RU2261890C2 - Электролюминесцентный полимерный нанокомпозитный материал - Google Patents

Электролюминесцентный полимерный нанокомпозитный материал Download PDF

Info

Publication number
RU2261890C2
RU2261890C2 RU2003133971/15A RU2003133971A RU2261890C2 RU 2261890 C2 RU2261890 C2 RU 2261890C2 RU 2003133971/15 A RU2003133971/15 A RU 2003133971/15A RU 2003133971 A RU2003133971 A RU 2003133971A RU 2261890 C2 RU2261890 C2 RU 2261890C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
aggregates
polymer
electroluminescent
electroluminescence
dye
Prior art date
Application number
RU2003133971/15A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2003133971A (ru
Inventor
А.В. Ванников (RU)
А.В. Ванников
О.Л. Грибкова (RU)
О.Л. Грибкова
В.Ф. Иванов (RU)
В.Ф. Иванов
Д.А. Лыпенко (RU)
Д.А. Лыпенко
Е.И. Мальцев (RU)
Е.И. Мальцев
Донг-Вон ЛИ (KR)
Донг-Вон ЛИ
Original Assignee
Самсунг Электроникс Ко., Лтд.
ИНСТИТУТ ЭЛЕКТРОХИМИИ им. А.Н. Фрумкина РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК
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 Самсунг Электроникс Ко., Лтд., ИНСТИТУТ ЭЛЕКТРОХИМИИ им. А.Н. Фрумкина РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК filed Critical Самсунг Электроникс Ко., Лтд.
Priority to RU2003133971/15A priority Critical patent/RU2261890C2/ru
Priority to US10/981,566 priority patent/US7491451B2/en
Priority to KR1020040090168A priority patent/KR101048373B1/ko
Publication of RU2003133971A publication Critical patent/RU2003133971A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2261890C2 publication Critical patent/RU2261890C2/ru

Links

Classifications

    • 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
    • H05B33/14—Light sources with substantially two-dimensional radiating surfaces characterised by the chemical or physical composition or the arrangement of the electroluminescent material, or by the simultaneous addition of the electroluminescent material in or onto the light source
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82B—NANOSTRUCTURES FORMED BY MANIPULATION OF INDIVIDUAL ATOMS, MOLECULES, OR LIMITED COLLECTIONS OF ATOMS OR MOLECULES AS DISCRETE UNITS; MANUFACTURE OR TREATMENT THEREOF
    • B82B3/00—Manufacture or treatment of nanostructures by manipulation of individual atoms or molecules, or limited collections of atoms or molecules as discrete units
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L79/00—Compositions of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing nitrogen with or without oxygen or carbon only, not provided for in groups C08L61/00 - C08L77/00
    • C08L79/02—Polyamines
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/06—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing organic luminescent materials
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B1/00—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
    • H01B1/06—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors mainly consisting of other non-metallic substances
    • H01B1/12—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors mainly consisting of other non-metallic substances organic substances
    • H01B1/124—Intrinsically conductive polymers
    • H01B1/128—Intrinsically conductive polymers comprising six-membered aromatic rings in the main chain, e.g. polyanilines, polyphenylenes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2211/00—Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
    • C09K2211/14—Macromolecular compounds
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10S428/917—Electroluminescent

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

Изобретение предназначено для микроэлектроники и может быть использовано при изготовлении светодиодов. Электролюминесцентный полимерный нанокомпозитный материал содержит 50-99,5 мас.% полимера - водорастворимого полианилина с электронно-дырочной проводимостью и 50-0,5 мас.% электролюминесцирующего органического компонента в форме J-агрегатов - цианинового красителя, скварилиевого красителя или порфирина. Для получения электролюминесцентного материала сначала растворяют полианилин в воде, затем вводят порошок указанного красителя. Образование J-агрегатов фиксируют по изменению окраски раствора. Полученный нанокомпозитный материал наносят на токопроводящую подложку, сушат. После этого наносят слой металла - катод. Изобретение позволяет получить электролюминесцентные слои с диапазоном электролюминесценции от 400 до 1600 нм, имеющие высокие характеристики, например яркость и эффективность.

