SE534257C2 - En ljusemitterande elektrokemisk anordning, ett system innefattande en sådan anordning samt användning av en sådan anordning - Google Patents
En ljusemitterande elektrokemisk anordning, ett system innefattande en sådan anordning samt användning av en sådan anordningInfo
- Publication number
- SE534257C2 SE534257C2 SE0950800A SE0950800A SE534257C2 SE 534257 C2 SE534257 C2 SE 534257C2 SE 0950800 A SE0950800 A SE 0950800A SE 0950800 A SE0950800 A SE 0950800A SE 534257 C2 SE534257 C2 SE 534257C2
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- light emitting
- emitting component
- component according
- cathode
- anode
- Prior art date
Links
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 72
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 72
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 claims description 64
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 32
- -1 poly (1,4-phenylene) Polymers 0.000 claims description 26
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims description 23
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 15
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 14
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims description 13
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 12
- 229920003171 Poly (ethylene oxide) Polymers 0.000 claims description 11
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 10
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 7
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 claims description 6
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 claims description 5
- 229920000123 polythiophene Polymers 0.000 claims description 5
- 229920000265 Polyparaphenylene Polymers 0.000 claims description 4
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 claims description 4
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 4
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 4
- DHDHJYNTEFLIHY-UHFFFAOYSA-N 4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline Chemical compound C1=CC=CC=C1C1=CC=NC2=C1C=CC1=C(C=3C=CC=CC=3)C=CN=C21 DHDHJYNTEFLIHY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229920000109 alkoxy-substituted poly(p-phenylene vinylene) Polymers 0.000 claims description 3
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 3
- 239000007784 solid electrolyte Substances 0.000 claims description 3
- 239000004721 Polyphenylene oxide Substances 0.000 claims description 2
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 claims description 2
- 239000011245 gel electrolyte Substances 0.000 claims description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 2
- 239000002608 ionic liquid Substances 0.000 claims description 2
- 239000011244 liquid electrolyte Substances 0.000 claims description 2
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229920000570 polyether Polymers 0.000 claims description 2
- 229920001451 polypropylene glycol Polymers 0.000 claims description 2
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 claims description 2
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 claims description 2
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052701 rubidium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 claims description 2
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 claims description 2
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims 1
- 229910020366 ClO 4 Inorganic materials 0.000 claims 1
- 241000047703 Nonion Species 0.000 claims 1
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 claims 1
- UHPJWJRERDJHOJ-UHFFFAOYSA-N ethene;naphthalene-1-carboxylic acid Chemical compound C=C.C1=CC=C2C(C(=O)O)=CC=CC2=C1 UHPJWJRERDJHOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 150000003949 imides Chemical class 0.000 claims 1
- ZUNJOBWBSODSMD-UHFFFAOYSA-N oxirane;terephthalic acid Chemical compound C1CO1.OC(=O)C1=CC=C(C(O)=O)C=C1 ZUNJOBWBSODSMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000005060 rubber Substances 0.000 claims 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000010408 film Substances 0.000 description 12
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 11
- 239000011149 active material Substances 0.000 description 8
- ROFVEXUMMXZLPA-UHFFFAOYSA-N Bipyridyl Chemical compound N1=CC=CC=C1C1=CC=CC=N1 ROFVEXUMMXZLPA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229920001940 conductive polymer Polymers 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 5
- 238000004246 ligand exchange chromatography Methods 0.000 description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- 239000010406 cathode material Substances 0.000 description 4
- 229920000547 conjugated polymer Polymers 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 239000010405 anode material Substances 0.000 description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 3
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 3
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 3
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 3
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 3
- 229920002098 polyfluorene Polymers 0.000 description 3
- 229920001609 Poly(3,4-ethylenedioxythiophene) Polymers 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 2
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 description 2
- 210000003850 cellular structure Anatomy 0.000 description 2
- JHIVVAPYMSGYDF-UHFFFAOYSA-N cyclohexanone Chemical compound O=C1CCCCC1 JHIVVAPYMSGYDF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 2
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 229920001467 poly(styrenesulfonates) Polymers 0.000 description 2
- 229920000867 polyelectrolyte Polymers 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 2
- YYMBJDOZVAITBP-UHFFFAOYSA-N rubrene Chemical compound C1=CC=CC=C1C(C1=C(C=2C=CC=CC=2)C2=CC=CC=C2C(C=2C=CC=CC=2)=C11)=C(C=CC=C2)C2=C1C1=CC=CC=C1 YYMBJDOZVAITBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000007086 side reaction Methods 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000003381 solubilizing effect Effects 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000298 Cellophane Polymers 0.000 description 1
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 1
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 1
- KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N Ruthenium Chemical compound [Ru] KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 1
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 1
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 1
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 1
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 1
- 229910001914 chlorine tetroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 150000003983 crown ethers Chemical class 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 239000012776 electronic material Substances 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 229920002457 flexible plastic Polymers 0.000 description 1
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 1
- 231100001261 hazardous Toxicity 0.000 description 1
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 description 1
- GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N iridium atom Chemical compound [Ir] GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000008204 material by function Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 1
- VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-M perchlorate Chemical compound [O-]Cl(=O)(=O)=O VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 description 1
- 229920000767 polyaniline Polymers 0.000 description 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 1
- 229920000128 polypyrrole Polymers 0.000 description 1
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 1
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 1
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 description 1
- 150000003384 small molecules Chemical class 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 239000012780 transparent material Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M14/00—Electrochemical current or voltage generators not provided for in groups H01M6/00 - H01M12/00; Manufacture thereof
- H01M14/005—Photoelectrochemical storage cells
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y10/00—Nanotechnology for information processing, storage or transmission, e.g. quantum computing or single electron logic
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y40/00—Manufacture or treatment of nanostructures
-
- H01L33/42—
-
- H01L51/0045—
-
- H01L51/5234—
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10H—INORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
- H10H20/00—Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
- H10H20/80—Constructional details
- H10H20/83—Electrodes
- H10H20/832—Electrodes characterised by their material
- H10H20/833—Transparent materials
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K50/00—Organic light-emitting devices
- H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
- H10K50/11—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers
- H10K50/12—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers comprising dopants
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K50/00—Organic light-emitting devices
- H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
- H10K50/11—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers
- H10K50/135—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers comprising mobile ions
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K50/00—Organic light-emitting devices
- H10K50/80—Constructional details
- H10K50/805—Electrodes
- H10K50/82—Cathodes
- H10K50/828—Transparent cathodes, e.g. comprising thin metal layers
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
- H10K85/20—Carbon compounds, e.g. carbon nanotubes or fullerenes
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K2102/00—Constructional details relating to the organic devices covered by this subclass
- H10K2102/301—Details of OLEDs
- H10K2102/302—Details of OLEDs of OLED structures
- H10K2102/3023—Direction of light emission
- H10K2102/3031—Two-side emission, e.g. transparent OLEDs [TOLED]
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K2102/00—Constructional details relating to the organic devices covered by this subclass
- H10K2102/301—Details of OLEDs
- H10K2102/311—Flexible OLED
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K50/00—Organic light-emitting devices
- H10K50/80—Constructional details
- H10K50/805—Electrodes
- H10K50/81—Anodes
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
- H10K85/10—Organic polymers or oligomers
- H10K85/111—Organic polymers or oligomers comprising aromatic, heteroaromatic, or aryl chains, e.g. polyaniline, polyphenylene or polyphenylene vinylene
- H10K85/113—Heteroaromatic compounds comprising sulfur or selene, e.g. polythiophene
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
- H10K85/10—Organic polymers or oligomers
- H10K85/111—Organic polymers or oligomers comprising aromatic, heteroaromatic, or aryl chains, e.g. polyaniline, polyphenylene or polyphenylene vinylene
- H10K85/114—Poly-phenylenevinylene; Derivatives thereof
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
- H10K85/10—Organic polymers or oligomers
- H10K85/111—Organic polymers or oligomers comprising aromatic, heteroaromatic, or aryl chains, e.g. polyaniline, polyphenylene or polyphenylene vinylene
- H10K85/115—Polyfluorene; Derivatives thereof
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
- H10K85/30—Coordination compounds
- H10K85/341—Transition metal complexes, e.g. Ru(II)polypyridine complexes
- H10K85/344—Transition metal complexes, e.g. Ru(II)polypyridine complexes comprising ruthenium
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
- H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
- H10K85/615—Polycyclic condensed aromatic hydrocarbons, e.g. anthracene
- H10K85/622—Polycyclic condensed aromatic hydrocarbons, e.g. anthracene containing four rings, e.g. pyrene
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
- H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
- H10K85/649—Aromatic compounds comprising a hetero atom
- H10K85/657—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons
- H10K85/6572—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons comprising only nitrogen in the heteroaromatic polycondensed ring system, e.g. phenanthroline or carbazole
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Electroluminescent Light Sources (AREA)
Description
25 30 534 257 2 metaller med lågt utträdesarbete (ex. Ca), vilka är mycket reaktiva. En konsekvens av detta är att dessa material inte kan hanteras fràn lösning.
