6-1,5; поливиниловый спирт 0,6-1,5; паратолуолсульфокислота или карбоновая кислота, 0,06-0,5; муравьиная кислота - остальное. Техническим результатом изобретения является снижение порога зажигания, достижение более высокой яркости при более низких напряжениях и токах, т.е. повышение квантового выхода, уменьшение ширины спектра излучения, а также упрощение технологии изготовления ЭЛУ за счет сокращения количества стадий, уменьшения длительности некоторых стадий, возможности проведения всех операций без создания инертной атмосферы. 2 с.п. ф-лы, 1 ил.

Description

Изобретение относится к электронной технике, в частности к электролюминесцентным экранам, индикаторам и т.д.
Известно электролюминесцентное устройство (ЭЛУ) на основе полимерных материалов, состоящее из электронного инжектирующего слоя из металла, активного электролюминесцентного слоя из поли(2-метокси-5-(2'-этилгексилокси)-1,4-фениленвинилена), дырочного транспортного слоя из проводящего полианилина и дырочного инжектирующего слоя из смешанного оксида индия и олова (In2O3 - SnO2) [1,2].
Указанное устройство имеет спектр излучения с максимумом на длине волны 620 нм и шириной спектра на половине высоты распределения 100 нм [1], что является недостаточным для получения чистого цвета.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является ЭЛУ, состоящее из электронного инжектирующего слоя из алюминий-литиевого сплава с содержанием лития 0,2%, активного люминесцентного слоя из поли(2-метокси-5-(2'-этилгексилокси)-1,4-фениленвинилена), дырочного транспортного слоя на основе проводящего полианилина и дырочного инжектирующего слоя из смешанного оксида индия и олова (In2O3 - SnO2) [3].
Использование в качестве электронного инжектирующего слоя низколегированных сплавов алюминия со щелочными металлами позволяет добиться заметного квантового выхода и снизить рабочее напряжение. Однако содержание щелочного металла в сплаве может постоянно снижаться из-за взаимодействия с окружающей средой и полимерами в составе ЭЛУ, приводя к ухудшению инжекционных характеристик и ограничению ресурса работы ЭЛУ.
К недостаткам устройства следует также отнести относительно высокий порог зажигания по напряжению 1,7 B, относительно малую яркость 400 кд/м2 при 3 B и большую ширину спектра излучения (100 нм при 300 K), не позволяющую получить чистый цвет для использования в полноцветных дисплеях.
Известен способ изготовления ЭЛУ, включающий следующую последовательность операций: 1) нанесение на дырочный инжектирующий слой из смешанного оксида индия и олова (In2O3 - SnO2) дырочного транспортного слоя из проводящего полианилина с добавкой полиэфирной смолы - эта операция осуществляется путем нанесения методом центрифугирования смеси двух растворов - раствора комплекса полианилина и камфоросульфокислоты (КСК) в мета-крезоле и раствора полиэфирной смолы в мета-крезоле с последующей сушкой в течение 12 ч при 50oC; 2) нанесение активного люминесцентного слоя - поли(2-метокси-5-(2'-этилгексилокси)-1,4-фениленвинилена) методом центрифугирования из раствора в ксилоле; 3) напыление в высоком вакууме (2,0 • 10-7 мм рт.ст.) алюминий-литиевого сплава с содержанием Li 0,2% [3].
Известный способ отличается сложностью технологии и высокой трудоемкостью в связи с тем, что:
а) комплекс полианилина и КСК готовится длительным механическим перемешиванием указанных компонентов с последующим растворением образовавшегося комплекса в мета-крезоле;
б) присутствуют дополнительные стадии приготовления раствора полиэфирной смолы и смешивания этого раствора с раствором полианилиновой соли;
в) используемый растворитель - мета-крезол требует длительной сушки до 12 ч и ухудшает условия труда;
г) необходимо проведение всех стадий в инертной атмосфере.
Задачей изобретения является создание электролюминесцентного устройства с улучшенными характеристиками и упрощение технологии его изготовления.
Техническим результатом изобретения является снижение порога зажигания, достижение более высокой яркости при более низких напряжениях и токах, т.е. повышение квантового выхода, уменьшение ширины спектра излучения, а также упрощение технологии изготовления ЭЛУ за счет сокращения количества стадий, уменьшения длительности некоторых стадий, возможности проведения всех операций без создания инертной атмосферы.