Description

Изобретение относится к электролюминесцентным полимерным нанокомпозитным материалам, обладающим эффективным электронно-дырочным транспортом и широким спектральным диапазоном излучения, который включает полосы электролюминесценции, близкие по ширине к монохроматическим. Этот материал может быть использован в органических светодиодных структурах в качестве светоизлучающих слоев, в оптоволоконных системах передачи информации, а также иных оптоэлектронных устройствах. Во всех случаях электролюминесцентный материал помещается между двумя электродами (один из которых или оба прозрачны в спектральной области люминесценции). При приложении необходимой разности потенциалов в материал инжектируются электроны и дырки, соответственно, из катода и анода, при электрон-дырочной рекомбинации возникает электролюминесценция. Разработка новых электролюминесцентных слоев необходима для увеличения энергетической эффективности электролюминесцентных устройств (увеличение эффективности инжекции носителей заряда, их подвижности, квантового выхода рекомбинационной люминесценции), расширения спектрального диапазона и улучшения спектральных характеристик электролюминесценции, повышения стабильности работы электролюминесцентных устройств.
Известны электролюминесцентные материалы на основе нанокристаллов J-агрегатов в полупроводниковых полимерных средах, например ароматических полиимидах, поливинилкарбазоле, производных полифениленвинилена [1-4]. Показано, что при использовании таких полимерных нанокомпозитов, содержащих молекулярные наноразмерные кристаллы цианиновых красителей, известные как "J-агрегаты", в качестве светоизлучающих слоев в органических светодиодах наблюдается интенсивная электролюминесценция насыщенного цвета. J-агрегаты представляют собой нанокристаллы как трехмерной, так и одномерной нитеобразной формы, занимающие промежуточное положение между микрокристаллами и индивидуальными молекулами [5]. Одной из отличительных оптических характеристик J-агрегатов является наличие у них интенсивных узких полос оптического поглощения и флуоресценции, расположенных в диапазоне от голубой до ближней ИК-области спектра в зависимости от строения молекул цианиновых красителей. В силу малого размера полимерные нанокомпозиты не рассеивают свет в тонких слоях, которые остаются оптически прозрачными даже при большом содержании нанофазы. Ни один из известных типов электролюминесцентных нанокомпозитных материалов [6-13] не обладает аналогичным набором полезных оптоэлектронных свойств. Материалы на основе J-агрегатов совмещают в себе оптические характеристики, типичные для органических молекулярных кристаллов, с хорошими физико-механическими и токопроводящими свойствами полимерных полупроводников.
Формирование известных полимерных электролюминесцентных слоев осуществляется в результате следующих операций: (1) растворение полимера и цианинового красителя в неполярном органическом растворителе, молекулы которого, как правило, содержат атомы хлора, например, в тетрахлорэтане, (2) полив раствора с помощью центрифуги (spin-coating) на электропроводящую подложку, например на стеклянную пластину, покрытую прозрачной электропроводящей пленкой окислов олова и индия (ITO), (3) испарение растворителя с образованием твердой пленки. При этом формирование J-агрегатов происходит в жидком растворе красителя и полимера в органическом растворителе.
Недостатком известных электролюминесцентных полимерных нанокомпозитов на основе J-агрегатов является чрезвычайная ограниченность в выборе исходных структур молекул цианиновых красителей для формирования нанокристаллической фазы. Это связано с плохой растворимостью солеобразных соединений, каковыми являются цианиновые красители, в неполярных органических растворителях. При этом даже в случае относительно хорошо растворимых цианиновых красителей образование J-агрегатов затруднено, так как вероятность образования J-агрегатов из мономолекулярной формы резко уменьшается при переходе от полярных к неполярным растворителям. Характерным для цианиновых красителей свойством является эффективное образование нанокристаллов J-агрегатов в воде и водных растворах. Однако необходимость использования неполярных органических растворителей связана с нерастворимостью известных полимеров с электронно-дырочным транспортом в полярных растворителях. Все это не позволяет успешно использовать широкое многообразие имеющихся красителей, дающих в водных средах устойчивую термостабильную нанофазу J-агрегатов, и получать полимерные слои с диапазоном электролюминесценции от 400 до 1600 нм с высокими характеристиками электролюминесценции.
Изобретение решает задачу разработки электролюминесцентного полимерного материала на основе кардинально расширенного набора структур цианиновых красителей, образующих стабильные, с энергией связи более 20 ккал/моль, нанокристаллы J-агрегатов, излучающие в широком спектральном диапазоне.
Задача решается тем, что в качестве активной полимерной среды для формирования J-агрегатов используется электропроводящий полимер - водорастворимый полианилин [14-16]. Водорастворимый полимер обладает высокой растворимостью в воде и водно-органических смесях, и его растворы характеризуются высокой временной и температурной стабильностью. Слои на основе водорастворимого полианилина имеют высокие оптические и механические свойства. Относительное содержание в полимере азотсодержащих и кислотных групп может меняться в широких пределах. Вследствие этого, условия формирования J-агрегатов цианиновых красителей также могут варьироваться в широких пределах, что сильно сказывается на параметрах слоев для светоизлучающих устройств. Кроме того, при использовании водорастворимого полианилина обеспечивается высокая локальная концентрация протонов вблизи полимерного остова, что принципиально важно для роста J-агрегатов порфиринов, а в ряде случаев - нитевидных структур агрегатов цианиновых красителей. Формирование нанокристаллов происходит вдоль полимерной цепи, способствуя тем самым их направленной ориентации. При этом материал приобретает важные анизотропные свойства, обеспечивая максимально благоприятные условия для направленного транспорта как дырок, так и электронов в полимерном слое.