Behovet för en metall med lågt uträdesarbete som en av elektrodmaterialen i p-OLEDs representerar alltså ett allvarligt problem fràn både ett stabilitets- och tillverkningsperspektiv.
Dessutom måste åtminstone en av de två elektroderna i OLED- komponenter vara transparent; annars kan inte det skapade ljuset ta sig ut från komponenten. I OLEDs används vanligtvis ett transparent och ledande material kallat indium-tennoxid (ITO) som anod, men som material är ITO ej idealt. Ytan på ITO är typiskt väldigt ojämn och problem härstammande fràn forrnationen av "hot spots" och kortslutningar under användningen av OLEDs är välkänt inom området. Dessutom är mängden av indium i världen begränsat vilket leder till ett allt högre pris pà materialet. Slutligen kan komponenter bestående av metaller, inklusive indium och tenn, generellt sägas vara svåra att återvinna och ofta kräva speciella åtgärder vid deponering, etc.
För att summera situationen kring OLED-komponenter kan sägas att nuvarande generation ej kan tillverkas med enbart lösningsberedning av alla komponenter (dvs katoden, det aktiva materialet och anoden). Det aktiva materialet i sm-OLEDs kan typiskt inte hanteras från lösning, och funktionella p-OLEDs består av en katod som är reaktiv och icke lämplig för lösningsberedning. Dessutom är typiskt använda metallbaserade elektrodmaterial i OLED-komponenter ofta dyra, tunga, miljöfarliga och i några fall även giftiga.
I det sistnämnda fallet noterar vi att US20090017211A1 beskriver hur grafen/grafenoxid kan användas istället för ITO som anodmaterial i en OLED, men att ingen funktionell komponent demonstreras.
Ett sätt att överkomma nackdelarna med OLEDs är att addera en elektrolyt till det aktiva materialet och skapa en komponent kallad en ljusemitterande elektrokemisk cell, eller LEC. Den unika funktionen i LEC- komponenter baseras på mobila joner som är blandade med den ljusemitterande (polymer eller små-molekyl) organiska halvledaren. Dessa joner omfördelas under komponentanvändning för att tillåta en effektiv och 10 15 20 25 30 534 257 3 balanserad elektronisk laddningsinjektion som i sin tur eliminerar kraven på uträdsarbetena hos elektroderna.
En annan fördel hos LEC-komponenter är att tjockleken på det aktiva materialet (gapet mellan elektrodema) i vissa fall inte är kritiskt för att komponenten ska fungera optimalt, vilket det är i en OLED. Detta på grund av att de mobila jonerna i det aktiva materialet möjliggör elektrokemisk dopning av den organiska halvledaren. Ett exempel på oberoendet av tjocklek i LEC- komponenter är beskrivet i US5677546, där en plan ytcell-konfiguration med ett stort mikrometergap mellan elektrodema visas. Dessutom har Shin et al.
(Applied Physics Letters, 89, 013509. 2006) demonstrerat att plana ytcellkomponenter med enorma mm-avstånd separerandes identiska (med högt uträdesarbete och stabilitet) Au elektroder kan fungera med effektiv emission vid en låg applicerad spänning på 5 V.
LECs har dock andra problem. Till exempel kan de mobila jonema i LECs möjliggöra sidoreaktioner, både elektrokemiska och kemiska. Detta begränsar valet av användbara material i komponenten, speciellt för elektroderna. Som ett exempel på detta kan nämnas en artikel beskrivande elektrokemiska sidoreaktioner associerat med användandet av aluminium som elektrodmaterial (Shin et al. Electrochimica Acta, 52, pp. 6456-62, 2007).
Den elektrokemiska stabiliteten hos elektrodmaterialen följaktligen väldig viktig i LECs. Som ett resultat av detta har ingen LEC (eller OLED) demonstrerats där alla delar (katod, anod och aktivt material) tillverkats från lösning och där alla ingående material är metallfria, lättviktiga och kolbaserade.
Det finns därmed ett behov för en ljusemitterande komponent som lätt kan tillverkas och som inte har nackdelarna hos de tidigare typema av komponenter.
Sammanfattning Det är ett syfte med föreliggande handling att åstadkomma en förbättrad eller alternativ ljusemitterande komponent som eliminerar eller lindrar åtminstone några av nackdelarna hos de tidigare typema av kända komponenter. 10 15 20 25 30 534 257 4 Mer specifika syften inkluderar delgivningen av en ljusemitterande komponent som är enkel att tillverka, billig, lättviktig och som kan återvinnas effektivt.
Uppfinningen definieras med de bifogade oberoende patentkraven.
Konkretiseringar är delgivna i de bifogade beroende patentkraven och i den följande beskrivningen samt ritningar.
Enligt en första aspekt åstadkoms en ljusemitterande komponent innefattande en anod och en katod och ett ljusemitterande material i kontakt med samt separerande katoden och anoden. Katoden innefattar en ledande grafenfilm och/eller grafenoxidfilm.
Med "ledande grafen och/eller grafenoxid" är menat en grafen- och/eller grafenoxidfilm med egenskaper som tillåter materialet att vara elektriskt ledande.