Указанный технический результат достигается тем, что в ЭЛУ, состоящем из электронного инжектирующего слоя на основе алюминиевого сплава, активного люминесцентного слоя поли(2-метокси-5-(2'-этилгексилокси)-1,4-фениленвинилена), дырочного транспортного слоя из p-допированного (дырочно проводящего) полианилина и дырочного инжектирующего слоя из смешанного оксида индия и олова (In2O3 - SnO2) и стеклянной подложки, в качестве электронного инжектирующего слоя использован сплав на основе алюминия, содержащий, мас.%: литий 0,3 - 2,5, магний 0,5-6,0, скандий и/или цирконий 0,01-0,3, а в качестве дырочного транспортного слоя использован p-допированный полианилин, пластифицированный поливиниловым спиртом.
Ведение в алюминий магния одновременно с литием приводит к снижению поверхностной активности последнего. Это позволяет использовать в качестве инжектирующих слоев сплавы на основе алюминия с более высоким содержанием лития, что в свою очередь способствует улучшению инжекционных и ресурсных характеристик электрода. Наличие циркония и/или скандия в сплаве обеспечивает большую однородность пленки электрода. Нижний предел содержания легирующих компонентов сплава обусловлен эффектом снижения яркости ЭЛУ, а верхний - сегрегацией сплава на компоненты в процессе нанесения вследствие взаимодействия металлического лития с органическим веществом и деструкцией последнего. Использование сплава с высоким содержанием лития и магния позволяет проводить нанесение при более низком вакууме (1,0 • 10-4 - 10-5 мм рт.ст.) методами вакуумно-плазменного или термического осаждения.
Использование в изобретении в качестве дырочного транспортного слоя p-допированного полианилина, пластифицированного поливиниловым спиртом (ПВС), обеспечивает высокую пластичность пленки полианилина и гарантирует отсутствие сквозных дефектов при меньшей толщине пленки. Это особенно важно для ЭЛУ с электродом из сплава на основе алюминия, легированного поверхностно активным щелочным металлом - литием. Таким образом, при достаточной прозрачности пленки полианилина обеспечиваются ее хорошие защитные свойства и, как следствие, хорошие ресурсные характеристики устройства.
Указанный технический результат достигается тем, что в способе изготовления ЭЛУ путем последовательного нанесения на стеклянную подложку с полупрозрачным слоем смешанного оксида индия и олова слоев p-допированного полианилина, активного люминесцентного слоя - поли(2-метокси-5-(2'-этилгексилокси)-1,4-фениленвинилена) и электронного инжектирующего слоя из сплава на основе алюминия, содержащего, мас. %: литий 0,3-2,5, магний 0,5-6,0, скандий и/или цирконий 0,01-0,3, для нанесения слоя p-допированного полианилина, пластифицированного поливиниловым спиртом, используют раствор, содержащий следующие компоненты, мас.%: полианилин 0,6 - 1,5; паратолуолсульфокислота или карбоновая кислота 0,06 - 0,5; поливиниловый спирт 0,6 - 1,5; муравьиная кислота - остальное.
Использование такого раствора позволяет проводить сушку при 20 - 70oC в течение нескольких минут и обеспечивает сплошность покрытия.
На чертеже показано электролюминесцентное устройство.
Электролюминесцентное устройство состоит из электронного инжектирующего слоя 5 из сплава на основе алюминия, активного люминесцентного слоя 4 из поли(2-метокси-5-(2'-этилгексилокси)-1,4-фениленвинилена), дырочного транспортного слоя 3 из p-допированного карбоновыми кислотами или паратолуолсульфокислотой и пластифицированного поливиниловым спиртом полианилина и дырочного инжектирующего слоя 2 из смешанного оксида индия и олова (In2O3 - SnO2), нанесенного на стеклянную подложку 1.
Устройство работает следующим образом. При подаче положительного электрического смещения на дырочный инжектирующий слой 2 относительно электронного инжектирующего слоя 5 электроны из электронного инжектирующего слоя 5 переходят на нижние свободные, а дырки из дырочного инжектирующего слоя 2 переходят через дырочный транспортный слой 3 на верхние занятые молекулярные орбитали молекул активного люминесцентного слоя 4 из поли(2-метокси-5-(2'-этилгексилокси)-1,4-фениленвинилена) и двигаются навстречу друг другу в активном люминесцентном слое 4; при сближении электрона и дырки, находящихся на одной молекуле поли(2-метокси-5-(2'-этилгексилокси)-1,4-фениленвинилена), происходит их радиационная рекомбинация с излучением кванта света с энергией, равной энергетическому расстоянию между верхней занятой и нижней свободной молекулярными орбиталями.
