RU2528128C1 - Method of manufacturing organic light-emitting diode - Google Patents

Method of manufacturing organic light-emitting diode Download PDF

Info

Publication number
RU2528128C1
RU2528128C1 RU2013110202/28A RU2013110202A RU2528128C1 RU 2528128 C1 RU2528128 C1 RU 2528128C1 RU 2013110202/28 A RU2013110202/28 A RU 2013110202/28A RU 2013110202 A RU2013110202 A RU 2013110202A RU 2528128 C1 RU2528128 C1 RU 2528128C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
organic
emitting diode
layer
organic light
microspikes
Prior art date
Application number
RU2013110202/28A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2013110202A (en
Inventor
Юрий Сергеевич Жидик
Павел Ефимович Троян
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники"
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 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники"
Priority to RU2013110202/28A priority Critical patent/RU2528128C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2528128C1 publication Critical patent/RU2528128C1/en
Publication of RU2013110202A publication Critical patent/RU2013110202A/en

Links

Landscapes

  • Electroluminescent Light Sources (AREA)

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: light-emitting diode contains a transparent or a partly transparent substrate with an applied on it layered structure, which contains at least one organic electroluminescent layer and transport sublayers from organic substances of n- and p-types of conductivity, located on the borders of an electroluminescent layer-contact layer. An organic layered structure is placed between the lower cathode, on the surface of which a system of microspikes is formed, and the upper anode, made of the ITO film also with the formed system of microspikes.
EFFECT: providing a possibility of increasing a level and evenness of injection of carriers, realisation of the product, meeting the requirements as to brightness of luminescence and operation characteristics, without complication of technology, and provision of a possibility to apply easily available metals.
1 dwg

Description

Изобретение относится к технологии изготовления органических светоизлучающих диодов (OLED) и может быть использовано при создании альтернативных источников освещения и OLED-дисплеев.The invention relates to the technology of manufacturing organic light emitting diodes (OLED) and can be used to create alternative light sources and OLED displays.

Известно органическое электролюминесцентное устройство [1], включающее в себя пакет органических слоев для генерации света, частично прозрачный верхний электрод и материал-основу с нанесенным на него проводящим подслоем металла в качестве нижнего электрода. Особенность рассматриваемого устройства заключается в том, что его большая площадь излучения обеспечивается набором большого количества фрагментов малой площади. Это обуславливает равномерное распределение яркости по всей площади излучающей поверхности, которое обеспечивает стабильные характеристики в течение срока службы.Known organic electroluminescent device [1], which includes a package of organic layers for generating light, a partially transparent upper electrode and a base material with a conductive metal sublayer deposited on it as the lower electrode. A feature of the device in question is that its large radiation area is provided by a set of a large number of fragments of a small area. This leads to a uniform distribution of brightness over the entire area of the radiating surface, which provides stable characteristics during the service life.

Также известен способ изготовления органического светодиода [2] (ближайший аналог), включающий несущую основу, выполненную в виде стеклянной или пластмассовой подложки с размещенным на ней прозрачным слоем анода. На аноде расположен слой органического вещества с дырочной проводимостью (дырочно-транспортный слой), затем следуют органический излучающий (эмиссионный) слой, органический слой с электронной проводимостью (электронно-транспортный слой). Функцию электронно-транспортного слоя может одновременно выполнять эмиссионный слой. Поверх органических слоев расположен слой катода. Катод выполнен из композиционного материала, содержащего иттербий, допированный тулием или европием в количестве не менее 10%. Использование такого материала катода позволяет получить высокие технические характеристики прибора: напряжение включения составляет 4.3-4.6 В, рабочее напряжение при яркости 150 кд/м2, что соответствует яркости работающего монитора, 4.5-5.5 В, эффективность свечения - 2.21-3.41 лм/Вт.Also known is a method of manufacturing an organic light emitting diode [2] (the closest analogue), comprising a carrier base made in the form of a glass or plastic substrate with a transparent layer of anode placed on it. A layer of organic matter with hole conductivity (hole transport layer) is located on the anode, followed by an organic emitting (emission) layer, an organic layer with electron conductivity (electron transport layer). The function of the electron transport layer can be simultaneously performed by the emission layer. Above the organic layers is a cathode layer. The cathode is made of a composite material containing ytterbium doped with thulium or europium in an amount of at least 10%. The use of such a cathode material allows to obtain high performance unit: turn-on voltage of 4.3-4.6 V, the operating voltage at brightness of 150 cd / m 2, which corresponds to the brightness running monitor, 4.5-5.5 V, the luminescence efficiency - 2.21-3.41 lm / W.