Med "ljusemitterande material" är menat ett material som är kapabelt att emittera ljus då det utsätt för en spänningsskillnad.
Genom användandet av grafen är det möjligt att få en transparent katod som kan beredas från lösning ex. tillverkad genom trycknings- eller bestrykningstekniker. I detta sammanhang definieras transparent som åtminstone delvis transparent. Med andra ord är elektroderna av grafen (eller något annat material) synliga, men ändå tillåtande en signifikant del av ljuset genererat i komponenten att transmitteras till komponentens omgivning.
Det är noterat att lTO inte är ett praktiskt katodmaterial i en organisk ljusemitterande komponent. Ansluten negativ i en LEC-komponent reduceras det och blir brunfärgat samt minskar eller förlorar sin ledande förmåga. l OLEDs är lTO inte använt som katodmaterial på grund av dess höga utträdesarbete som förhindrar effektiv elektroninjektion.
I ett praktiskt exempel kan anoden innefatta ett lösningsberett ledande material. Som exempel kan anoden tillverkas fràn en transparent eller delvis transparent ledande polymer (TCP), som kan väljas från en grupp bestående av polytiofener, polypyrroler, polyaniliner, polyisotianaftalener, polyfluorener, polyfenylvinyler och ko-polymerer därav. Specifika icke-begränsande exempel inkluderar poly(3,4-etylendioxytiofen)poly(styrensulfonat) (PEDOT- PSS), PEDOT-tosylat och/eller andra genomskinliga eller delvis 10 15 20 25 30 534 257 5 genomskinliga ledande polymerer, och/eller blandningar därav. Anoden behöver inte vara transparent eftersom katoden är det.
Som ett alternativ kan anoden också innefatta ledande och/eller grafenoxid.
Genom användandet av TCP eller grafen som anod är det möjligt att helt byta ut den transparenta ITO-anoden med en anod som kan beredas från lösning, är lättviktig, kolbaserad och fri från metaller.
I ett praktiskt exempel innehåller det aktiva materialet en elektrolyt.
Alltså åstadkoms en ljusemitterande elektrokemisk cell (LEC) som är en praktisk komponent i vilket en sådan kombination av katod- och anodmaterial kan användas. LECs tillåter en komponentfunktion som är väsentligt oberoende av utträdesarbetena hos elektrodmaterialen och, i vissa fall, tjockleken hos det ljusemitterande materialet.
I ett praktiskt exempel kan en enkelt tryckt, billig, Iättviktig, ofarlig och robust komponent vara en LEC bestående av lösningsberedd TCP eller grafen som anod, lösningsberedd grafen som katod och ett lösningsberett ljusemitterande material.
Dessutom tillåter användandet av TCP eller grafen (eller lTO) som anod och grafen som katod en ljusemitterande komponentstruktur där båda elektroderna är transparenta.
Det ljusemitterande materialet kan innefatta ett en-komponent joniskt ljusemitterande material såsom Ru(bpy);2"(X')2 (där bpy är 2,2'-bipyridine och X' typiskt är en molekylär anjon såsom CIO; eller PFg) eller en jonisk konjugerad polymer (en konjugerad polyelektrolyt) såsom katjonisk polyfluoren, eller altemativt en blandning av ett sådant joniskt ljusemitterande och halvledande material med en elektrolyt.
Enligt ett praktiskt exempel kan det ljusemitterande och halvledande materialet innefatta en neutral ljusemitterande molekyl såsom rubren.
I ett annat praktiskt exempel kan det ljusemitterande materialet innefatta en ljusemitterande polymer.
Med "ljusemitterande polymer" menas en polymer som kan emittera ljus under användning av den ljusemitterande komponenten. Den ljusemitterande polymeren kan vara en konjugerad polymer. 10 15 20 25 30 534 25? 6 Den Ijusemitterande polymeren kan väljas från en grupp bestående av poly(para-fenylenvinylen (PPV), polyfluorenylen (PF), po|y(1,4-fenylen) (PP), polytiofen (PT) och neutrala och joniska derivat därav, och någon typ av ko- polymerstruktur därav.
I ett praktiskt exempel kan den Ijusemitterande polymeren vara en fenyl-substituerad PPV ko-polymer, såsom superyellow. l ett annat praktiskt exempel består den Ijusemitterande polymeren av po|y[2-metoxy-5-(2-ety|-hexyloxy)-1,4-fenylenvinylen] (MEH-PPV).
Elektrolyten i det Ijusemitterande materialet kan innefatta mobila joner vilket tillåter effektiv laddningsinjektion in i komponenten.
De mobila jonerna kan även tillåta en elektrokemisk dopning av det Ijusemitterande materialet vilket möjliggör komponenter med väldigt tjocka Ijusemitterande material (stora elektrodavstånd).
Med tjocka Ijusemitterande material menas Ijusemitterande material som har en tjocklek större än 300 nm, större än 400 nm eller större än 500 nm.
Elektrolyten kan innefatta en gel-elektrolyt.
Som alternativ, eller som komplement, kan elektrolyten innefatta en till största delen fast elektrolyt.
Elektrolyten kan innefatta en till största delen flytande elektrolyt.
Elektrolyten kan innefatta ett salt. Saltet kan innefatta åtminstone ett metallsalt, nämnda metallsalt innehåller en katjon såsom Li, Na, K, Rb, Mg, eller Ag, och en molekylär anjon, såsom CF3SO3, Cl04, or (CF3SO2)2N.
Elektrolyten i det Ijusemitterande materialet kan innefatta ett jonlösande material.
Det jonlösande materialet kan innefatta åtminstone ett polymermaterial.
Det jonlösande polymermaterialet kan väljas från en grupp bestående av poly(etylenoxid), poly(propy|enoxid), metoxyetoxy-etoxy substituerad polyfosfasan, och polyeterbaserad polyuretan, eller kombinationer därav.
Det jonlösande materialet kan innefatta åtminstone ett ickepolymeriskt jonlösande material såsom en kroneter.
Elektrolyten kan innefatta åtminstone en jonvätska. 10 15 20 25 30 534 257 7 I ett specifikt praktiskt exempel kan elektrolyten innefatta KCF3SO3 upplöst i poly(etylenoxid).
Det ljusemitterande materialet kan innefatta en surfaktant eller ett polymeriskt icke-jonlösande material såsom polystyren.
Elektroderna kan arrangeras till att åtminstone delvis överlappa varandra och täcka det ljusemitterande materialet i en så kallad sandwichkonfiguration. I ett sådant praktiskt exempel kan komponenten även innefatta en spaoer placerad så att ett förutbestämt avstånd mellan elektrodema bibehålls.
Komponenten kan bildas på ett substrat.
Substratet kan vara icke-flexibelt. Som exempel kan substratet innefatta ett glas eller ett glasliknande material.
Som alternativ kan substratet vara flexibelt. Som exempel kan substratet innefatta ett polymeriskt material.
Exempel på sådana material inkluderar åtminstone någon av po|y(etylentereftalat), poly(etylenenaftalat), poly(imid), poly(karbonat), eller kombinationer eller derivat därav.