Пример 1. Используют стеклянную подложку 1 с полупрозрачным дырочным инжектирующим слоем 2 из смешанного оксида индия и олова (In2O3 - SnO2) с сопротивлением 30 Ом/□, на которую методом центрифугирования наносят дырочный транспортный слой 3 толщиной 0,1 мкм из раствора полианилина с ПТСК в муравьиной кислоте при следующем содержании компонентов, мас.%; полианилин 1,0; ПТСК 0,2; ПВС 0,6; муравьиная кислота - остальное. Нанесенный слой 3 сушат при 60-70oC в течение 30 мин. Затем центрифугированием наносят активный люминесцентный слой 4 толщиной 0,1 мкм из орто-ксилольного раствора (8 мг/мл) поли(2-метокси-5-(2'-этилгексилокси)-1,4-фениленвинилена) и сушат в течение 20 мин при 60-70oC. Образец помещают в вакуумную установку ВУП-5, откачивают в динамическом режиме до вакуума 1,0 • 10-5 мм рт.ст., прогревают в вакууме до 100oC в течение 2 ч и после охлаждения до комнатной температуры напыляют электронный инжектирующий слой 5 путем испарения сплава на основе алюминия, содержащего, мас.%: литий 1,73, магний 1,96, цирконий 0,1 и алюминий - остальное. Толщина электронного инжектирующего слоя 5 - 0,1 мкм. Площадь светящейся поверхности 4 мм2. Изготовленное таким образом ЭЛУ обладает следующими параметрами:
- порог появления излучения по току 0,025 мА и по напряжению 1,5 В, что на 10% ниже, чем у прототипа (1,7 B);
- яркость при напряжении 3 B составляет 550 кд/м2, что на 35% выше, чем у прототипа (400 кд/м2);
- яркоcть 1200 кд/м2 достигается при напряжении 3,4 B и токе 2,5 мА, яркость 4000 кд/м2 - при токе около 8 мА и напряжении около 6 B, что вдвое ниже, чем у прототипа (10 B);
- ширина спектра излучения на половине высоты его распределения составляет 60 нм, что на 40%; ниже, чем у прототипа.
Пример 2. ЭЛУ изготовлено, как в примере 1, но при нанесении слоя полианилина с ПТСК в раствор добавляют ПВС в количестве 1,5 мас.%, а в качестве электронного инжектирующего слоя наносят сплав на основе алюминия, содержащий, мас.%: литий 2,1; магний 3,0, цирконий 0,1; скандий 0,2 и алюминий - остальное. Толщина электронного инжектирующего слоя 5 - 0,15 мкм. Для этого ЭЛУ порог появления излучения равен 1,5 B и 0,03 мА, яркость 1200 кд/м2 достигается при токе 1,7 мА.
Пример 3. ЭЛУ изготовлено, как в примере 2, но при нанесении слоя полианилина вместо ПТСК использован раствор с карбоновой кислотой в количестве 0,06 мас. %, а в качестве электронного инжектирующего слоя наносят сплав на основе алюминия, содержащий, мас.%: литий 1,78, магний 5,16, цирконий 0,06, скандий 0,14 и алюминий - остальное. Яркость 1200 кд/м2 достигается при токе 3,3 мА.
Таким образом, электролюминесцентное устройство, изготовленное по данному изобретению, обладает по сравнению с прототипом следующими преимуществами:
- порог появления излучения по напряжению на 15% ниже, чем у прототипа;
- яркость при напряжении 3 B на 40% выше, чем у прототипа;
- яркость 4000 кд/м2 достигается при напряжении около 6 B, что вдвое ниже, чем у прототипа;
- ширина спектра излучения на половине высоты его распределения составляет 60 нм, что на 40% ниже, чем у прототипа;
- квантовая эффективность примерно в 1,5 раза выше;
- упрощение технологии изготовления ЭЛУ за счет сокращения количества стадий с 10 до 6, уменьшения длительности стадий нанесения полианилина с 12 ч до 30 мин, возможности проведения всех стадий нанесения органических слоев без создания инертной атмосферы.
Литература.
1. I. D. Parker, Carrier tuneling and device characteristics in polymer light-emiting diodes, J. Appl.Phys. (1994), v. 75, N 3, p. 1656-1666; D.Braun, A.J. Heeger, Visible light emission from semiconducting polymer diodes, Appl. Phys. Lett (1991), v. 58, N 18, pp. 1982-1984.
2. Y. Yang, A.J. Heeger, Polyaniline as a transparent electrode for polymer lightemitting diodes, Appl. Phys. Letters (1994), v. 64, N 10, p. 1245-1247.
3. Y. Yang, E. Westerweele, C. Zhang, P. Smith, A.J. Heeger, Enhanced performance of polymer light-emutting diodes using high-syrface area polyaniline network electrodes, J. Appl. Phys. (1995), v. 77, N 2. p. 694-698.