Существенным недостатком данного способа является то, что катод выполнен из экзотических и дорогостоящих металлов, что, несомненно, увеличит стоимость итогового изделия и сложность технологии его формирования.A significant disadvantage of this method is that the cathode is made of exotic and expensive metals, which will undoubtedly increase the cost of the final product and the complexity of the technology of its formation.

Задача, на решение которой направлено заявленное изобретение, заключаются в реализации изделия, отвечающего современным требованиям по яркости свечения и рабочим характеристикам, при этом не усложняя технологию его изготовления.The problem to which the claimed invention is directed is to implement a product that meets modern requirements for brightness and performance, while not complicating the technology of its manufacture.

Поставленная задача решается за счет использования в качестве катода для органического светодиода композиции: алюминий плюс материал с низкой работой выхода (например, Ва, Cs, Mg или LiF) с системой микроострий на поверхности, обращенной к органическому материалу. Анод выполняется на основе пленки ITO также с сформированной методом литографии системой микроострий, обращенных в сторону слоя органического материала.The problem is solved by using as a cathode for an organic LED a composition: aluminum plus a material with a low work function (for example, Ва, Cs, Mg or LiF) with a system of micropoints on the surface facing the organic material. The anode is made on the basis of ITO film also with a system of micropoints formed by the lithography method facing the layer of organic material.

Сущность изобретения поясняется чертежом. На чертеже изображен общий вид заявленного устройства.The invention is illustrated in the drawing. The drawing shows a General view of the claimed device.

Устройство содержит подложку 1, на которую последовательно наносятся следующие слои: катод 2 с системой микроострий на поверхности; органические транспортные и электролюминесцентный слои 3; верхний электрод 4, выполненный из оптически прозрачного для сгенерированного светового излучения 5 оксида In2O3.The device comprises a substrate 1, on which the following layers are successively applied: cathode 2 with a system of micropoints on the surface; organic transport and electroluminescent layers 3; an upper electrode 4 made of an In 2 O 3 oxide that is optically transparent to the generated light radiation 5.

Работа устройства осуществляется следующим образом. При пропускании тока в прямом направлении в органическом электролюминесцентном слое 3 происходит рекомбинация электронов и дырок, инжектирующих соответственно из слоев 2 и 4, которая сопровождается излучением квантов света 5. Яркость свечения диода определяется величиной потока инжектированных электронов из катода и дырок из анода. Так как механизм инжекции обусловлен эмиссией Шоттки (надбарьерная эмиссия) и термоавтоэлектронной эмиссией, то для повышения уровня и равномерности инжекции необходимо иметь малую высоту барьера на границе электрод - органический люминофор и наличие сильного электрического поля. В связи с этим на одном или обоих электродах создается система микроострий с определенной геометрией.The operation of the device is as follows. When the current is transmitted in the forward direction in the organic electroluminescent layer 3, electrons and holes recombine, injecting from layers 2 and 4, respectively, which is accompanied by emission of light quanta 5. The brightness of the diode is determined by the magnitude of the flux of injected electrons from the cathode and holes from the anode. Since the injection mechanism is due to Schottky emission (over-barrier emission) and thermoelectronic emission, to increase the level and uniformity of injection, it is necessary to have a small height of the barrier at the electrode – organic phosphor interface and the presence of a strong electric field. In this regard, a system of micropoints with a certain geometry is created on one or both electrodes.