Som alternativ kan substratet innefatta papper eller pappersliknande material.
Antingen anoden eller katoden, eller båda, kan vara direkt eller indirekt deponerade på substratet. l ett konkret exempel kan anoden anordnas närmare substratet än katoden. l ett annat konkret exempel kan katoden anordnas närmare substratet än anoden.
Elektroderna kan vara väsentligen fria från metall.
Enligt ett annat konkret exempel av den första aspekten kan det ljusemitterande materialet vara effektivt fritt från mobila joner.
Med denna typ av anordning àstadkoms en ljusemitterande diod med en grafenkatod.
Det ljusemitterande materialet kan här innefatta en fler-lagerstruktur, där ett lager intill katoden är dopat för att tillhandahålla en hög elektronisk konduktivitet. 10 15 20 25 30 534 257 8 Detta lager bredvid katoden kan innefatta en dopad små-molekyl- förening såsom Cs-dopad 4,7-difenyl-1,10-fenantrolin.
Enligt en andra aspekt är här delgivet användandet av ledande grafenfilm och/eller grafenoxidfilm som en katod i en ljusemitterande elektrokemisk cell och/eller en ljusemitterande diod.
Enligt en tredje aspekt är här delgivet ett system för ljusgenerering. innefattande: en ljusemitterande komponent som beskrivet och en spänningskälla kopplad till anoden och katoden.
Enligt en fjärde aspekt åstadkoms användande av en komponent eller ett system som beskrivet ovan för ljusgenerering.
Kortfattade beskrivning av ritningar Konkretiseringar av delgivna lösningar kommer nu att beskrivas genom exempel. med refereringar till medföljande schematiska ritningar och figurer med experimentella data.
Fig. 1a är en schematisk sido-vy av en vertikal sandwich-komponent.
Fig. 1b är en schematisk sido-vy av en plan yt-cells-komponent.
Fig. 2a och 2b visar strömmen och Ijusstyrkan som en funktion av spänning för en grafen/{superye||ow + PEO + KCF;SO3}IPEDOT-PSS sandwich-cell, med grafenelektroden kopplad som den negativa katoden.
Svephastigheten var 0.1 Vls och ljusstyrkan var mätt fràn grafensidan i 2a och från PEDOT-PSS-sidan i 2b.
Fig. 2c visar ett sidovyfotografi av grafen/{superye||ow + PEO -+ KCF3SO3}/PEDOT-PSS-skiktcell under användning med den negativa grafenkatoden till vänster.
Fig. 3 är ett fotografi av ljusemissionen från en grafen/{superye||ow + PEO + KCF38Ogj/PEDOT-PSS-komponent detekterad från den negativa grafenkatodsidan till vänster.
Fig. 4 visar strömmen och ljusstyrkan (mätt frän grafenkatodsidan) som en funktion av spänning för en grafen/{superye||ow + PEO + KCFaSOg/PEDOT-PSS-komponent, mätt med en svephastighet av 0.01 Vls, med grafenelektroden kopplad som den negativa katoden. 10 15 20 25 30 534 25? 9 Fig. 5 visar strömmen och ljusstyrkan (mätt från grafenanodsidan) som en funktion av spänning för en grafen/superyellowlCa-p-OLED-komponent med grafenelektroden kopplad som den positiva anoden.
Fig. 6 illustrerar en altemativ komponent, där katoden är placerad längre från substratet än anoden.
Beskrivning av utföringsformer I följande beskrivning kommer termen "grafen" att användas för att referera till ledande grafen och/eller grafenoxid.
US5682043; US5677546; US20080084158A1; Shao, Y., G.C. Bazan, och A.J. Heeger: Long lifetime polymer light-emitting electrochemical cells.
Advanced Materials, 2007, 19(3): sid. 365-+; och Cao, Y., et al.: Efficient, fast response light-emitting electrochemical cells: Electroluminescent and solid electrolyte polymers with interpenetrating network morphology, Applied Physics Letters, 1996. 68(23): sid. 3218-3220; Junfeng Fang, Piotr Matyba and Ludvig Edman: The Design and Realization of Flexible, Long-Lived Light- Emitting Electrochemical Cells. Advanced Functional Materials, 2009, 19 refereras till som generell bakgrundsinformation för tillverkningen av LECs.
Figurerna 1a-1b illustrerar olika konkreta exempel av en ljusemitterande komponent 1, 1'. l F ig. 1a innefattar komponenten ett ljusemitterande material 13, placerat mellan en katod 12 och en anod 11. I figuren är katoden placerad på substratet 10 och anoden ovanpå det ljusemitterande material 13. l Fig. 1b är det ljusemitterande materialet 13' placerat ovanpå substratet 10' och katoden 12' samt anoden 11' är placerat ovanpå materialet 13' men de kan alternativt placeras under materialet.
Fig. 6 illustrerar en alternativ komponent 1", där elektrodema sandwichar det ljusemitterande materialet 13" och där katoden 12" är placerad längre från substratet än anoden 11". l ett konkret exempel innefattar både katoden 12, 12', 12" och anoden 11, 11', 11" grafen och/eller grafenoxid. vilket tillåter en transparent ljusemitterande komponent. 10 15 20 25 30 534 257 10 Enligt ett alternativt konkret exempel kan anoden 11 och 11' samt 11" innefatta transparent eller delvis transparent ledande polymer (TCP), såsom PEDOT-PSS, eller alternativt en icke-transparent ledande polymer.
En spänningskälla 14 kan kopplas till komponenten 1, 1', 1".
US20090017211A1 refereras till som generell bakgrund till hur grafen- och/eller grafenoxidlager kan tillverkas.
Här följer strukturen, funktionen och experimentella resultat hos en komponent av typen ljusemitterande elektrokemisk cell (LEC) i en sandwich- konfiguration, såsom komponenten schematiskt visad genom exemplet i Fig. 1a, beskrivet i mer detalj.
I detta konkreta exempel innefattar hela komponentstrukturen enbart lösningsberedda kolbaserade material. Den nedre katoden innefattar grafen deponerat på ett substrat från lösning, det mellanliggande aktiva lagret innefattar en ljusemitterande organisk förening blandad med mobila joner beredd fràn lösning och toppanoden innefattar screen-tryckt eller rakelblads- bestrykt ledande polymer.
Grafenelektrodema var erhållna från Manish Chhowallas grupp, Rutgers University. Grafitpulver (Brandwell Graphite Inc.) var exfolierat med Hummer's method (Hirata, M.; Gotou, T.; Horiuchi, S.; Fujiwara, M.; Ohba, M.