Claims (2)

1. Электролюминесцентное устройство, состоящее из электронного инжектирующего слоя из сплава на основе алюминия, активного люминесцентного слоя - поли(2-метокси-5-(2'-этилгексилокси)-1,4-фениленвинилена), дырочного транспортного слоя на основе p-допированного полианилина, дырочного инжектирующего слоя из смешанного оксида индия и олова и стеклянной подложки, отличающееся тем, что в качестве электронного инжектирующего слоя использован сплав на основе алюминия, содержащий, мас.%: литий 0,3 - 2,5, магний 0,5 - 6,0, скандий и/или цирконий 0,01 - 0,3, а в качестве дырочного транспортного слоя использован p-допированный полианилин, пластифицированный поливиниловым спиртом.
2. Способ изготовления электролюминесцентного устройства, включающий последовательное нанесение на стеклянную подложку полупрозрачного слоя смешанного оксида индия и олова, слоя p-допированного полианилина, активного люминесцентного слоя - поли(2-метокси-5-(2'-этилгексилокси)-1,4-фениленвинилена) и электронного инжектирующего слоя из сплава на основе алюминия, отличающийся тем, что для нанесения слоя p-допированного полианилина, пластифицированного поливиниловым спиртом, используют раствор, содержащий компоненты, мас.%:
Полианилин - 0,6 - 1,5
Поливиниловый спирт - 0,6 - 1,5
Паратолуолсульфокислота или карбоновая кислота - 0,06 - 0,5
Муравьиная кислота - Остальноек
RU98106974A 1998-04-20 1998-04-20 Электролюминесцентное устройство и способ его изготовления RU2123773C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU98106974A RU2123773C1 (ru) 1998-04-20 1998-04-20 Электролюминесцентное устройство и способ его изготовления

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU98106974A RU2123773C1 (ru) 1998-04-20 1998-04-20 Электролюминесцентное устройство и способ его изготовления

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2123773C1 true RU2123773C1 (ru) 1998-12-20
RU98106974A RU98106974A (ru) 1999-04-20

Family

ID=20204740

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU98106974A RU2123773C1 (ru) 1998-04-20 1998-04-20 Электролюминесцентное устройство и способ его изготовления