Предлагаемый способ изготовления органического светоизлучающего диода может быть осуществлен следующим образом. Тонкопленочная система слоев органического светодиода наносится в вакууме на металлическую или диэлектрическую подложку (медь, стекло, сапфир), имеющую 13-14 класс обработки. Перед нанесением тонкопленочных элементов подложка тщательно очищается путем последовательной промывки в ультразвуковой ванне, в моющей хромовой смеси и в очищенной воде. В вакууме 10-5 мм рт.ст. при температуре подложки +300°С наносится слой алюминия толщиной 1500-2000 А методом термического испарения, затем слой металла с низкой работой выхода (Ва, Cs, Mg). Далее на поверхности нанесенного катода формируется упорядоченная система микроострий с помощью электронно-лучевой литографии. Расстояние между остриями 500 нм, плотность их размещения на поверхности 107-108 шт./см2. Пленки органических слоев наносятся методом центрифугирования, заключающимся в накапывании раствора органического вещества на вращающуюся подложку, в результате чего получается равномерная пленка заданной толщины, покрывающая всю подложку. Последним этапом является нанесение прозрачного электропроводящего слоя оксида индия, допированного оловом (ITO) толщиной 2500 А методом магнетронного распыления мишени.The proposed method of manufacturing an organic light emitting diode can be carried out as follows. A thin-film system of layers of an organic LED is applied in a vacuum to a metal or dielectric substrate (copper, glass, sapphire) having a processing class of 13-14. Before applying thin-film elements, the substrate is thoroughly cleaned by sequential washing in an ultrasonic bath, in a washing chromium mixture and in purified water. In a vacuum of 10 -5 mm Hg at a substrate temperature of + 300 ° C, a layer of aluminum with a thickness of 1500-2000 A is applied by thermal evaporation, then a layer of metal with a low work function (Ba, Cs, Mg). Then, an ordered system of micropoints is formed on the surface of the deposited cathode using electron beam lithography. The distance between the tips of 500 nm, the density of their placement on the surface of 10 7 -10 8 pieces / cm 2 . Films of organic layers are applied by centrifugation, which consists in the accumulation of a solution of organic matter on a rotating substrate, resulting in a uniform film of a given thickness, covering the entire substrate. The last step is the deposition of a transparent electrically conductive layer of indium oxide doped with tin (ITO) 2500 A thick by the method of magnetron sputtering of the target.

Список использованных источниковList of sources used

1. Янг Э.В.А., Бернер Х.Ф. Органическое электролюминесцентное устройство. Патент РФ №2414018 на изобретение по заявке №2008129758/28 от 08.12.2006. Опубл. в БИ №7 от 10.03.2011.1. Young E.V.A., Berner H.F. Organic electroluminescent device. RF patent No. 2414018 for the invention according to the application No. 2008129758/28 of 08/08/2006. Publ. in BI No. 7 of 03/10/2011.

2. Бочкарев М.Н., Каткова М.А., Ильичев В.А. Органический светоизлучающий диод. Патент РФ №2352028 на изобретение по заявке №2007143118/28 от 23.11.2007. Опубл. в БИ№10 от 10.04.2009.2. Bochkarev M.N., Katkova M.A., Ilyichev V.A. Organic light emitting diode. RF patent No. 2352028 for the invention according to application No. 2007143118/28 of 11.23.2007. Publ. in BI No. 10 of 04/10/2009.

Claims (1)

Органический светоизлучающий диод, содержащий несущую основу, выполненную в виде металлической или диэлектрической подложки с нанесенными на нее металлическим катодом, транспортными и электролюминесцентным органическими слоями и прозрачным анодом, отличающийся тем, что, с целью повышения уровня и равномерности инжекции носителей зарядов из электродов в транспортные и органические слои, на поверхностях электродов, обращенных к органическому материалу, с помощью электронно-лучевой литографии сформированы упорядоченные системы микроострий, расстояние между остриями 500 нм, плотность их размещения на поверхности 107-108 шт./см2. An organic light-emitting diode containing a carrier base made in the form of a metal or dielectric substrate coated with a metal cathode, transport and electroluminescent organic layers and a transparent anode, characterized in that, in order to increase the level and uniformity of injection of charge carriers from the electrodes into transport and organic layers, on the surfaces of the electrodes facing the organic material, ordered electron micrographs are formed using electron beam lithography points, the distance between the points 500 nm, the density of their placement on the surface of 10 7 -10 8 pcs / cm 2 .
RU2013110202/28A 2013-03-06 2013-03-06 Method of manufacturing organic light-emitting diode RU2528128C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013110202/28A RU2528128C1 (en) 2013-03-06 2013-03-06 Method of manufacturing organic light-emitting diode

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013110202/28A RU2528128C1 (en) 2013-03-06 2013-03-06 Method of manufacturing organic light-emitting diode

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2528128C1 true RU2528128C1 (en) 2014-09-10
RU2013110202A RU2013110202A (en) 2014-09-20

Family

ID=51540249

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013110202/28A RU2528128C1 (en) 2013-03-06 2013-03-06 Method of manufacturing organic light-emitting diode