Электролюминесцентный полимерный материал, предназначенный для использования в органических светодиодах в качестве рекомбинационного и светоизлучающего слоя, должен одновременно обладать эффективным электронно-дырочным транспортом и включать центры фотолюминесценции с высоким квантовым выходом рекомбинационной люминесценции. Уникальным свойством J-агрегатов, отличающим их от других органических супрамолекулярных структур, является наличие высокой электронно-дырочной проводимости. Известно, что в нанокомпозициях на основе ароматических полиимидов и ряда полифениленвиниленов J-агрегаты являются токопроводящей электронно-дырочной фазой [17-19]. Электронная подвижность в них выше дырочной и превышает 10-4 см2/Bc в электрическом поле 106 В/см, что соответствует рабочей напряженности электрических полей в органических светодиодах. J-агрегаты являются супрамолекулярными системами протяженной формы. Такие нитевидные структуры могут достигать в длину нескольких сотен нанометров [20]. Как указывалось выше, возможно получение тонких композитных слоев, в которых такие нитеобразные молекулярные кристаллы ориентированы нормально к плоскостям электродов в сэндвич-структурах светодиодов. Такое анизотропное состояние нанофазы обеспечивает направленный транспорт носителей зарядов обоих знаков, инжектированных из противоположных электродов в слой композита, по проводящим волокнам J-агрегатов навстречу друг другу. Процесс рекомбинации электронов и дырок с образованием экситонных состояний, происходящий непосредственно на J-агрегате, протекает с эффективностью, близкой к единице. Значения окислительных потенциалов J-агрегатов, как правило, не превышают окислительные потенциалы цианиновых красителей. С другой стороны, величины восстановительных потенциалов J-агрегатов больше восстановительных потенциалов цианинов. Целенаправленный выбор электроактивного полимерного связующего и типа J-агрегатов с соответствующими значениями величин энергий высшей занятой (HOMO) и низшей свободной (LUMO) орбиталей обеспечивает электронно-дырочный транспорт только по нитевидным каналам нанофазы.
Относительно высокая эффективность электролюминесценции нанокомпозитов на основе J-агрегатов наблюдается даже в однослойных светодиодных структурах, в которых рабочий слой помещен между двумя электродами, имеющими различные величины работы выхода. Как известно, низкие рабочие характеристики однослойных светодиодных структур (LEDs) обусловлены двумя основными причинами. Во-первых, затруднением инжекции носителей зарядов из электрода в светоизлучающий слой на границах полимер/анод и полимер/катод из-за несовпадения величин работы выхода анода и катода соответственно с положением уровня высшей занятой (HOMO) и низшей свободной (LUMO) молекулярных орбиталей полимера. Во-вторых, в полупроводниковых полимерных материалах имеет место сильное различие в величинах подвижности электронов и дырок [21], что нарушает баланс в транспорте носителей. Например, значения подвижности электронов и дырок резко различно в таких хорошо изученных полимерных полупроводниках, как полифениленвинилен [22], полифенилены [23], ароматические полиимиды [24], полифлюорены [25], политиофены [26]. У этих материалов значения подвижности дырок на несколько порядков превышают значения подвижности электронов. Важным преимуществом нанокомпозитов на основе J-агрегатов перед известными полимерными системами является то, что данная нанокристаллическая фаза резко снижает это различие, а для некоторых типов агрегатов электронная подвижность превосходит дырочную. Это делает перспективным использование нанокомпозитов на основе J-агрегатов даже в однослойных светодиодных структурах.
Эффективность и яркость электролюминесцентных светодиодов на основе нанокомпозитов полимер/J-агрегат может быть повышена в случае использования двухслойных структур с границей раздела полимер n-типа/полимер р-типа на основе J-агрегатов. Использование в этом случае полимеров n-типа обеспечивает снижение высоты барьера инжекции электронов из катода в рабочий слой, резко улучшая рабочие характеристики светодиодов. n-Тип проводимости реализуется в полимерах, содержащих оксадиазольные заместители в боковых цепях [27], а также в полисопряженных полимерах, например полицианотерефталилиденах [28], полифениленхиноксалинах [29], полипиридинах [30], полихинолинах [31].
Целью изобретения является разработка нового вида полимерных электролюминесцентных материалов на основе J-агрегатов цианиновых красителей, порфиринов, скварилиевых красителей и водорастворимого полианилина, перспективных для создания следующего поколения полимерных светодиодов. Оно основывается на способности полимерных нанокомпозитов, содержащих J-агрегаты, сочетать в себе оптические свойства, типичные для органических молекулярных кристаллов, с хорошими токопроводящими и физико-механическими характеристиками полимерных полупроводников.
Способ формирования J-агрегатов в полимерных электроактивных матрицах включает непосредственное введение цианиновых красителей в водные растворы полианилина. При этом подавляющее количество молекул красителя переходит в нанокристаллическую фазу J-агрегатов. У некоторых типов красителей, однако, возможно также образование димерной формы, имеющей спектр флуоресценции, частично перекрывающийся с полосой J-агрегатов. Димерная форма агрегатов является эффективным люминофором с широкой полосой излучения, что ухудшает цветовые характеристики электролюминесцентных полимерных материалов на основе J-агрегатов. Для устранения нежелательного эффекта используется способ температурного циклирования, при котором димерная форма цианиновых красителей переводится в J-агрегатную. Для этого исходный раствор J-агрегатов или свежеприготовленный слой композита подвергается термическому воздействию: образец постепенно нагревают до 50-70°С и медленно охлаждают до 10-15°С. Осуществляя спектрофотометрический контроль, операцию повторяют до тех пор, пока все димеры не перейдут в форму J-агрегатов.
