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WO2016131699A1 - Organisches licht emittierendes bauelement - Google Patents

Organisches licht emittierendes bauelement Download PDF

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WO2016131699A1
WO2016131699A1 PCT/EP2016/052896 EP2016052896W WO2016131699A1 WO 2016131699 A1 WO2016131699 A1 WO 2016131699A1 EP 2016052896 W EP2016052896 W EP 2016052896W WO 2016131699 A1 WO2016131699 A1 WO 2016131699A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
layer
organic light
organic
layers
emitting
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2016/052896
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Dominik Pentlehner
Andreas Rausch
Arndt Jaeger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Osram Oled GmbH
Original Assignee
Osram Oled GmbH
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 Osram Oled GmbH filed Critical Osram Oled GmbH
Priority to KR1020177024397A priority Critical patent/KR20170118101A/ko
Priority to CN201680011273.3A priority patent/CN107258025A/zh
Priority to US15/549,606 priority patent/US10593910B2/en
Publication of WO2016131699A1 publication Critical patent/WO2016131699A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Priority to US16/792,517 priority patent/US11211590B2/en
Priority to US17/531,249 priority patent/US11849598B2/en
Priority to US18/504,567 priority patent/US12302689B2/en
Ceased legal-status Critical Current

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    • H10K85/30—Coordination compounds
    • H10K85/341—Transition metal complexes, e.g. Ru(II)polypyridine complexes
    • H10K85/342—Transition metal complexes, e.g. Ru(II)polypyridine complexes comprising iridium

Definitions

  • Organic light-emitting device An organic light-emitting device is specified.
  • An organic light-emitting diode can convert into photons charge carrier pairs injected into an organic emitter layer, each formed of an electron and a hole. For an OLED with only one
  • Emitter layer can be generated per injected charge carrier pair a maximum of one photon. To achieve higher efficiency, it is known to have multiple emitter layers
  • a CGL usually has a p-doped region and an n-doped region, which are interconnected via an intermediate layer.
  • the structure in which the CGLs provide additional layers to the layers required for the light emission may be that the CGL layers used often absorb in the wavelength range in which the OLED emits, which reduces the efficiency of the OLED.
  • At least one object of certain embodiments 1 is to specify an organic light-emitting component with at least two organic light-emitting layers.
  • an organic light-emitting component has at least two electrodes, between which an organic functional layer stack is arranged.
  • the organic functional layer stack comprises the at least two organic light-emitting layers in the form of organic electroluminescent layer, which are in the operation of the organic light
  • the organic light-emitting component may in particular be formed as an organic light-emitting diode (OLED) with at least two organic light-emitting layers.
  • OLED organic light-emitting diode
  • the organic functional layer stack may comprise layers comprising organic polymers, organic oligomers, organic monomers, organic small non-polymeric molecules ("small molecules"), or combinations thereof
  • the organic functional layer stack may comprise at least one of the at least two organic light-emitting layers have functional layer, which as
  • Hole transport layer may be, for example, tertiary amines, carbazole derivatives, doped with camphorsulfonic polyaniline or doped with polystyrene sulfonic acid
  • the organic functional layer stack can furthermore have at least one functional layer which can be used as a
  • Electron transport layer is formed.
  • the organic functional layer stack may comprise a plurality of organic functional layers selected from hole injection layers,
  • Electron transport layers hole blocking layers and
  • Electron blocking layers In particular, the
  • functional layer stacks also include or are formed from inorganic materials, such as, for example, an intermediate layer of a charge carrier generation layer, as described below.
  • inorganic materials such as, for example, an intermediate layer of a charge carrier generation layer, as described below.
  • the organic functional layer stack with the two electrodes is arranged on a substrate.
  • the substrate may for example comprise one or more materials in the form of a layer, a plate, a foil or a laminate, which are selected from glass, quartz, plastic, metal,
  • the substrate comprises or is glass, for example in the form of a glass layer, glass sheet or glass plate.
  • At least one of the electrodes is transparent.
  • transparent is here and below referred to a layer that
  • transparent layer clearly translucent or at least partially light scattering and / or partial light
  • a layer designated here as transparent is as transparent as possible, so that in particular the absorption of light generated in the operation of the component in the organic functional layer stack is as small as possible.
  • Light-emitting device having a substrate, this means that light can be emitted both through the substrate, which is then also transparent, as well as in the direction away from the substrate direction.
  • one of the two electrodes, between which the organic functional layer stack is arranged may also be non-transparent and preferably
  • Electrode generated light can be emitted only in one direction through the transparent electrode. If the electrode arranged on the substrate is transparent and the substrate is also transparent, then this is also referred to as a so-called “bottom emitter", while in the case of the electrode arranged facing away from the substrate
  • top emitter is transparent, speaks of a so-called "top emitter”.
  • organic light emitting device further comprises at least one carrier generation layer.
  • a layer sequence which is described in the following is described here and below with a “charge carrier generation layer"
  • the charge carrier generation layer which may also be referred to as a charge generation layer (CGL)
  • CGL charge generation layer
  • the charge carrier generation layer is designed in particular as a tunnel junction-forming pn junction, which is operated in the reverse direction and which is used for effective charge separation and thus for the generation of charge carriers can.
  • the carrier generation layer has a first organic layer doped with a first charge carrier type.
  • the charge carrier generation layer has a second organic layer, which with a second
  • Charge carrier type is different, which is different from the first carrier type.
  • the first carrier type is different from the first carrier type.
  • Carrier-generating layer on an electron-conducting layer and a hole-conducting layer.
  • Electrically conductive and “holes conductive” can be referred to here and below as n-type or p-type.
  • the charge carrier generation layer has at least two organic layers, one of which is p-doped and the other is n-doped.