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2123773C1 (ru)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003034512A1 (de) * 2001-10-16 2003-04-24 Bayer Aktiengesellschaft Elektrophosphoreszierende anordnung mit leitfähigen polymeren
WO2004061993A2 (en) * 2002-12-27 2004-07-22 Add-Vision, Inc. Method for encapsulation of light emitting polyme devices and apparatus made by same
WO2006086480A3 (en) * 2005-02-10 2009-04-30 Plextronics Inc Hole injection/transport layer compositions and devices
RU2469015C1 (ru) * 2008-12-10 2012-12-10 Кэнон Кабусики Кайся Производное бензоинденохризена и его применение в органическом, излучающем свет устройстве
RU2519514C2 (ru) * 2008-05-22 2014-06-10 Кэнон Кабусики Кайся Конденсированное полициклическое соединение и органическое светоизлучающее устройство, содержащее это соединение

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003034512A1 (de) * 2001-10-16 2003-04-24 Bayer Aktiengesellschaft Elektrophosphoreszierende anordnung mit leitfähigen polymeren
US6869697B2 (en) 2001-10-16 2005-03-22 Bayer Aktiengesellschaft Electrophosphorescent arrangement comprising conductive polymers
WO2004061993A2 (en) * 2002-12-27 2004-07-22 Add-Vision, Inc. Method for encapsulation of light emitting polyme devices and apparatus made by same
WO2004061993A3 (en) * 2002-12-27 2004-12-23 Add Vision Inc Method for encapsulation of light emitting polyme devices and apparatus made by same
WO2006086480A3 (en) * 2005-02-10 2009-04-30 Plextronics Inc Hole injection/transport layer compositions and devices
RU2519514C2 (ru) * 2008-05-22 2014-06-10 Кэнон Кабусики Кайся Конденсированное полициклическое соединение и органическое светоизлучающее устройство, содержащее это соединение
RU2469015C1 (ru) * 2008-12-10 2012-12-10 Кэнон Кабусики Кайся Производное бензоинденохризена и его применение в органическом, излучающем свет устройстве

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4138912B2 (ja) エレクトロルミネセンスデバイスで用いられる二層電子注入電極
JP3786969B2 (ja) 改良されたカソードを備える有機発光デバイス
JP4328486B2 (ja) エレクトロルミネッセント装置
JP2773297B2 (ja) 有機薄膜el素子
Braun et al. Electroluminescence from light-emitting diodes fabricated from conducting polymers
US7830085B2 (en) White electrophosphorescence from semiconducting polymer blends
US20060232200A1 (en) Organic electroluminescent element
JPH07312290A (ja) 有機薄膜el素子
JP2005183406A6 (ja) 有機発光デバイス
JPH11500574A (ja) バイポーラエレクトロルミネセンス装置
JPH06290873A (ja) 有機薄膜発光素子
JP2001503908A (ja) ポリマー発光ダイオード
Jen et al. Efficient light-emitting diodes based on a binaphthalene-containing polymer
US20060186792A1 (en) Organic electroluminescent devices formed with rare-earth metal containing cathode
KR100683050B1 (ko) 유기 전계발광 장치
Yu et al. Planar light-emitting devices fabricated with luminescent electrochemical polyblends
CN100356610C (zh) 具有菲咯啉稠合的吩嗪的有机发光装置
RU2123773C1 (ru) Электролюминесцентное устройство и способ его изготовления
JPH08502854A (ja) ポリチオフェンを使用するエレクトロルミネッセンス装置および方法
US20210184183A1 (en) Manufacturing method of graphene oxide film, organic light-emitting diode, and manufacturing method thereof
Östergård et al. Electrochemically prepared light-emitting diodes of poly (para-phenylene)
JPH05114487A (ja) 有機薄膜発光素子
CN100474651C (zh) 有机无机发光二极管的制造方法
US6259201B1 (en) Structure of polymeric/organic electroluminescent device using ionomer as charge transport layer and method of making the same
JPH11219790A (ja) エレクトロルミネセンスデバイス用多層電極