Пример 1. Электролюминесцентный полимерный нанокомпозитный материал на основе J-агрегатов готовят в несколько этапов. Навеску полианилина растворяют в воде из расчета 99,5 мас.% полианилина к 0,5 мас.% цианинового красителя (триэтиламмониевая соль 3,3'-ди(γ-сульфопропил)-9-этил-5,5'-дихлороксакарбоцианина, имеющего спектр электролюминесценции с максимумом при 575 нм, либо 3,3'-ди(γ-сульфопропил)-9-этил-5,5'-диметокситиакарбоцианинпиридиния с максимумом электролюминесценции при 675 нм). Далее при комнатной температуре в раствор полианилина вводят порошок цианинового красителя в указанном выше количестве. Раствор меняет окраску в результате перехода молекул цианинового красителя в нанокристаллическую фазу. Процесс контролируют спектрофотометрически. Перед поливом раствора на токопроводящую подложку последнюю подвергают тщательной очистке. В качестве подложек используют стеклянные пластины с нанесенным прозрачным слоем In2O3/SnO2 (Balzers или Donally Corp.) с сопротивлением 16-20 Ом/квадрат, которые до полива раствора последовательно очищают в УЗ-ванне с раствором детергента, смесью изопропанол/деионированная вода (объем 1:1), толуолом, деионированной водой и ацетоном. На последнем этапе очистки поверхность In2O3/SnO2 подвергают воздействию кислородной плазмы. Полив осуществляют способом "spin coating" на центрифуге при скорости вращения от 800 до 3000 об/мин. Полученный слой высушивают на форвакууме при температуре 40°С в течение 60 мин. Для формирования металлического катода сверху на слой композита напыляют кальций или алюминий при вакууме 5×10-6 Topp. Толщина слоя катода составляет 100-150 нм. Площадь каждого устройства составляет 6 мм2. Эффективность излучения электролюминесценции до 0,8 лм/Вт при потенциале 15 В. Измерения проводят в атмосфере аргона. В случае триэтиламмониевой соли 3,3'-ди(γ-сульфопропил)-9-этил-5,5'-дихлороксакарбоцианина электролюминесценция имеет максимум при 575 нм. Для 3,3'-ди(γ-сульфопропил)-9-этил-5,5'-диметокситиакарбоцианинпиридиния максимум спектра электролюминесценции расположен при 675 нм. При концентрации красителя ниже 0,5 мас.% эффективность электролюминесценции слоя резко снижается.
Пример 2. Электролюминесцентный полимерный нанокомпозитный материал на основе J-агрегатов готовят в несколько этапов. Навеску полианилина растворяют в воде из расчета 50 мас.% полианилина к 50 мас.% цианинового красителя триэтиламмониевая соль 3,3'-ди(γ-сульфопропил)-4,5,4'5'-дибензо-11-дифениламино-10,12-диметилентиакарбоцианинбетаин, имеющего спектр электролюминесценции с максимумом при 1100 нм. Далее при комнатной температуре в раствор полианилина вводят порошок цианинового красителя в указанном выше количестве. Перед поливом раствора на токопроводящую подложку последнюю подвергают тщательной очистке. В качестве подложек используют стеклянные пластины с нанесенным прозрачным слоем In2О3/SnO2 (Balzers или Donally Corp.) с сопротивлением 16-20 Ом/квадрат, которые до полива раствора последовательно очищают в УЗ-ванне с раствором детергента, смесью изопропанол/деионированная вода (объем 1:1), толуолом, деионированной водой и ацетоном. На последнем этапе очистки поверхность In2O3/SnO2 подвергают воздействию кислородной плазмы. Полив осуществляют способом "spin coating" на центрифуге при скорости вращения от 800 до 3000 об/мин. Полученный слой высушивают на форвакууме при температуре 40°С в течение 60 мин. Для формирования металлического катода сверху на слой композита напыляют кальций или алюминий при вакууме 5×10-6 Торр. Толщина слоя катода составляет 100-150 нм. Площадь каждого устройства составляла 6 мм. Эффективность излучения электролюминесценции на длине волны 1100 нм до 1% при потенциале 15 В. Измерения проводят в атмосфере аргона. При концентрации красителя ниже 0,5 мас.% эффективность образования J-агрегатов резко снижается и краситель остается преимущественно в мономолекулярной форме. При концентрации красителя выше 50 мас.% J-агрегаты объединяются в более крупные кристаллические образования, в результате чего слой теряет прозрачность и наблюдается резкое падение электролюминесцентных характеристик.
Пример 3. Электролюминесцентный полимерный нанокомпозитный материал на основе J-агрегатов изготавливают в несколько этапов. Навеску полианилина растворяют в воде из расчета 50 мас.% полианилина к 50 мас.% цианинового красителя. Далее при комнатной температуре в раствор полианилина вводят порошок цианинового красителя в указанном выше количестве. Раствор меняет окраску в результате перехода молекул цианинового красителя в нанокристаллическую фазу J-агрегатов. Процесс контролируют спектрофотометрически. При введении указанного количества красителя возможно образование в растворах одновременно с J-агрегатами также и димерной формы, которая ухудшает спектральные характеристики композитов, что проявляется в потере цветовой насыщенности у спектра электролюминесценции за счет наложения полосы излучения димеров. Для перевода димерной формы цианиновых красителей в нанокристаллическую фазу раствор подвергают многократному термическому циклированию путем его быстрого охлаждения до температуры +7°С и последующего нагрева до +20°С. Степень перехода димерной формы цианиновых красителей в нанофазу J-агрегатов контролируют по форме спектра электролюминесценции нанокомпозита. Перед поливом раствора J-агрегатов токопроводящую подложку подвергают тщательной очистке. В качестве подложек используют стеклянные пластины с нанесенным прозрачным слоем In2O3/SnO2 (Balzers или Donally Corp.) с сопротивлением 16-20 Ом/квадрат. Подложки последовательно очищают в УЗ-ванне с раствором детергента, смесью изопропанол/деионированная вода (объем 1:1), толуолом, деионированной водой и ацетоном. На последнем этапе очистки поверхность In2O3/SnO2 подвергают воздействию кислородной плазмы. Полив осуществляют способом "spin coating" на центрифуге при скорости вращения от 800 до 3000 об/мин. Далее раствор высушивают на форвакууме при температуре 40°С в течение 60 мин. Сверху на слой композита для формирования металлического катода напыляют кальций или алюминий при вакууме 5×10-6 Торр. Толщина слоя катода составляет 100-150 нм. Площадь каждого устройства составляет 6 мм2. Эффективность излучения электролюминесценции до 0,1 лм/Вт при потенциале 15 В. Измерения проводят в атмосфере аргона. В случае триэтиламмониевой соли 3,3'-ди(γ-сульфопропил)-9-этил-5,5'-дихлороксакарбоцианина спектр электролюминесценции имеет максимум при 575 нм. Для 3,3'-ди(γ-сульфопропил)-9-этил-5,5'-диметокситиакарбоцианинпиридиния максимум спектра электролюминесценции расположен при 675 нм.
