Спосіб виготовлення світлодіода на основі органічного напівпровідникового матеріалу

Спосіб виготовлення світлодіода на основі органічного напівпровідникового матеріалу, згідно з яким на підкладці з електропровідним покриттям оксиду індію наносять дірково транспортний шар, зверху наносять органічну напівпровідникову плівку трихінолінат алюмінію та поверх якої формують алюмінієвий електрод, який відрізняється тим, що дірково транспортний шар виконаний з органічного напівпровідникового матеріалу фталоціаніну нікелю. (19) (21) u201009621 (22) 02.08.2010 (24) 11.04.2011 (46) 11.04.2011, Бюл.№ 7, 2011 р. (72) ГОТРА ЗЕНОН ЮРІЙОВИЧ, СТАХІРА ПАВЛО ЙОСИПОВИЧ, ЧЕРПАК ВЛАДИСЛАВ ВОЛОДИМИРОВИЧ, ВОЛИНЮК ДМИТРО ЮРІЙОВИЧ, ВОЗНЯК ЛЕСЯ ЮРІЇВНА, КОСТІВ НАТАЛІЯ ВОЛОДИМИРІВНА (73) НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ "ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА" 3 На Фіг.3 зображено графік залежності густини струму структур ITO/NiPc/Alq3/Al (І) та ITO/Alq3/Al (II) від напруги (ВАХ). На Фіг.4 зображено графік залежності яскравості випромінювання ITO/NiPc/Alq3/Al (І) та ITO/Alq3/Al (II) від напруги. Спосіб виготовлення світлодіода на основі органічного напівпровідникового матеріалу, згідно якого на підкладці 1 з електропровідним покриттям оксиду індію 2 наносять дірково транспортний шар 3, виконаний з органічного напівпровідникового матеріалу р-типу провідності NiPc, зверху наносять органічну напівпровідникову плівку 4 Alq3, що характеризується високою провідністю та широким спектром оптичного поглинання в видимій області та поверх якого формують алюмінієвий електрод 5, що забезпечує створення контактної різниці потенціалів. Плівка 4 органічного напівпровідника Alq3 відіграє роль активного світловипромінювального шару. Використання дірково транспортного шару з органічного напівпровідника NiPc підвищує ефективність перетворення електричної енергії в світлову у світловипромінювальних структурах. Приклад конкретного виконання. Формування структури на основі ITO/NiPc/Alq3/Al проводять наступним чином. Плівку NiPc 3 формують методом термовакуумного напилення при залишковому тиску, що не перевищує 10-4 Па на скляну підкладку 1 з електропровідним покриттям 2. Температура молібденового випаровувача під час напилення не перевищує 630K, для запобігання структурного руйнування NiPc. Температура підкладки 1 в процесі напилення становить ~373K. Товщину дірково транспортного шару 3 NiPc визначають за допомогою лазерного еліпсометра, і вона становить ~ 20 нм. Поверх наносять плівку 4 Alq3 (при температурі підкладки 373K) методом вакуумного напилення. На поверхні структури методом термовакуумного напилення через маску формують алюмінієвий електрод 5, товщина якого не перевищує ~200 нм. Робота органічного світлодіода полягає в тому, що при поданні напруги на контакти, відбува 58198 4 ється інжекція носіїв заряду з відповідних електродів у світловипромінювальний шар, де відбувається випромінювання світла за рахунок рекомбінації носіїв заряду. Ефективність світлодіода з використанням дірково транспортного шару NiPc доведена на основі досліджень вольт-амперних та яскравіших характеристиках структур ITO/NiPc/Alq3/Al (І) та ITO/Alq3/Al (II) (Фіг.2, 3). Як видно з енергетичної діаграми Фіг.2, введення транспортного шару NiPc понижує енергетичний потенціальний бар'єр для дірок. Результати аналізу енергетичної діаграми показали, що без шару NiPc енергетичний бар'єр становив 1 еВ, при наявності транспортного шару NiPc, енергетичний бар'єр розбивається на два: 0,6 еВ та 0,4 еВ (так званий "ladder effect"), що і забезпечує збільшення концентрації інжектованих дірок у світловипромінюючий шар Alq3. Аналіз вольт-амперних характеристик (Фіг.3) органічного світлодіода без наявності шару NiPc вказує, що струм через таку структуру обмежений областю просторового заряду з домінуючим вкладом пасток, які перебувають на межі розділу ITO/Alq3 та в об'ємі плівки Alq3, при цьому спостерігається функціональна залежність виду I~Um. Порівняльний аналіз вольт-амперних характеристик структур ITO/Alq3/Al та ITO/NiPc/Alq3/Al показав, що наявність транспортного шару NiPc призводить до зменшення степеневого показника m від 5.6 до 5.2. Це, можливо, відбувається за рахунок перерозподілу просторового заряду в структурі, та пониження потенціального бар'єра для дірок, які інжектуються в шар Alq3. Причому концентрація пасткових центрів на межі розділу NiPc/Alq3 є меншою від концентрації на межі ITO/Alq3. Як видно з Фіг.4, наявність транспортного шару NiPc підвищує яскравість від 1500 кд/м2 до 2600 кд/м2, що частково можна пояснити покращенням збалансованості дрейфового потоку нерівноважних дірок, які інжектуються з NiPc, та електронів Аl в шар Alq3. Крім того, введення транспортного шару NiPc у структуру органічного світлодіода приводить до зменшення напруги живлення. 5 58198 6 7 Комп’ютерна верстка Л.Литвиненко 58198 8 Підписне Тираж 23 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601