Thin-film particles of graphite oxide 1: High-yield synthesis and flexibility of the particles. Carbon 2004, 42, 2929-2937.). Icke-exfolierad grafit var borttaget med enkel centrifugering. Grafenoxidsuspensionen (i vatten) var därefter utspädd och vakuumfiltrerat på cellulosafilter (Eda, G.; Fanchini, G.; Chhowalla, M. Large-area ultrathin films of reduced graphene oxide as a transparent and flexible electronic material. Nature Nanotech. 2008, 3, 270- 274.). Grafenoxidfilmema var placerade på rigida (kvarts-) substrat och reducerade i en Ar/H; miljö (Ar:90%, H2:10%) genom värmebehandling vid 1000°C i 15 min. Filmerna var förvärmda vid 200°C i vakuum över natten för att minimera möjlig förlust av kolatomer under värmeprocessen. Andra tekniker för tillverkning av grafenfilmer tillåter användandet av flexibla plastsubstrat (PET), eller för filmen att flyttas från ett rigitt substrat till ett som är flexibelt (se exempelvis G. Eda, G. Fanchini, M. Chhowalla, Nat.
Nanotechnol. 2008, 3, 270. eller X. Liang, Z. Fu, S. Y. Chou, Nano Lett. 2007, 10 15 20 25 30 534 257 1 1 7, 3840.). Olika tekniker (ex. filmöverföring genom användningen av ett lager av poly(metylmetakrylat)) kan användas för att flytta filmen fràn kvarts till ett annat, exempelvis flexibelt PET-, substrat (Reina, A.; Son, H.; Jiao, L.; Fan, B.; Dresselhaus, M.S.; Liu, 2.; Kong, J. Transferring and ldentification of Single- and Few-Layer Graphene on Arbitrary Substrates. J. Phys. Chem. C 2008, 112, 17741-17744).
Det ljusemitterande materialet innefattar en blandning av den ljusemitterande halvledande polymeren "superyellow" (Merck), polyetylenoxid (PEO. MW = 5x10° glmol, Aldrich), och KCFgSOg (Alfa Aesar). De tre komponentema var separat upplösta i cyklohexanon med en koncentration av 5 mg/ml. De tre masterlösningarna var blandade tillsammans med en volymkvot av (superyellowzPEOzKCFaSOg) = (1 .0:1 .35:0.25). Blandningen var deponerad droppvis på grafenelektroden, och torkad under kväveatmosfär vid T= 360 K i 12 h. Det resulterande ljusemitterande materiallagret var jämnt för ögat över hela substratytan och uppskattningsvis 1-2 pm tjockt.
Den övre elektroden innefattar ett definierat mönster av den ledande polymeren PEDOT-PSS (Clevios S V3, HC Stark). Den var deponerad från lösning i en process liknande screentryck under kväveatmosfär, enligt beskrivning i detalj nedan. En skuggmask var tillverkad genom att skapa ett önskat mönster i cellofan. Skuggmasken var placerad i direkt kontakt med det ljusemitterande materialet och fäst vid kanterna av substratet. Hela skuggmask-substratanordningen var värmd vid T= 360 K i 210 min, innan den viskösa PEDOT-PSS lösningen deponerades på skuggmasken via en "doctor-bladef process. Direkt efter detta placerades substratet på en värmeplatta vid T= 390 K i 2 12 h för att ta bort återstående spår av lösningsmedel. Tjockleken av PEDOT-PSS toppelektroden är uppskattad till 5-10 um.
Komponenterna var inte inkappslade och därför testade i ett handskboxsystem under kväveatmosfär.
Figurema 2a och 2b visar strömmen (öppna fyrkanter) och ljusstyrka (öppna cirklar) som en funktion av spänning för en grafen/ljusemitterande material/PEDOT-PSS sandwich-cell, med grafenelektroden kopplad som den negativa katoden. Spänningen sveptes med en hastighet av 0.1 V/s. I Fig. 2a 10 15 20 25 30 534 257 12 är ljusstyrkan detekterad från den negativa grafenkatodsidan, och i Fig. 2b är ljusstyrkan är detekterad från den positiva PEDOT-PSS anodsidan.
Likheterna mellan den observerade ljusstyrkan ifigurer 2a och 2b illustrerar att komponenten emitterar ljus med liknande intensitet i båda riktningama och att båda elektroderna är transparenta. Detta är ytterligare demonstrerat i Fig. 2c som visar ett sidovy-fotografi av en sådan sandwich-komponent under drift, belysande papper placerat på båda sidor av komponenten.
Fig. 3 är ett fotografi av ljusemissionen från LEC-komponenten vid Vs 20 V, detekterat från grafenkatodsidan.
Fig. 4 visar strömmen och ljusstyrkan som en funktion av spänning för en oanvänd LEC-komponent, mätt med en lägre svephastighet av 0.01 V/s, med grafenelektroden kopplad som den negativa katoden. Komponenten uppvisar en väldigt bra prestanda. Ljusemission är detekterad vid en väldigt låg spänning, V = 2.8 V, vilket är noterbart nära det minsta möjliga spänningsvärdet bestämt av energigapet hos "superyellow" (E, e 2.5 eV), och kvanteffektiviteten och ljusutbytet (vid V = 4 V) är 4.6 od/A and 2.3 lmNV, respektive.
Fig. 5 visar data från ett experiment utfört pà en p-OLED sandwich- komponent med en grafen/superyellow/Ca-struktur. Notera att den undre grafenelektroden är kopplad positiv och således fungerar som anoden i denna komponentstruktur. Det är noterbart att komponenten lider av ett signifikant strömläckage, exemplifierat av den höga strömmen vid låg spänning. Anledningen till detta strömläckage är mest troligt den ojämna grafenytan som i sin tur resulterar i mikro-kortslutningar mellan anoden och katoden. Det är mycket troligt att detta problem kan lösas genom nyttjandet av jämnare grafenytor eller inkluderandet av ett utjämnande PEDOT-lager mellan grafenanoden och det aktiva lagret, och att utfallet blir en signifikant förbättrad komponenteffektivitet. Det är vidare noterbart att detta problem är effektivt eliminerat i LEC-komponenter då ett mycket tjockare ljusemitterande material kan användas (~1-2 pm i Figurerna 2-4 vs. ~100 nm i p-OLED- komponenten i Fig. 5). Icke desto mindre, spänningen då ljusemission först detekteras i den grafenbaserade p-OLED är låg (V ~ 7 V), mängden emitterat 10 15 20 25 30 534 257 1 3 ljus signifikant (>200 cd/mz vid V = 23 V), och kvanteffektiviteten relativt hög (1 .5 cd/A vid V= 23 V).
Enligt ett konkret exempel kan det ljusemltterande materialet innefatta ett en-komponent joniskt ljusemitterande och halvledande material såsom Ru(bpy)32"(X')2 (där bpy är 2,2'-bipyridin och X' typiskt är en molekylär anjon såsom CIO; eller PFg) eller en jonisk konjugerad polymer (en konjugerad polyelektrolyt), såsom katjonisk polyfluoren, eller altemativt en blandning av ett sådant joniskt ljusemitterande och halvledande material med en elektrolyt.
Användningen av rutenium och dess egenskaper som ett en- komponent joniskt ljusemitterande och halvledande material är beskrivet av Slinker Jason D., et al (Nature Materials. Vol. 6, november 2007, 894-899 och Journal of Applied Physics, Vol. 95, No 8, 15 april 2004).
Dessutom är användandet av iridium-baserade komponenter visat av Lowry Michael S, et al (Chem. Mater, 2005, 17, 5712-5719) och Slinker, Jason D., et al (J. Am. Chem. Soc., 2004, 126, 2763-2767).