  • At least one of the at least two organic light-emitting layers is part of
  • Carrier generation layer In other words, that means at least one layer of the
  • the charge carrier generation layer simultaneously forms one of the at least two organic light-emitting layers and contains a material which, during operation of the
  • organic light-emitting device emits light.
  • at least the first or the second organic layer of the charge carrier generation layer can thus simultaneously one of the at least two organic light be emitting layers. In other words, that means at least one of the two organic light
  • Layer stack has the functionality of an organic layer of the carrier generation layer, which is thus p- or n-type and for the generation of charge carriers in the
  • Charge generating layer contributes. At least part of the charge carrier generation layer thus forms a light-generating region, that is to say at least one of the organic light-emitting layers of the organic light
  • Component is based in particular on the consideration, the construction of a stacked OLED, so an OLED with at least two organic light-emitting layers, thereby significantly simplify that at least one light
  • emitting layer or both light-emitting layers take over the task of a p- and / or n-layer in a carrier generation layer. This can be achieved by having at least one light-emitting
  • Layer is used, which also has p- or n-conducting properties and which together with
  • At least one further oppositely conducting layer shows a CGL effect.
  • conductive matrix materials doped commercial p- and n-dopants and to realize a simpler OLED structure.
  • Emitter material used which also serves as a p- or n-dopant. This may mean, for example, that the at least one of the at least two organic light
  • Charge generating layer is, a material that acts simultaneously as a dopant and emitter material.
  • an organic light-emitting layer may also be possible for an organic light-emitting layer to be part of the
  • Charge generating layer is, an emitter material and additionally comprises a dopant.
  • Charge generating layer is, have a p-type dopant, which is also an emitter material.
  • the p-type dopant which is also an emitter material may, for example, include or be Ir (ppy) 3 (tris (2-phenylpyridine) iridium (III).
  • Charge generating layer is, have an n-type dopant, which is also an emitter material.
  • exactly one of the at least two organic light-emitting layers is part of the charge carrier generation layer. Furthermore, between the other of the at least two organic light
  • emissive layers that is those organic light-emitting layer that are not part of the
  • Charge generating layer is, and the Carrier generation layer a
  • Charge carrier blocking layer may be arranged.
  • the at least two organic light-emitting layers are both parts of the charge carrier generation layer.
  • the at least two organic light-emitting layers form the first and second organic layers of
  • Carrier generation layer and are doped with different types of charge carriers.
  • a hole-conducting organic layer in particular a hole-conducting layer of the charge carrier generation layer, which may be an organic light-emitting layer or also a pure CGL layer without light emission, may be formed as a p-doped layer comprising an inorganic or organic dopant in an organic Having holes conductive matrix.
  • inorganic dopant for example, transition metal oxides such as
  • Vanadium oxide, molybdenum oxide or tungsten oxide in question Vanadium oxide, molybdenum oxide or tungsten oxide in question.
  • organic dopants for example
  • Tetrafluorotetracyanoquinodimethan F4-TCNQ
  • copper pentafluorobenzoate Cu (I) pFBz
  • organic dopants for example
  • Transition metal complexes in question may preferably have a central atom, for example Cu, with ligands, for example acetylacetonate (acac). Also suitable are, for example, copper complexes, for example copper carboxylates, or metal complexes with bismuth and / or chromium.
  • An electron-conducting organic layer in particular an electron-conducting layer of the Charge generating layer, which may be an organic light-emitting layer or a pure CGL layer, may be formed as an n-doped layer having an n-dopant in an organic electron-conducting matrix, for example, a low-work function metal such as Cs, Li, Ca, Na, Ba or Mg or compounds thereof, for example CS 2CO 3 or CS 3 PO 4 .
  • a low-work function metal such as Cs, Li, Ca, Na, Ba or Mg or compounds thereof, for example CS 2CO 3 or CS 3 PO 4 .
  • Suitable matrix materials for a hole-conducting layer may be one or more materials selected from a group comprising HAT-CN
  • Suitable matrix materials of an electron-conducting layer may be one or more materials selected from the group consisting of 2, 2 ', 2 "- (1, 3, 5-benzyltriyl) -tris (1-phenyl-1H-benzimidazole ), 2- (4-biphenylyl) -5- (4-tert-butylphenyl) -1, 3, 4-oxadiazole, 2, 9-dimethyl-4,7-diphenyl-l, 10-phenanthroline (BCP), 8 - Hydroxyquinolinolato-lithium, 4- (naphthalen-1-yl) -3, 5-diphenyl-4H-l, 2,4-triazole, l, 3-bis [2- (2,2'-bipyridin-6-yl ) - 1,3,4-oxadiazol-5-yl] benzene, 4,7-diphenyl-l, 10-phenanthroline (BPhen), 3- (4-biphenylyl) -4-phenyl-5-tert-
  • the first and second organic layers of the carrier generation layer directly adjoin one another.
  • the charge carrier generation layer between the first and second organic layer that is, between the electron-conducting layer and the hole-conducting layer, may have an undoped intermediate layer.
  • the intermediate layer may be formed, for example, by a metal oxide, such as VO x ,
  • V 2 0 5 V 2 0 5 , MoO x , WO x , Al 2 O 3 , indium tin oxide, SnO x and / or ZnO x , or an organometallic compound such as a phthalocyanine, for example, copper phthalocyanine (CuPc), vanadyl phthalocyanine (VOPc), titanyl phthalocyanine (TiOPc ), and further have a thickness of greater than or equal to 1 nm or greater than or equal to 2 nm and less than or equal to 10 nm or less than or equal to 5 nm.