Пример 4. Электролюминесцентный полимерный нанокомпозитный материал на основе J-агрегатов для светоизлучающих устройств на гибкой основе готовят аналогично тому, как описано в примерах 1 и 2. В качестве подложки используется полиэфирная пленка Orgacon™ EL 350 Ом/квадрат (Agfa). Предварительную очистку подложки осуществляют путем обдува проводящей поверхности In2O3/SnO2 струей ионизированного воздуха с последующим облучением ксеноновой лампы с длиной волны 172 нм. Образец помещают вплотную к поверхности оболочки лампы в боксе в атмосфере сухого воздуха. Полив растворов, содержащих J-агрегаты триэтиламмониевой соли 3,3'-ди(γ-сульфопропил)-9-этил-5,5'-дихлороксакарбоцианина (спектр электролюминесценции нанокомпозита имеет максимум при 575 нм), либо 3,3'-ди(γ-сульфопропил)-9-этил-5,5'-диметокситиакарбоцианинпиридиния (спектр электролюминесценции композита имеет максимум при 675 нм), осуществляют способом "spin coating" на центрифуге при скорости вращения от 800 до 3000 об/мин. Далее раствор высушивают на форвакууме при температуре 40°С в течение 60 мин. Сверху на слой композита для формирования металлического катода напыляют кальций или алюминий при вакууме 5×10-6 Торр. Толщина слоя катода составляет 100-150 нм. Площадь каждого устройства составляет 6 мм2. Эффективность излучения электролюминесценции до 0,01 лм/Вт при потенциале 15 В. Измерения проводят в атмосфере аргона.
Пример 5. Электролюминесцентный полимерный нанокомпозитный материал на основе J-агрегатов скварилиевых красителей готовят в несколько этапов. Навеску полианилина растворяют в воде из расчета 95 мас.% полианилина к 5 мас.% скварилиевого красителя с индолиновыми либо фенильными заместителями. Далее при комнатной температуре в раствор полианилина вводят порошок скварилиевого красителя в указанном выше количестве. Раствор меняет окраску в результате перехода молекул скварилиевого красителя в нанокристаллическую фазу. Процесс контролируют спектрофотометрически. Перед поливом раствора на токопроводящую подложку последнюю подвергают тщательной очистке. В качестве подложек используют стеклянные пластины с нанесенным прозрачным слоем In2O3/SnO2 (Balzers или Donally Corp.) с сопротивлением 16-20 Ом/квадрат, которые до полива раствора последовательно очищают в УЗ-ванне с раствором детергента, смесью изопропанол/деионированная вода (объем 1:1), толуолом, деионированной водой и ацетоном. На последнем этапе очистки поверхность In2O3/SnO2 подвергают воздействию кислородной плазмы. Полив осуществляют способом "spin coating" на центрифуге при скорости вращения от 800 до 3000 об/мин. Полученный слой высушивают на форвакууме при температуре 40°С в течение 60 мин. Для формирования металлического катода сверху на слой композита напыляют кальций или алюминий при вакууме 5×10-6 Торр. Толщина слоя катода составляет 100-150 нм. Площадь каждого устройства составляла 6 мм2. Эффективность излучения электролюминесценции до 0,03 лм/Вт при потенциале 15 В. Измерения проводят в атмосфере аргона. Максимумы спектров электролюминесценции нанокомпозитов на основе скварилиевых красителей расположены в диапазоне от 600 до 900 нм.
Пример 6. Электролюминесцентный полимерный нанокомпозитный материал на основе J-агрегатов порфиринов готовят в несколько этапов. Навеску полианилина растворяют в воде из расчета 95 мас.% полианилина к 5 мас.% порфирина заместителями. Далее при комнатной температуре в раствор полианилина вводят порошок порфирина в указанном выше количестве. Раствор меняет окраску в результате перехода молекул порфирина в нанокристаллическую фазу. Процесс контролируют спектрофотометрически. Перед поливом раствора на токопроводящую подложку последнюю подвергают тщательной очистке. В качестве подложек используют стеклянные пластины с нанесенным прозрачным слоем In2O3/SnO2 (Balzers или Donally Corp.) с сопротивлением 16-20 Ом/квадрат, которые до полива раствора последовательно очищают в УЗ-ванне с раствором детергента, смесью изопропанол/деионированная вода (объем 1:1), толуолом, депонированной водой и ацетоном. На последнем этапе очистки поверхность In2O3/SnO2 подвергают воздействию кислородной плазмы. Полив осуществляют способом "spin coating" на центрифуге при скорости вращения от 800 до 3000 об/мин. Полученный слой высушивают на форвакууме при температуре 40°С в течение 60 мин. Для формирования металлического катода сверху на слой композита напыляют кальций или алюминий при вакууме 5×10-6 Торр. Толщина слоя катода составляет 100-150 нм. Площадь каждого устройства составляет 6 мм2. Эффективность излучения электролюминесценции до 0,01 лм/Вт при потенциале 15 В. Измерения проводят в атмосфере аргона. Максимумы спектров электролюминесценции нанокомпозитов на основе порфиринов расположены в диапазоне от 650 до 900 нм в зависимости от строения исходных молекул порфиринов.
ЛИТЕРАТУРА
1. Mal'tsev, et al. Appl. Phys. Lett. 1998. V. 73. N 25. Р. 3641-3643.
2. Mal'tsev et al. Proceedings SPIE 1999, V. 3797, P. 31.
3. Mal'tsev, et al. Appl. Phys. Lett. 1999, V. 75, N 13. Р. 1896-1898.
4. Maltsev, et al. Appl. Phys. Lett. 81 (2002) 3088.
5. J-aggregates /Ed. T.Kobayashi. - World Scientific, Singapore, 1966.
6. Carter, et al. Appl. Phys. Lett. 71 (1997) 1145-1147.
7. Mattoussi, et al. J. Appl. Phys., 83 (1998) 7965-7974.
8. Que, et al. Appl. Phys. Lett. 73 (1998) 2727-2729.
9. US Patent 6593688.
10. US Patent 5652083.
11. US Patent 5614353.
12. US Patent 5612712.
13. US Patent 5601966.
14. US Patent 6194540.
15. US Patent 6010645.
16. US Patent 5370825.
17. Mal'tsev, et al. IS&Ts NIP 16 (2000) 326.
18. Mal'tsev, et al. Mol. Cryst. and Liq. Cryst., 361 (2001) 217.
19. Tameev, et al. Proceedings of SPIE 4105 (2001) 443.
20. von Berlepsch, et al. J. Phys. Chem. В 106 (2002) 3146.
21. Antoniadis et al., Appl. Phys. Lett. 65 (1994) 2030-2032.
22. Friend et al., Nature 397 (1999) 121-128.
23. Leising et al., Synth. Met. 91 (1997) 41-47.
24. Mal'tsev et al., Appi. Phys. Lett. 71 (1997) 3480-3482.
25. Pei et al., J. Am. Chem. Soc. 118 (1996) 7416-7417.
26. Berggren et al., Nature 372 (1994) 444-446.
27. Strukelj et al., Science 267 (1995) 1969-1972.
28. Greenham et al., Nature 365 (1993) 628-630.
29. Cui et al., Macromolecules 32 (1999) 3824-3826.
30. Dailey et al., J. Phys.-Condens. Matter 10 (1998) 5171- 5178.
31. Jenekhe et al., Chem. Mater. 9 (1997) 409-412.