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2528128C1 (en)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1256989A2 (en) * 2001-05-10 2002-11-13 Eastman Kodak Company Organic light emitting diode with high contrast ratio
US20030174551A1 (en) * 2000-04-12 2003-09-18 Georg Wittmann Method for producing organic light-emitting diodes
US20070159080A1 (en) * 2002-11-22 2007-07-12 Luxell Technologies, Inc. Transparent-cathode for top-emission organic light-emitting diodes
US7456562B2 (en) * 2006-01-17 2008-11-25 Meiso Yokoyama Field emission organic light emitting diode
RU2352028C1 (en) * 2007-11-23 2009-04-10 Учреждение Российской академии наук Институт металлоорганической химии им.Г.А.Разуваева РАН Organic light-emitting diode
US7622864B2 (en) * 2005-09-30 2009-11-24 Samsung Electronics Co., Ltd. Method of manufacturing an organic light emitting diode
RU2414018C2 (en) * 2005-12-19 2011-03-10 Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. Organic electroluminescent device
US20120261710A1 (en) * 2011-04-18 2012-10-18 Samsung Mobile Display Co., Ltd. Organic light emitting diode lighting apparatus

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030174551A1 (en) * 2000-04-12 2003-09-18 Georg Wittmann Method for producing organic light-emitting diodes
EP1256989A2 (en) * 2001-05-10 2002-11-13 Eastman Kodak Company Organic light emitting diode with high contrast ratio
US20070159080A1 (en) * 2002-11-22 2007-07-12 Luxell Technologies, Inc. Transparent-cathode for top-emission organic light-emitting diodes
US7622864B2 (en) * 2005-09-30 2009-11-24 Samsung Electronics Co., Ltd. Method of manufacturing an organic light emitting diode
RU2414018C2 (en) * 2005-12-19 2011-03-10 Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. Organic electroluminescent device
US7456562B2 (en) * 2006-01-17 2008-11-25 Meiso Yokoyama Field emission organic light emitting diode
RU2352028C1 (en) * 2007-11-23 2009-04-10 Учреждение Российской академии наук Институт металлоорганической химии им.Г.А.Разуваева РАН Organic light-emitting diode
US20120261710A1 (en) * 2011-04-18 2012-10-18 Samsung Mobile Display Co., Ltd. Organic light emitting diode lighting apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
RU2013110202A (en) 2014-09-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8927325B2 (en) Method for producing an organic radiation-emitting component and organic radiation-emitting component
US8021710B2 (en) Electronic device having an electrode with enhanced injection properties
US8791490B2 (en) Organic light-emitting diode, contact arrangement and method for producing an organic light-emitting diode
US9722211B2 (en) Organic light-emitting device
EP2498316A1 (en) Flexible display device and manufacturing method thereof
WO2013125352A1 (en) Organic electronic element and method for manufacturing organic electronic element
CN1489419A (en) Method for manufacturing organic electroluminescent display device
KR20110021260A (en) Organic light emitting diode lighting apparatus
KR101780893B1 (en) Electro luminescence device included in lighting apparatus and method of manufacturing the same
RU2528128C1 (en) Method of manufacturing organic light-emitting diode
WO2011093146A1 (en) Organic el device
JP2009076544A (en) Organic el element
JP2010108652A (en) Manufacturing method of organic electroluminescent element
KR20100137396A (en) Organic lighting device
CN104992961A (en) Organic electroluminescent transistor array substrate and manufacturing method thereof, and display device
US11943948B2 (en) Light emitting device
Udhiarto et al. Fabrication of Organic Light Emitting Diode using a Vacuum Free Lamination Method on Different Anode and Substrate Materials
Li Performance Enhancement of Organic Light-Emitting Diodes with an Inorganically Doped Hole Transport Layer
WO2007042956A1 (en) Voltage-operated layer arrangement
Kim et al. Performance of Alq3-based Organic Light-Emitting Diode Fabricated under Light Irradiation
KR20110104269A (en) Large area transparent organic light emitting diodes
KR20130025613A (en) Organic light emitting diode and method of fabricating the same
TW201125432A (en) Organic EL device and manufacturing method of electrode for organic EL device, illuminating device and method for manufacturing illuminating device
JP2010040444A (en) Organic electroluminescent element
Lee et al. Effect of Ag Capping Layer on the Emission Characteristics of Transparent Organic Light-emitting Devices with Ca/Ag Double-layer Cathodes

Legal Events

Date Code Title Description
QB4A Licence on use of patent

Free format text: LICENCE

Effective date: 20150212

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20170307