  • a phthalocyanine for example, copper phthalocyanine (CuPc), vanadyl phthalocyanine (VOPc), titanyl phthalocyanine (TiOPc )
  • CuPc copper phthalocyanine
  • VOPc vanadyl phthalocyanine
  • TiOPc titanyl phthalocyanine
  • the intermediate layer can comprise or consist of a thin metal layer, for example with a thickness of greater than or equal to 0.1 nm and less than or equal to 5 nm and, for example, with one or more metals selected from Al, Ag, Cu, Ca and Au.
  • the intermediate layer can furthermore also comprise two or more of the abovementioned materials, for example in the form of a mixed layer.
  • Carrier generation layer can be suppressed.
  • organic light emitting described here
  • the organic light emissive device has a higher stability due to a reduced number of loss channels, materials and
  • Figure 1 is a schematic representation of an organic light-emitting device according to a
  • FIG. 2 shows a schematic representation of a section of an organic light-emitting component according to a further exemplary embodiment
  • FIG. 3 shows a schematic illustration of a section of an organic light-emitting component according to a further exemplary embodiment
  • Figure 4 is a schematic representation of a section of an organic light emitting device according to a further embodiment
  • Figure 5 is a schematic representation of a section of an organic light emitting device according to another embodiment.
  • identical, identical or identically acting elements can each be provided with the same reference numerals.
  • the illustrated elements and their proportions with each other are not to be regarded as true to scale, but individual elements, such as layers, components, components and areas, for better presentation and / or better understanding may be exaggerated.
  • FIG. 1 shows an exemplary embodiment of an organic light-emitting component 100 that has a
  • organic functional layer stack 10 having at least two organic light-emitting layers 4, 5 between two electrodes 2, 7.
  • the electrodes 2, 7 and the organic functional layer stack 10 are arranged on a substrate 1.
  • the substrate 1 can serve as a carrier element for the layers applied thereto and
  • glass such as in the form of a glass sheet or
  • the substrate 1 may also be a plastic film or a laminate of several
  • At least one of the two electrodes 2, 7 is transparent, at least in the case of the formation of the organic light emitting device 100 as a bottom Emitter, in which the between the substrate 1 and the
  • organic functional layer stack 10 arranged lower electrode 2 is transparent, also the substrate 1 is transparent.
  • the organic light emitting device 100 is formed to be transparent.
  • Component 100 emit light in one direction only, so the direction of emission is opposite
  • Electrode so in the case of a bottom emitter, the upper electrode 7 and in the case of a top emitter, the lower
  • Electrode 2 preferably formed reflective. If both electrodes 2, 7 and the substrate 1 are transparent, the organic light-emitting component is preferably designed as a transparent OLED, which can emit light on both sides during operation.
  • a transparent conductive oxide can be used.
  • Transparent conductive oxides are transparent, conductive materials, usually metal oxides such as zinc oxide,
  • Tin oxide Tin oxide, cadmium oxide, titanium oxide, indium oxide, indium tin oxide (ITO) or aluminum zinc oxide (AZO).
  • ITO indium oxide
  • AZO aluminum zinc oxide
  • Metal-oxygen compounds such as ZnO, Sn0 2 or ⁇ 2 ⁇ 3, ternary metal-oxygen compounds, such as Zn 2 Sn0 4, CdSn03, ZnSn03, Mgln 2 0 4, Galn03, ⁇ 2 ⁇ 2 ⁇ 5 or 4, Sn30i 2 or mixtures of different transparent conductive oxides to the group of TCOs.
  • TCOs do not necessarily correspond to one
  • a transparent electrode may also be a
  • the metal layer has such a small thickness that it is at least partially permeable to that of the at least two
  • organic light-emitting layers 4, 5 in the operation of the organic light-emitting device 100 generated light for example, a thickness of less than or equal to 50 nm.
  • a metal may be used, which may be selected from aluminum, barium, indium, silver, gold,
  • a reflective electrode may comprise Ag, Al or alloys with these, for example Ag: Mg, Ag: Ca, Mg: Al.
  • the electrodes 2, 7 may also have combinations of at least one or more TCO layers and at least one or more metal layers.
  • the electrodes 2, 7 may each be formed over a large area.
  • "Large area” may mean that the organic light-emitting component 100 has an area of greater than or equal to a few square millimeters, preferably greater than or equal to one square centimeter, and particularly preferably greater than or equal to one square decimeter.
  • the organic light-emitting component 100 is designed as a so-called stacked OLED, in which the at least two organic light-emitting layers 4, 5 within the organic functional layer stack 10 in FIG.
  • the organic functional layer stack 10 also has a
  • the charge carrier generation layer 11 has a first organic layer 12 doped with a first charge carrier type and a second organic layer 13 doped with a second charge carrier type different from the first charge carrier type.
  • the first organic layer 12, which is at the same time the organic light-emitting layer 4, and the second organic layer 13 directly adjoin one another in the exemplary embodiment shown and form a reverse-pn junction, which in the operation of the organic light-emitting component 100 to a
  • Layers 4 and 5 leads.
  • the lower electrode 2 may be formed as an anode and the upper electrode 7 as a cathode.
  • the first organic layer 12 and the organic light-emitting layer 4 are electron-conducting and the second organic layer 13 holes formed conductive.
  • the first organic layer 12 and the organic light-emitting layer 4 are n-doped and the second organic layer 13 is p-doped.
  • organic functional layer stack 10 may be the
  • Polarity of the organic light emitting device 100 may be reversed, so that the lower electrode 2 as
  • Cathode and the upper electrode 7 may be formed as an anode. In this case, the dopings of the
  • Carrier generation layer 11 vice versa.
  • the first organic layer 12 or the organic light-emitting layer 4 is therefore p-doped in this case, while the second organic layer 13 is n-doped.
  • the p- or n-type properties of the organic light-emitting layer 4 can be achieved by having a matrix material in which an emitter material is present, which simultaneously serves as p- or n-type dopant.