Claims (1)

  1. Электролюминесцентный полимерный материал, включающий полимер и электролюминесцирующий органический компонент, отличающийся тем, что в качестве полимера использован водорастворимый полианилин с электронно-дырочной проводимостью, а в качестве электролюминесцирующего органического компонента использован в форме J-агрегатов цианиновый краситель, или скварилиевый краситель, или порфирин при соотношении компонентов, мас.%:
    Водорастворимый полианилин 50-99,5 Органический компонент в форме J - агрегатов 50-0,5
RU2003133971/15A 2003-11-21 2003-11-21 Электролюминесцентный полимерный нанокомпозитный материал RU2261890C2 (ru)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003133971/15A RU2261890C2 (ru) 2003-11-21 2003-11-21 Электролюминесцентный полимерный нанокомпозитный материал
US10/981,566 US7491451B2 (en) 2003-11-21 2004-11-05 Electroluminescent polymer nanocomposite material, method of manufacturing the same and organic light emitting display apparatus having the same
KR1020040090168A KR101048373B1 (ko) 2003-11-21 2004-11-06 전계 발광 고분자 나노복합재료 및 이의 제조방법, 및이를 포함하는 유기발광 표시장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003133971/15A RU2261890C2 (ru) 2003-11-21 2003-11-21 Электролюминесцентный полимерный нанокомпозитный материал