Enligt ytterligare ett konkret exempel kan det ljusemitterande och halvledande materialet innefatta en neutral ljusemitterade molekyl, såsom rubren, och en elektrolyt. Altemativt kan det ljusemitterande och halvledande materialet innefatta en neutral konjugerad polymer, såsom superyellow eller MEH-PPV, och en elektrolyt.
Det är även möjligt att tillverka en ljusemitterande komponent där det ljusemitterande materialet är fritt från mobila joner, ex. en OLED. l en sådan OLED kan det ljusemitterande materialet innefatta en fler-lagerstruktur där ett lager bredvid katoden är dopat för att tillhandahålla en hög elektrisk konduktivitet. Detta lager bredvid katoden kan innefatta en dopad små- molekylförening, såsom Cs-dopat 4,7-difenyl-1,10-fenantrolin.
Som ett nuvarande icke-kravsökt alternativ till en LEC kan komponenten innefatta en ljusemitterande diod där det aktiva materialet innefattar ett emitterande lager och där anoden har ett annat utträdesarbete jämfört med katoden. Som exempel kan katoden innefatta en metall och anoden innefatta ledande grafen. l denna typ av komponent kan det ljusemitterande materialet vara fritt från mobila joner. 534 257 14 Enligt detta altemativ kan metallen i katoden innefatta kalcium, likt det som använts för mätningen av data i Fig. 5.
Claims (42)
1. En ljusemitterande komponent (1, 1', 1") innefattande en anod (11, 11', 11") och en katod (12, 12', 12"), och ett ljusemitterande material (13, 13',13") i kontakt med och separerande katoden (12, 12', 12") och anoden (11, 11', 11"), kännetecknad av att katoden (12, 12', 12") innefattar en ledande grafenfilm och/eller grafenoxidfilm.
2. Den ljusemitterande komponenten (1, 1', 1") enligt krav 1, varvid anoden (11, 11', 11") innefattar ett ledande material som kan prooessas från lösning.
3. Den ljusemitterande komponenten (1, 1', 1") enligt krav 1, varvid anoden (11, 11', 11") innefattar ledande grafen och/eller grafenoxid.
4. Den ljusemitterande komponenten enligt något av krav 1-3, varvid det ljusemitterande materialet innefattar en elektrolyt.
5. Den ljusemitterande komponenten som enligt krav 4, varvid det ljusemitterande materialet (13, 13', 13") innefattar ett en-komponent joniskt ljusemitterande och halvledande material.
6. Den ljusemitterande komponenten som enligt krav 4, varvid det ljusemitterande materialet (13, 13', 13") innefattar en neutral ljusemitterande molekyl såsom rubren.
7. Den ljusemitterande komponenten som enligt krav 4, varvid det ljusemitterande materialet (13, 13', 13") innefattar en ljusemitterande polymer.
8. Den ljusemitterande komponenten som enligt krav 7, varvid nämnda ljusemitterande polymer är vald från en grupp bestående av poly(para-fenylenvinylen (PPV), polyfluorenylen (PF), poly(1,4-fenylen) (PP), 10 15 20 25 30 534 257 16 polytiofen (PT), och neutrala och joniska derivat därav, inkluderande någon typ av ko-polymerstruktur.
9. Den ljusemitterande komponenten som enligt krav 7, varvid nämnda ljusemitterande polymer är en fenyl-substituerad PPV ko-polymer, såsom superyellow.
10. Den Ijusemitterande komponenten som enligt krav 7, varvid nämnda ljusemitterande polymer innefattar poly[2-metoxy-5-(2-etyl-hexyloxy)- 1,4-fenylenvinylen] (MEH-PPV).
11. Den ljusemitterande komponenten enligt något av krav 4-10, varvid elektrolyten innefattar mobila joner vilket tillåter en effektiv laddningsinjektion in i komponenten och/eller elektrokemisk dopning av det ljusemitterande materialet.
12. Den ljusemitterande komponenten enligt något av krav 4-11, varvid nämnda elektrolyt innefattar en gel-elektrolyt.
13. Den Ijusemitterande komponenten enligt något av krav 4-11, varvid nämnda elektrolyt innefattar en i huvudsak fast elektrolyt.
14. Den Ijusemitterande komponenten enligt något av krav 4-11, varvid nämnd elektrolyt innefattar en i huvudsak flytande elektrolyt.
15. Den ljusemitterande komponenten enligt något av krav 4-14, varvid elektrolyten innefattar ett salt.
16. Den ljusemitterande komponenten som enligt krav 15, varvid saltet innefattar åtminstone ett metallsalt, vilket innefattar en katjon såsom Li, Na, K, Rb, Mg eller Ag, och en molekylär anjon, såsom CF3SO3, ClO4, eller (CF3SO2)2N. 10 15 20 25 30 534 257 17
17. Den ljusemitterande komponenten enligt något av krav 4-16, varvid nämnda elektrolyt innefattar ett jonlösande material
18. Den ljusemitterande komponenten som enligt krav 17, varvid nämnda jonlösande material innefattar åtminstone ett polymerrnaterial.
19. Den ljusemitterande komponenten som enligt krav 18, varvid nämnda jonlösande polymerrnaterial är valt från en grupp bestående av poly(ety|enoxid), poly(propylenoxid), metoxyetoxy-etoxy-substituerad polyfosfasan, polyeterbaserad polyuretan, och kombinationer därav.
20. Den ljusemitterande komponenten som enligt krav 18 eller 19, varvid nämnt jonlösande material innefattar åtminstone ett icke-polymeriskt jonlösande material.
21. Den ljusemitterande komponenten enligt något av krav 4-20, varvid nämnd elektrolyt innefattar åtminstone en jon-vätska.
22. Den ljusemitterande komponenten enligt något av krav 4-21, varvid nämnd elektrolyt innefattar KCF3SO3 upplöst i poly(etylenoxid).
23. Den ljusemitterande komponenten enligt något av föregående krav, varvid nämnt ljusemitterande material innefattar en surfaktant, eller ett polymeriskt icke-jonlösande material.
24. Den ljusemitterande komponenten enligt något av föregående krav, varvid anoden och katoden är placerade till att åtminstone delvis innesluta det ljusemitterande materialet i en så kallad sandwich-konfiguration.
25. Den ljusemitterande komponenten som enligt krav 24, varvid komponenten även innefattar en spacer placerad så att ett förbestämt avstånd mellan anoden och katoden bibehålls. 10 15 20 25 30 534 257 1 8
26. Den Ijusemitterande komponenten enligt något av föregående krav, varvid den Ijusemitterande komponenten är bildad på ett substrat.
27. Den Ijusemitterande komponenten som enligt krav 26, varvid substratet är icke-flexibelt.
28. Den Ijusemitterande komponenten enligt något av krav 26 eller 27, varvid substratet innefattar glas eller ett glasliknande material.