  • a matrix material in which an emitter material is present which simultaneously serves as p- or n-type dopant.
  • Ir (ppy) 3 may be used as a material forming an emitter and a p-type impurity at the same time.
  • the organic light-emitting layer 5 is formed as part of the carrier generation layer 11.
  • the organic light-emitting layer 5 forms, for example, the second organic layer 13 of the carrier generation layer 11, while the first organic layer 12 is disposed between the organic light emitting layers 4, 5.
  • the above-described features of the organic light-emitting layers 4, 5 and the carrier generation layer 11 apply correspondingly to this case.
  • the organic functional layer stack 10 may also be possible for the organic functional layer stack 10 to have more than two organic light-emitting layers, in each case one between each two directly adjacent organic light-emitting layers
  • Charge carrier generating layer may be arranged.
  • At least one or each of the carrier generation layers may include at least one organic layer formed by one of the organic light emitting layers.
  • the organic functional layer stack 10 may be any organic functional layer stack 10.
  • charge carrier injection layers 3, 6 are shown purely by way of example, which are holes or electrons, depending on the polarity of the electrodes 2, 7.
  • an encapsulation arrangement preferably in the form of a thin-layer encapsulation, (not shown) may be applied over the electrodes 2, 7 and the organic functional layer stack 10, around the organic light-emitting component 100 and in particular the layers of the organic functional layer stack 10 and the electrodes 2 , 7 from harmful environmental materials such as moisture and / or oxygen and / or other corrosive Protect substances such as hydrogen sulfide.
  • the encapsulation arrangement can have one or more thin layers which, for example, by means of a
  • Hafnium oxide, lanthanum oxide and tantalum oxide Hafnium oxide, lanthanum oxide and tantalum oxide.
  • Encapsulation arrangement can furthermore, for example on a thin-layer encapsulation, provide mechanical protection in the form of a plastic layer and / or a laminated one
  • FIGS. 2 to 5 further exemplary embodiments with regard to the embodiment of FIG. 1 are shown in sections of an organic light-emitting component
  • Carrier generation layer 11 which represent modifications of the embodiment of Figure 1.
  • organic layer 12 and the second organic layer 13 additionally have an intermediate layer 14, which the
  • the intermediate layer 14 may be materials as described above in the general part
  • FIG. 3 there is shown another embodiment in which, in addition, between the carrier generation layer 11 and the organic light emitting layer 5 which is not part of the carrier generation layer 11, a
  • Charge carrier blocking layer 8 is arranged.
  • the carrier blocking layer 8 may be one
  • the charge carrier blocking layer 8 may be correspondingly one
  • the embodiments of Figures 2 and 3 apply to both possible polarities of the organic light-emitting device 100. Furthermore, it is also possible that instead of the organic light-emitting layer 4, the organic light-emitting layer 5 part of
  • Charge generating layer 11 is.
  • the features described in connection with the intermediate layer 14 and the charge carrier blocking layer 8 apply accordingly in this case.
  • FIG. 4 shows a further exemplary embodiment in which both organic light-emitting layers 4, 5 as layers of the charge carrier generation layer 11, ie as first organic layer 12 and as a second organic layer 13, which directly adjoin one another without an intermediate layer arranged therebetween.
  • Organic layer 12 of the carrier generation layer 11 is formed, apply equally to the organic light-emitting layers 4 and 5, as appropriate
  • the dopant can simultaneously form the emitter material of the respective layer or, in addition to a dopant, a suitable emitter material can be contained.
  • FIG. 5 shows a further exemplary embodiment which, in comparison to the exemplary embodiment of FIG. 4, additionally has an intermediate layer 14 between the organic light-emitting layers 4, 5 formed as parts of the charge carrier generation layer 11, as described in connection with the exemplary embodiment of FIG.
  • Embodiments and their features can also be combined with each other according to further embodiments, even if such combinations are not explicitly shown in the figures.
  • the embodiments described in connection with the figures may have additional or alternative features as described in the general part.
  • the invention is not limited by the description based on the embodiments of these. Rather, the invention encompasses every new feature as well as every combination of features, which in particular includes any combination of features in the patent claims, even if this feature or combination itself is not explicitly described in the claims

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Abstract

Es wird ein organisches Licht emittierendes Bauelement angegeben mit einem organischen funktionellen Schichtenstapel (10) zwischen zwei Elektroden (2, 7), wobei der organische funktionelle Schichtenstapel (10) zumindest zwei organische Licht emittierende Schichten (4, 5) und zumindest eine Ladungsträgererzeugungsschicht (11) aufweist undwobei zumindest eine der zumindest zwei organischen Licht emittierenden Schichten (4, 5) Teil der Ladungsträgererzeugungsschicht (11) ist.

Description

Beschreibung
Organisches Licht emittierendes Bauelement Es wird ein organisches Licht emittierendes Bauelement angegeben .
Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 10 2015 102 371.7, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.
Eine organische Licht emittierende Diode (OLED) kann in eine organische Emitterschicht injizierte Ladungsträgerpaare, die jeweils aus einem Elektron und einem Loch gebildet werden, in Photonen konvertieren. Bei einer OLED mit nur einer
Emitterschicht kann pro injiziertem Ladungsträgerpaar maximal ein Photon erzeugt werden. Um eine höhere Effizienz zu erreichen, ist es bekannt, mehrere Emitterschichten
übereinander zu stapeln, wobei zwischen benachbarten
Emitterschichten jeweils eine Ladungsträgererzeugungsschicht (CGL: „Charge generation layer") angeordnet ist. Dadurch kann es möglich sein, pro Ladungsträgerpaar, das in einen solchen Stapel injiziert wird, mehrere Photonen zu erzeugen, da die Ladungsträgererzeugungsschichten wie interne Anoden und
Kathoden wirken.