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2003133971A RU2003133971A (ru) 2005-05-27
RU2261890C2 true RU2261890C2 (ru) 2005-10-10

Family

ID=34709468

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2003133971/15A RU2261890C2 (ru) 2003-11-21 2003-11-21 Электролюминесцентный полимерный нанокомпозитный материал

Country Status (3)

Country Link
US (1) US7491451B2 (ru)
KR (1) KR101048373B1 (ru)
RU (1) RU2261890C2 (ru)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2462793C2 (ru) * 2007-12-28 2012-09-27 Юниверсите Де Ля Медитерране Экс-Марсель Ii Гибридные нанокомпозиционные материалы
RU2608487C2 (ru) * 2011-07-13 2017-01-18 Филипс Лайтинг Холдинг Б.В. Преобразующий длину волны элемент
RU2681156C2 (ru) * 2014-08-01 2019-03-04 Секисуй Кемикал Ко., Лтд. Межслоевая пленка для ламинированного стекла, а также ламинированное стекло
RU2681154C2 (ru) * 2014-08-01 2019-03-04 Секисуй Кемикал Ко., Лтд. Межслоевая пленка для ламинированного стекла, а также ламинированное стекло
RU213398U1 (ru) * 2022-03-08 2022-09-09 Общество с ограниченной ответственностью "ЭнергоСмартТех" Электрохромное устройство на основе гибридного WO3/rGO катода и прозрачного противоэлектрода ITO на гибкой полимерной подложке