29. Den Ijusemitterande komponenten som enligt krav 26, varvid nämnda substrat är flexibelt.
30. Den Ijusemitterande komponenten som enligt krav 29, varvid nämnda substrat innefattar ett polymeriskt material.
31. Den Ijusemitterande komponenten som enligt krav 30, varvid nämnda polymeriskt material innefattar åtminstone något av poly(etylenetereftalat), po|y(etylennaftalat), poly(imid), poly(karbonat) eller kombinationer eller derivat därav.
32. Den Ijusemitterande komponenten enligt något av krav 26-31, varvid nämnda substrat innefattar papper eller pappersliknande material.
33. Den Ijusemitterande komponenten enligt något av krav 26-32, - varvid antingen anoden eller katoden eller båda är direkt eller indirekt deponerade på substratet.
34. Den Ijusemitterande komponenten enligt något av krav 26-32, varvid anoden är anordnad närmare substratet än katoden.
35. Den Ijusemitterande komponenten enligt något av krav 26-32, varvid katoden är anordnad närmare substratet än anoden. 10 15 20 25 534 257 1 9
36. Den ljusemitterande komponenten enligt något av föregående krav, varvid åtminstone en av anoden och katoden är väsentligen fri från metall.
37. Den ljusemitterande komponenten enligt något av krav 1-3, varvid det ljusemitterande materialet (13, 13', 13") är effektivt fritt från mobila joner.
38. Den ljusemitterande komponenten (1, 1', 1") som enligt krav 37, varvid det ljusemitterande materialet (13, 13', 13") innefattar en fler-lager- struktur där ett Iager intill katoden (12, 12”. 12") är dopat för att tillhandahålla en hög elektronisk konduktivitet.
39. Den ljusemitterande komponenten (1, 1', 1") som enligt kraven 37 eller 38. varvid nämnda lager intill katoden (12, 12', 12") innefattar en dopad smà-molekylförening, såsom Cs-dopad 4.7-difenyl-1,10-fenantrolin.
40. Användandet av ledande grafenfilm och/eller grafenoxidfilm som en katod i en ljusemitterande elektrokemisk oell eller en ljusemitterande diod.
41. Ett system för ljusgenerering, bestående av: en ljusemitterande komponent (1, 1', 1") enligt något av krav 1-39, och en spänningskälla (14), kopplad till anoden (11, 11', 11") och katoden (12, 12”. 12").
42. Användandet av en ljusemitterande komponent (1, 1', 1") enligt något av krav 1-39 eller ett system som beskrivet i patentkrav 41 för ljusgenerering.
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE0950800A SE534257C2 (sv) | 2009-10-28 | 2009-10-28 | En ljusemitterande elektrokemisk anordning, ett system innefattande en sådan anordning samt användning av en sådan anordning |
| JP2012536758A JP2013509710A (ja) | 2009-10-28 | 2010-10-28 | 発光電気化学デバイス、そのデバイスを含むシステム、およびそのデバイスの使用 |
| PCT/SE2010/051169 WO2011053236A1 (en) | 2009-10-28 | 2010-10-28 | A light-emitting electrochemical device, a system comprising such a device and use of such a device |
| US13/504,400 US9159943B2 (en) | 2009-10-28 | 2010-10-28 | Light-emitting electrochemical device, a system comprising such a device and use of such a device |
| EP10827243.6A EP2494619B1 (en) | 2009-10-28 | 2010-10-28 | A light-emitting electrochemical device, a system comprising such a device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE0950800A SE534257C2 (sv) | 2009-10-28 | 2009-10-28 | En ljusemitterande elektrokemisk anordning, ett system innefattande en sådan anordning samt användning av en sådan anordning |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SE0950800A1 SE0950800A1 (sv) | 2011-04-29 |
| SE534257C2 true SE534257C2 (sv) | 2011-06-21 |
Family
ID=43922346
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SE0950800A SE534257C2 (sv) | 2009-10-28 | 2009-10-28 | En ljusemitterande elektrokemisk anordning, ett system innefattande en sådan anordning samt användning av en sådan anordning |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US9159943B2 (sv) |
| EP (1) | EP2494619B1 (sv) |
| JP (1) | JP2013509710A (sv) |
| SE (1) | SE534257C2 (sv) |
| WO (1) | WO2011053236A1 (sv) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014064298A1 (en) | 2012-10-26 | 2014-05-01 | Lunalec Ab | A method for manufacturing a light-emitting electrochemical cell |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101903679B1 (ko) * | 2012-02-08 | 2018-10-04 | 삼성디스플레이 주식회사 | 유기 발광 표시 장치 |
| EP2733188B1 (en) * | 2012-11-19 | 2016-05-25 | OSRAM GmbH | Organic electroluminescent device and a method of producing an organic electroluminescent device |
| KR101450858B1 (ko) | 2012-12-24 | 2014-10-15 | 한국과학기술연구원 | 그래핀 산화물을 이용한 유기전계 발광소자 및 그 제조방법 |
| CN104183735A (zh) * | 2013-05-23 | 2014-12-03 | 海洋王照明科技股份有限公司 | 一种阳极及其制备方法和有机电致发光器件 |
| KR101535002B1 (ko) * | 2014-01-10 | 2015-07-08 | 인천대학교 산학협력단 | 공액 고분자 및 환원된 산화 그래핀을 포함하는 다층 필름 및 이의 제조 방법 |
| CN105181773B (zh) * | 2015-09-08 | 2018-09-11 | 深圳迈辽技术转移中心有限公司 | 一种贵金属组合物及其应用 |
| KR102467109B1 (ko) * | 2016-05-11 | 2022-11-14 | 메르크 파텐트 게엠베하 | 전기화학 전지용 조성물 |
| WO2020089786A2 (en) * | 2018-10-30 | 2020-05-07 | Khalifa University of Science and Technology | Low cost graphene-based microdevices with multi-state resistive values |
| SE545192C2 (en) | 2021-09-20 | 2023-05-09 | Sandstroem Andreas | Light-emitting electrochemical cell, security element, security system, method of operation and method of production |
Family Cites Families (26)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60165772A (ja) * | 1984-02-09 | 1985-08-28 | Toshiba Corp | 発光素子 |
| US5682043A (en) | 1994-06-28 | 1997-10-28 | Uniax Corporation | Electrochemical light-emitting devices |
| US5677546A (en) | 1995-05-19 | 1997-10-14 | Uniax Corporation | Polymer light-emitting electrochemical cells in surface cell configuration |
| DE69724107T2 (de) * | 1996-03-04 | 2004-06-24 | DuPont Displays, Inc., Santa Barbara | Polyfluorene als materialien für photolumineszenz und elektrolumineszenz |
| JP4104312B2 (ja) | 2001-02-20 | 2008-06-18 | 三洋電機株式会社 | 発光素子 |
| JP4118630B2 (ja) * | 2001-07-13 | 2008-07-16 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 発光装置、電気器具及び発光装置の作製方法 |
| US6908695B2 (en) | 2001-07-13 | 2005-06-21 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Light-emitting device and manufacturing method thereof |