Eine CGL weist üblicherweise einen p-dotierten Bereich und einen n-dotierten Bereich auf, die über eine Zwischenschicht miteinander verbunden sein. Ein Nachteil eines solchen
Aufbaus, in dem die CGLs zusätzliche Schichten zu den für die Lichtemission erforderlichen Schichten darstellen, kann darin liegen, dass die eingesetzten CGL-Schichten oftmals in dem Wellenlängenbereich absorbieren, in dem die OLED emittiert, wodurch die Effizienz der OLED gesenkt wird. Übliche
kommerziell erhältliche p-und n-Dotierstoffe sind zudem im Vergleich zu anderen Materialien einer OLED oft teuer. Des Weiteren kann eine Leitfähigkeitsdotierung im allgemeinen eine starke Abhängigkeit der Betriebsspannung von der
Temperatur verursachen, so dass vermutet wird, dass hierin auch einer der limitierten Faktoren für die Stabilität von OLED bei hohen Temperaturen liegt.
Zumindest eine Aufgabe von bestimmten Ausführungsformen 1 es, ein organisches Licht emittierendes Bauelement mit zumindest zwei organischen Licht emittierenden Schichten anzugeben .
Diese Aufgabe wird durch einen Gegenstand gemäß dem
unabhängigen Patentanspruch gelöst. Vorteilhafte
Ausführungsformen und Weiterbildungen des Gegenstands sind in den abhängigen Ansprüchen gekennzeichnet und gehen weiterhin aus der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen hervor .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist ein organisches Licht emittierendes Bauelement zumindest zwei Elektroden auf, zwischen denen ein organischer funktioneller Schichtenstapel angeordnet ist. Der organische funktionelle Schichtenstapel weist die zumindest zwei organischen Licht emittierenden Schichten in Form von organischen elektrolumineszierenden Schicht auf, die im Betrieb des organischen Licht
emittierenden Bauelements durch Ladungsträgerrekombination Licht erzeugen. Das organische Licht emittierende Bauelement kann insbesondere als organische Licht emittierende Diode (OLED) mit zumindest zwei organischen Licht emittierenden Schichten ausgebildet sein. Der organische funktionelle Schichtstapel kann Schichten mit organischen Polymeren, organischen Oligomeren, organischen Monomeren, organischen kleinen, nicht-polymeren Molekülen („small molecules") oder Kombinationen daraus aufweisen. Der organische funktionelle Schichtenstapel kann zusätzlich zu den zumindest zwei organischen Licht emittierenden Schichten zumindest eine funktionelle Schicht aufweisen, die als
Lochtransportschicht ausgeführt ist, um eine effektive
Löcherinjektion in zumindest eine der Licht emittierenden Schichten zu ermöglichen. Als Materialien für eine
Lochtransportschicht können sich beispielsweise tertiäre Amine, Carbazolderivate, mit Camphersulfonsäure dotiertes Polyanilin oder mit Polystyrolsulfonsäure dotiertes
Polyethylendioxythiophen als vorteilhaft erweisen. Der organische funktionelle Schichtenstapel kann weiterhin zumindest eine funktionelle Schicht aufweisen, die als
Elektronentransportschicht ausgebildet ist. Allgemein kann der organische funktionelle Schichtenstapel zusätzlich zu den zumindest zwei organischen Licht emittierenden Schichten eine Mehrzahl von organischen funktionellen Schichten aufweisen, die ausgewählt sind aus Lochinjektionsschichten,
Lochtransportschichten, Elektroneninj ektionsschichten,
Elektronentransportschichten, Lochblockierschichten und
Elektronenblockierschichten . Insbesondere können die
Schichten des organischen funktionellen Schichtenstapels vollständig oder zumindest überwiegend organische
funktionelle Schichten sein. Darüber hinaus kann es auch möglich sein, dass einzelne Schichten des organischen
funktionelle Schichtenstapels auch anorganische Materialien aufweisen oder daraus gebildet sind, so etwa beispielsweise eine Zwischenschicht einer Ladungsträgererzeugungsschicht, wie weiter unten beschrieben ist. Im Hinblick auf den prinzipiellen Aufbau eines organischen Licht emittierenden Bauelements, dabei insbesondere im
Hinblick auf den Aufbau, die SchichtZusammensetzung und die Materialien des organischen funktionellen Schichtenstapels, wird auf die Druckschrift WO 2010/066245 AI verwiesen, die hiermit ausdrücklich durch Rückbezug aufgenommen wird.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der organische funktionelle Schichtenstapel mit den zwei Elektroden auf einem Substrat angeordnet. Das Substrat kann beispielsweise eines oder mehrere Materialien in Form einer Schicht, einer Platte, einer Folie oder einem Laminat aufweisen, die ausgewählt sind aus Glas, Quarz, Kunststoff, Metall,
Siliziumwafer . Besonders bevorzugt weist das Substrat Glas, beispielsweise in Form einer Glasschicht, Glasfolie oder Glasplatte, auf oder ist daraus.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist zumindest eine der Elektroden transparent ausgebildet. Mit „transparent" wird hier und im Folgenden eine Schicht bezeichnet, die
durchlässig für sichtbares Licht ist. Dabei kann die
transparente Schicht klar durchscheinend oder zumindest teilweise Licht streuend und/oder teilweise Licht
absorbierend sein, so dass die transparente Schicht
beispielsweise auch diffus oder milchig durchscheinend sein kann. Besonders bevorzugt ist eine hier als transparent bezeichnete Schicht möglichst lichtdurchlässig, so dass insbesondere die Absorption von im Betrieb des Bauelements im organischen funktionellen Schichtenstapel erzeugtem Licht so gering wie möglich ist.