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES2486890B1 (es) 2013-02-18 2016-04-20 Universitat De València Capa electroluminiscente para un dispositivo optoelectrónico
CN103265699B (zh) * 2013-05-08 2015-11-18 上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司 一种纳米二氧化锡修饰聚苯胺纳米管的制备方法
GB201721675D0 (en) * 2017-12-21 2018-02-07 Sumitomo Chemical Co Composition

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7166241B1 (en) * 1993-03-03 2007-01-23 International Business Machines Corporation Water-soluble electrically conducting polymers, their synthesis and use
JP4043135B2 (ja) * 1999-03-29 2008-02-06 株式会社東芝 機能素子および多成分多相系高分子成形体
US7086918B2 (en) * 2002-12-11 2006-08-08 Applied Materials, Inc. Low temperature process for passivation applications

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
YOUICHI SAKAKIBARA et al. Red electrominescence and photoluminescence properties of a reduced porphyrin compound. Tetraphenylchlorin. Thin Solid Films. 2000, v.363, № 1-2, p.29-32, реферат. *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2462793C2 (ru) * 2007-12-28 2012-09-27 Юниверсите Де Ля Медитерране Экс-Марсель Ii Гибридные нанокомпозиционные материалы
RU2608487C2 (ru) * 2011-07-13 2017-01-18 Филипс Лайтинг Холдинг Б.В. Преобразующий длину волны элемент
RU2681156C2 (ru) * 2014-08-01 2019-03-04 Секисуй Кемикал Ко., Лтд. Межслоевая пленка для ламинированного стекла, а также ламинированное стекло
RU2681154C2 (ru) * 2014-08-01 2019-03-04 Секисуй Кемикал Ко., Лтд. Межслоевая пленка для ламинированного стекла, а также ламинированное стекло
RU213398U1 (ru) * 2022-03-08 2022-09-09 Общество с ограниченной ответственностью "ЭнергоСмартТех" Электрохромное устройство на основе гибридного WO3/rGO катода и прозрачного противоэлектрода ITO на гибкой полимерной подложке

Also Published As

Publication number Publication date
RU2003133971A (ru) 2005-05-27
KR20050049344A (ko) 2005-05-25
KR101048373B1 (ko) 2011-07-11
US7491451B2 (en) 2009-02-17
US20050147845A1 (en) 2005-07-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108611591B (zh) 用于在表面上沉积导电覆层的方法
US9054317B2 (en) Multilayer organic device
US20040224182A1 (en) Backlight polar organic light-emitting device
KR20060018583A (ko) 반도체 나노결정을 함유하는 백색 발광 유·무기하이브리드 전기 발광 소자
US7948163B2 (en) Small molecule/polymer organic light emitting device capable of white light emission
Halim et al. Control of colour and charge injection in conjugated dendrimer/polypyridine bilayer LEDs
Dokiya et al. Organic Light-Emitting Diodes with Heterojunction of Thiophene/Phenylene Co-Oligomer Derivatives
RU2261890C2 (ru) Электролюминесцентный полимерный нанокомпозитный материал
US20210296622A1 (en) Light emitting fibers
Zhang et al. Efficient red phosphorescent organic light emitting diodes based on solution processed all-inorganic cesium lead halide perovskite as hole transporting layer
Hanack et al. Influence of the cyano-group on the optical properties of oligomeric PPV-derivatives
KR0154995B1 (ko) 박막전계발광소자
Suzuki et al. Electroluminescent features of oligothiophenes dispersed as a dopant in host matrices
JP2013543655A (ja) 有機電界発光素子及びその製造方法
Sosa-Ortiz et al. Fabrication and characterization of an organic light-emitting diode based on Langmuir–Blodgett films using oligo (phenylenevinylene) derivatives
Hamidabadi et al. Solution-processed multilayer OLEDs with wide bandgap host
Wang et al. Progress on the optoelectronic functional organic crystals
JP3664069B2 (ja) 有機電界発光素子
JPH0711249A (ja) 薄膜電界発光素子およびその製造方法
JP2005101017A (ja) 有機電界発光素子
EP1147563B1 (en) Organic light emitting material and device
Friend Organic materials for large area electronics
FR2904474A1 (fr) Diodes organiques electroluminescentes blanches a base de molecules derivees du phosphole
KR100280960B1 (ko) 안정성이우수한색변조유기전기발광소자및그의제조방법
KR100277486B1 (ko) 색조정이가능한유기전기발광소자

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20151122