| JP3848188B2 (ja) | 2002-03-18 | 2006-11-22 | 株式会社東芝 | 有機el表示装置およびその製造方法 |
| US7015639B2 (en) | 2002-10-22 | 2006-03-21 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Electroluminescent devices and method of making transparent cathodes |
| JP2005302332A (ja) | 2004-04-06 | 2005-10-27 | Harison Toshiba Lighting Corp | 電気化学発光素子 |
| WO2007004113A2 (en) | 2005-06-30 | 2007-01-11 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Electro luminescent metal complexes |
| US20070236138A1 (en) | 2005-12-27 | 2007-10-11 | Liangbing Hu | Organic light-emitting diodes with nanostructure film electrode(s) |
| US20090056854A1 (en) | 2006-04-04 | 2009-03-05 | Top-Nanosis, Inc. | Method for manufacturing conductive composite material |
| JP4886352B2 (ja) | 2006-04-25 | 2012-02-29 | パナソニック電工株式会社 | 有機エレクトロルミネッセンス素子 |
| JP2009535767A (ja) | 2006-04-26 | 2009-10-01 | ザ、リージェンツ、オブ、ザ、ユニバーシティ、オブ、カリフォルニア | 構造化された電極を有する有機発光ダイオード |
| US7449133B2 (en) * | 2006-06-13 | 2008-11-11 | Unidym, Inc. | Graphene film as transparent and electrically conducting material |
| US8232561B2 (en) | 2006-06-29 | 2012-07-31 | University Of Florida Research Foundation, Inc. | Nanotube enabled, gate-voltage controlled light emitting diodes |
| WO2008045122A2 (en) | 2006-10-05 | 2008-04-17 | The Regents Of The University Of California | Hybrid polymer light-emitting devices |
| EP2074168A2 (en) * | 2006-10-11 | 2009-07-01 | University of Florida Research Foundation, Incorporated | Electroactive polymers containing pendant pi-interacting/binding substituents, their carbon nanotube composites, and processes to form the same |
| WO2008128554A1 (en) | 2007-04-20 | 2008-10-30 | MAX-PLANCK-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V. | Highly conductive, transparent carbon films as electrode materials |
| JP4852008B2 (ja) * | 2007-07-31 | 2012-01-11 | 住友化学株式会社 | 有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法 |
| CN101802700B (zh) * | 2007-09-19 | 2012-02-01 | 株式会社可乐丽 | 电致变色显示元件及其制造方法 |
| US7719180B2 (en) * | 2007-10-16 | 2010-05-18 | Global Oled Technology Llc | Inverted OLED device with improved efficiency |
| KR101435999B1 (ko) | 2007-12-07 | 2014-08-29 | 삼성전자주식회사 | 도펀트로 도핑된 산화그라펜의 환원물, 이를 포함하는 박막및 투명전극 |
| CN105670394A (zh) * | 2008-02-05 | 2016-06-15 | 普林斯顿大学理事会 | 包含官能化的石墨烯片的涂料以及用其涂覆的物品 |
| WO2010085180A1 (en) * | 2009-01-21 | 2010-07-29 | Ludvig Edman | Light-emitting electrochemical cell and system. use thereof and method for their operation |
-
2009
- 2009-10-28 SE SE0950800A patent/SE534257C2/sv unknown
-
2010
- 2010-10-28 WO PCT/SE2010/051169 patent/WO2011053236A1/en active Application Filing
- 2010-10-28 US US13/504,400 patent/US9159943B2/en active Active
- 2010-10-28 JP JP2012536758A patent/JP2013509710A/ja active Pending
- 2010-10-28 EP EP10827243.6A patent/EP2494619B1/en active Active
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014064298A1 (en) | 2012-10-26 | 2014-05-01 | Lunalec Ab | A method for manufacturing a light-emitting electrochemical cell |
| WO2014064126A1 (en) | 2012-10-26 | 2014-05-01 | Lunalec Ab | A method for manufacturing a light-emitting electrochemical cell |
| US9515282B2 (en) | 2012-10-26 | 2016-12-06 | Lunalec Ab | Method for manufacturing a light-emitting electrochemical cell |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP2494619A4 (en) | 2013-03-20 |
| JP2013509710A (ja) | 2013-03-14 |
| WO2011053236A1 (en) | 2011-05-05 |
| EP2494619B1 (en) | 2018-11-21 |
| SE0950800A1 (sv) | 2011-04-29 |
| EP2494619A1 (en) | 2012-09-05 |
| US9159943B2 (en) | 2015-10-13 |
| US20120228597A1 (en) | 2012-09-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| SE534257C2 (sv) | En ljusemitterande elektrokemisk anordning, ett system innefattande en sådan anordning samt användning av en sådan anordning | |
| Zeng et al. | Solution-processed OLEDs for printing displays | |
| Zhong et al. | Materials and devices toward fully solution processable organic light-emitting diodes | |
| EP1456036B1 (en) | Screen printable electroluminescent polymer ink | |
| JP5770268B2 (ja) | 共役ポリマーおよびデバイスのドーピング | |
| TWI388432B (zh) | 電洞注入/傳送層組合物及裝置 | |
| Liang et al. | Fully solution-based fabrication of flexible light-emitting device at ambient conditions | |
| Liu et al. | Improved efficiency of indium-tin-oxide-free organic light-emitting devices using PEDOT: PSS/graphene oxide composite anode | |
| KR20100126781A (ko) | 인쇄 조성물용 용매 | |
| Xu et al. | Enhanced lifetime of organic light-emitting diodes using soluble tetraalkyl-substituted copper phthalocyanines as anode buffer layers | |
| Kim et al. | Improved stability of transparent PEDOT: PSS/Ag nanowire hybrid electrodes by using non-ionic surfactants | |
| Auroux et al. | Solution-based fabrication of the top electrode in light-emitting electrochemical cells | |
| Robinson et al. | Graphene electrodes for organic metal-free light-emitting devices | |
| CN106796001A (zh) | 电化学发光电池和电化学发光电池的发光层形成用组合物 | |
| Zheng et al. | Green solvent processed tetramethyl-substituted aluminum phthalocyanine thin films as anode buffer layers in organic light-emitting diodes | |
| Sharma et al. | Polymeric materials for printed electronics application | |
| WO2012053520A1 (ja) | 有機電子デバイス | |
| Yu et al. | Polymer light-emitting electrochemical cells: Recent developments to stabilize the pin junction and explore novel device applications | |
| Yu et al. | Intaglio-type random silver networks as the cathodes for efficient full-solution processed flexible quantum-dot light-emitting diodes | |
| KR102209498B1 (ko) | 도포형 유기 전계 발광 소자와, 이를 포함하는 표시장치 및 조명장치 | |
| JP2019530200A (ja) | 発光電気化学セル及びその製造方法 | |
| Su et al. | In situ electrochemical doping enhances the efficiency of polymer photovoltaic devices | |
| JP5402447B2 (ja) | 有機電子デバイスの製造方法 | |
| JP5245128B2 (ja) | 有機電子素子及びその製造方法 | |
| Park et al. | Highly efficient solution-processed inverted polymer light emitting diodes with uniformly coated poly (3, 4-ethylenedioxythiophene): poly (styrene-sulfonate) layers on a hydrophobic emission layer using a dilution method |