Die zwei Elektroden, zwischen denen der organische
funktionelle Schichtenstapel angeordnet ist, können beispielsweise auch beide transparent ausgebildet sein, sodass das in den zumindest zwei Licht emittierenden
Schichten zwischen den beiden Elektroden erzeugte Licht in beide Richtungen, also durch beide Elektroden hindurch, abgestrahlt werden kann. Für den Fall, dass das organische
Licht emittierende Bauelement ein Substrat aufweist, bedeutet dies, dass Licht sowohl durch das Substrat hindurch, das dann ebenfalls transparent ausgebildet ist, als auch in die vom Substrat abgewandte Richtung abgestrahlt werden kann.
Weiterhin können in diesem Fall alle Schichten des
organischen Licht emittierenden Bauelements transparent ausgebildet sein, sodass das organische Licht emittierende Bauelement eine transparente OLED bildet. Darüber hinaus kann es auch möglich sein, dass eine der beiden Elektroden, zwischen denen der organische funktionelle Schichtenstapel angeordnet ist, nicht-transparent und vorzugsweise
reflektierend ausgebildet ist, sodass das in den zumindest zwei Licht emittierenden Schichten zwischen den beiden
Elektroden erzeugte Licht nur in eine Richtung durch die transparente Elektrode abgestrahlt werden kann. Ist die auf dem Substrat angeordnete Elektrode transparent und ist auch das Substrat transparent ausgebildet, so spricht man auch von einem so genannten „bottom emitter", während man im Fall, dass die dem Substrat abgewandt angeordnete Elektrode
transparent ausgebildet ist, von einem so genannten „top emitter" spricht.
Der organische funktionelle Schichtenstapel des hier
beschriebenen organischen Licht emittierenden Bauelements weist weiterhin zumindest eine Ladungsträgererzeugungsschicht auf. Mit einer „Ladungsträgererzeugungsschicht" wird hier und im Folgenden eine Schichtenfolge beschrieben, die im
Allgemeinen durch einen pn-Übergang gebildet wird. Die Ladungsträgererzeugungsschicht, die auch als so genannte „Charge generation layer" (CGL) bezeichnet werden kann, ist insbesondere als einen Tunnelübergang bildenden pn-Übergang ausgebildet, der in Rückwärtsrichtung betrieben wird und der zu einer effektiven Ladungstrennung und damit zur „Erzeugung von Ladungsträgern eingesetzt werden kann.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die
Ladungsträgererzeugungsschicht eine erste organische Schicht auf, die mit einem ersten Ladungsträgertyp dotiert ist.
Weiterhin weist die Ladungsträgererzeugungsschicht eine zweite organische Schicht auf, die mit einem zweiten
Ladungsträgertyp dotiert ist, der vom ersten Ladungsträger Typ verschieden ist. Insbesondere weist die
Ladungsträgererzeugungsschicht eine Elektronen leitende Schicht und eine Löcher leitende Schicht auf. „Elektronen leitend" und „Löcher leitend" können hier und im Folgenden auch als n-leitend bzw. p-leitend bezeichnet werden. Mit anderen Worten weist die Ladungsträgererzeugungsschicht zumindest zwei organische Schichten auf, von denen eine p- dotiert und die andere n-dotiert ist.
Weiterhin ist zumindest eine der zumindest zwei organischen Licht emittierenden Schichten Teil der
Ladungsträgererzeugungsschicht. Das bedeutet mit anderen Worten, dass zumindest eine Schicht der
Ladungsträgererzeugungsschicht gleichzeitig auch eine der zumindest zwei organischen Licht emittierenden Schichten bildet und ein Material enthält, das im Betrieb des
organischen Licht emittierenden Bauelements Licht emittiert. Insbesondere kann somit zumindest die erste oder die zweite organische Schicht der Ladungsträgererzeugungsschicht gleichzeitig eine der zumindest zwei organischen Licht emittierenden Schichten sein. Das bedeutet mit anderen Worten auch, dass zumindest eine der zwei organischen Licht
emittierenden Schichten des organischen funktionellen
Schichtenstapels die Funktionalität einer organischen Schicht der Ladungsträgererzeugungsschicht aufweist, die also p- oder n-leitend ist und zur Ladungsträgererzeugung in der
Ladungsträgererzeugungsschicht beiträgt. Zumindest ein Teil der Ladungsträgererzeugungsschicht bildet somit einen Licht erzeugenden Bereich, also zumindest eine der organischen Licht emittierenden Schichten des organischen Licht
emittierenden Bauelements.
Dem hier beschriebenen organischen Licht emittierenden
Bauelement liegt insbesondere die Überlegung zu Grunde, den Aufbau einer gestapelten OLED, also einer OLED mit zumindest zwei organischen Licht emittierenden Schichten, dadurch wesentlich zu vereinfachen, dass zumindest eine Licht
emittierende Schicht oder auch beide Licht emittierenden Schichten die Aufgabe einer p- und/oder n-Schicht in einer Ladungsträgererzeugungsschicht übernehmen. Dies kann dadurch erreicht werden, dass zumindest eine Licht emittierende
Schicht verwendet wird, die zusätzlich auch p- oder n- leitende Eigenschaften aufweist und die zusammen mit
zumindest einer weiteren entgegengesetzt leitenden Schicht einen CGL-Effekt zeigt. Durch den hier beschriebenen Aufbau des organischen Licht emittierenden Bauelements kann es möglich sein, auf in herkömmliche Loch und Elektronen
leitende Matrixmaterialien dotierte kommerzielle p- und n- Dotierstoffe zu verzichten und einen einfacheren OLED-Aufbau zu realisieren.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird in der organischen Licht emittierenden Schicht, die als Teil der Ladungsträgererzeugungsschicht ausgebildet ist, ein
Emittermaterial verwendet, das gleichzeitig als p- oder n- Dotierstoff dient. Das kann beispielsweise bedeuten, dass die zumindest eine der zumindest zwei organischen Licht
emittierenden Schichten, die Teil der
Ladungsträgererzeugungsschicht ist, ein Material aufweist, das gleichzeitig als Dotierstoff und als Emittermaterial wirkt. Alternativ hierzu kann es auch möglich sein, dass eine organische Licht emittierende Schicht, die Teil der
Ladungsträgererzeugungsschicht ist, ein Emittermaterial und zusätzlich einen Dotierstoff aufweist.
Beispielsweise kann die zumindest eine der zumindest zwei organischen Licht emittierenden Schichten, die Teil der
Ladungsträgererzeugungsschicht ist, einen p-Dotierstoff aufweisen, der gleichzeitig ein Emittermaterial ist. Der p- Dotierstoff, der gleichzeitig ein Emittermaterial ist, kann beispielsweise Ir(ppy)3 (Tris- (2-phenylpyridin) iridium (III) aufweisen oder daraus sein.
Weiterhin kann die zumindest eine der zumindest zwei
organischen Licht emittierenden Schichten, die Teil der
Ladungsträgererzeugungsschicht ist, einen n-Dotierstoff aufweisen, der gleichzeitig ein Emittermaterial ist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist genau eine der zumindest zwei organischen Licht emittierenden Schichten Teil der Ladungsträgererzeugungsschicht. Weiterhin kann zwischen der anderen der zumindest zwei organischen Licht
emittierenden Schichten, also derjenigen organischen Licht emittierenden Schicht, die nicht Teil der
Ladungsträgererzeugungsschicht ist, und der LadungsträgererzeugungsSchicht eine
Ladungsträgerblockierschicht angeordnet sein.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind die zumindest zwei organischen Licht emittierenden Schichten beide Teile der Ladungsträgererzeugungsschicht. In diesem Fall bilden die zumindest zwei organischen Licht emittierenden Schichten die erste und zweite organische Schicht der
Ladungsträgererzeugungsschicht und sind mit unterschiedlichen Ladungsträgertypen dotiert.
Eine Löcher leitende organische Schicht, insbesondere eine Löcher leitende Schicht der Ladungsträgererzeugungsschicht, die eine organische Licht emittierende Schicht oder auch eine reine CGL-Schicht ohne Lichtemission sein kann, kann als p- dotierte Schicht ausgebildet sein, die einen anorganischen oder organischen Dotierstoff in einer organischen Löcher leitenden Matrix aufweist. Als anorganischer Dotierstoff kommen beispielsweise Übergangsmetalloxide wie etwa
Vanadiumoxid, Molybdänoxid oder Wolframoxid in Frage. Als organische Dotierstoffe kommen beispielsweise
Tetrafluorotetracyanoquinodimethan (F4-TCNQ) oder Kupfer- Pentafluorobenzoat (Cu(I)pFBz) in Frage. Weiterhin kommen als organische Dotierstoffe beispielsweise
Übergangsmetallkomplexe in Frage. Diese können bevorzugt ein Zentralatom, beispielsweise Cu, mit Liganden aufweisen, beispielsweise Acetylacetonat (acac) . Weiterhin kommen beispielsweise Kupferkomplexe, beispielsweise Kupfer- Carboxylate, oder auch Metallkomplexe mit Bismut und/oder Chrom in Frage.
Eine Elektronen leitende organische Schicht, insbesondere eine Elektronen leitende Schicht der Ladungsträgererzeugungsschicht, die eine organische Licht emittierende Schicht oder auch eine reine CGL-Schicht sein kann, kann als n-dotierte Schicht ausgebildet sein, die in einer organischen Elektronen leitenden Matrix einen n- Dotierstoff aufweist, beispielsweise ein Metall mit niedriger Austrittsarbeit wie beispielsweise Cs, Li, Ca, Na, Ba oder Mg oder Verbindungen daraus, beispielsweise C S 2CO3 oder C S 3 PO4 .
Als Matrixmaterialien können für eine Löcher leitende Schicht eines oder mehrere Materialien in Frage kommen, die aus einer Gruppe ausgewählt sind, die HAT-CN
(Hexaazatriphenylenhexacarbonitril ) , F16CuPc (Kupfer- Hexadecafluorophthalocyanin) , α-NPD, NPB (Ν,Ν'- Bis (naphthalen-l-yl) -N, ' -bis (phenyl) -benzidin) , beta-NPB (N, ' -Bis (naphthalen-2-yl) -N, ' -bis (phenyl) -benzidin) , TPD
(N, ' -Bis ( 3-methylphenyl ) -N, ' -bis (phenyl ) -benzidin) , Spiro- TPD (N, ' -Bis (3-methylphenyl) -N, ' -bis (phenyl) -benzidin) , Spiro-NPB (N, N ' -Bis (naphthalen-l-yl) -N, N ' -bis (phenyl) -spiro) , DMFL-TPD (Ν,Ν' -Bis (3-methylphenyl) -Ν,Ν' -bis (phenyl) -9, 9- dimethyl-fluoren) , DMFL-NPB (N, N ' -Bis (naphthalen-l-yl) -N, N ' - bis (phenyl) -9, 9-dimethyl-fluoren) , DPFL-TPD (N,N'-Bis(3- methylphenyl ) -N, N ' -bis (phenyl) -9, 9-diphenyl-fluoren) , DPFL- NPB (Ν,Ν' -Bis (naphthalen-l-yl) -Ν,Ν' -bis (phenyl) -9, 9-diphenyl- fluoren) , Spiro-TAD (2 , 2 ' , 7 , 7 ' -Tetrakis (N, N-diphenylamino) - 9, 9 ' -spirobifluoren) , 9, 9-Bis [4- (N, N-bis-biphenyl-4-yl- amino) phenyl ] -9H-fluoren, 9, 9-Bis [4- (N, N-bis-naphthalen-2-yl- amino) phenyl ]-9H-fluoren, 9,9-Bis[4-(N,N' -bis-naphthalen-2- yl-N, N ' -bis-phenyl-amino) -phenyl ]-9H-fluor, Ν,Ν'- bis (phenanthren- 9-yl ) -N, N ' -bis (phenyl ) -benzidin, 2, 7-Bis [N,N- bis (9, 9-spiro-bifluorene-2-yl) -amino] -9, 9-spiro-bifluoren, 2,2'-Bis[N,N-bis (biphenyl-4-yl ) amino ] 9, 9-spiro-bifluoren, 2 , 2 ' -Bis (N, N-di-phenyl-amino) 9, 9-spiro-bifluoren, Di- [ 4- (N, N- ditolyl-amino) -phenyl ] cyclohexan, 2 , 2 ' , 7 , 7 ' -tetra (N, N-di- tolyl) amino-spiro-bifluoren, N, , ' , ' -tetra-naphthalen-2-yl- benzidin sowie Gemische dieser Verbindungen umfasst.
Als Matrixmaterialien einer Elektronen leitenden Schicht können eines oder mehrere Materialien in Frage kommen, die aus einer Gruppe ausgewählt sind, die 2, 2 ' , 2"- (1, 3, 5- Benzinetriyl ) -tris (1-phenyl-l-H-benzimidazol) , 2- (4- Biphenylyl) -5- (4-tert-butylphenyl) -1, 3, 4-oxadiazol, 2, 9- Dimethyl-4, 7-diphenyl-l, 10-phenanthrolin (BCP) , 8- Hydroxyquinolinolato-lithium, 4- (Naphthalen-l-yl) -3, 5- diphenyl-4H-l , 2,4-triazol, l,3-Bis[2-(2,2'-bipyridin-6-yl)- 1,3, 4-oxadiazo-5-yl ] benzen, 4, 7-Diphenyl-l , 10-phenanthrolin (BPhen) , 3- (4-Biphenylyl) -4-phenyl-5-tert-butylphenyl-l , 2, 4- triazol, Bis (2-methyl-8-quinolinolat ) -4- (phenylphenolato) aluminium, 6, 6 ' -Bis [5- (biphenyl-4-yl) -1,3,4- oxadiazo-2-yl ] -2,2' -bipyridyl, 2-phenyl-9, 10-di (naphthalen-2- yl) -anthracen, 2, 7-Bis [2 - (2, 2 ' -bipyridin-6-yl) -1, 3, 4- oxadiazo-5-yl ] -9, 9-dimethylfluoren, 1, 3-Bis [2- (4-tert- butylphenyl) -1,3, 4-oxadiazo-5-yl ] benzen, 2- (naphthalen-2-yl) - 4, 7-diphenyl-l, 10-phenanthrolin, 2, 9-Bis (naphthalen-2-yl) - 4, 7-diphenyl-l, 10-phenanthrolin, Tris (2,4, 6-trimethyl-3- (pyridin-3-yl ) phenyl ) boran, l-methyl-2- (4- (naphthalen-2- yl) phenyl) -lH-imidazo [4, 5-f ] [ 1 , 10 ] phenanthrolin, Phenyl- dipyrenylphosphinoxid, Naphthalintetracarbonsäuredianhydrid und dessen Imide, Perylentetracarbonsäuredianhydrid und dessen Imide, Materialien basierend auf Silolen mit einer Silacyclopentadieneinheit sowie Gemische der vorgenannten Stoffe umfasst. Gemäß einer weiteren Ausführungsform grenzen die erste und zweite organische Schicht der Ladungsträgererzeugungsschicht, von denen zumindest eine eine organische Licht emittierende Schicht ist, unmittelbar aneinander an. Alternativ hierzu kann die Ladungsträgererzeugungsschicht zwischen der ersten und zweiten organischen Schicht, also zwischen der Elektronen leitenden Schicht und der Löcher leitenden Schicht, eine undotierte Zwischenschicht aufweisen. Die Zwischenschicht kann beispielsweise durch ein Metalloxid, etwa VOx,
beispielsweise V205, MoOx, WOx, AI2O3, Indiumzinnoxid, SnOx und/oder ZnOx, oder eine metallorganische Verbindung wie etwa ein Phthalocyanin, beispielsweise Kupferphthalocyanin (CuPc) , Vanadylphthalocyanin (VOPc) , Titanylphthalocyanin (TiOPc) , gebildet werden und weiterhin eine Dicke von größer oder gleich 1 nm oder größer oder gleich 2 nm und kleiner oder gleich 10 nm oder kleiner oder gleich 5 nm aufweisen.
Weiterhin kann die Zwischenschicht eine dünne Metallschicht, beispielsweise mit einer Dicke von größer oder gleich 0,1 nm und kleiner oder gleich 5 nm und beispielsweise mit einem oder mehreren Metallen ausgewählt aus AI, Ag, Cu, Ca und Au, aufweisen oder daraus bestehen. Die Zwischenschicht kann weiterhin auch zwei oder mehrere der vorgenannten Materialien aufweisen, beispielsweise in Form einer Mischschicht. Durch die Zwischenschicht kann beispielsweise eine Abreaktion der mitunter hochreaktiven Schichten und/oder eine Diffusion von Dotierstoffen zwischen den Schichten der
Ladungsträgererzeugungsschicht unterdrückt werden. Bei dem hier beschriebenen organischen Licht emittierenden
Bauelement ist mit Vorteil ein im Vergleich zu üblichen OLEDs mit CGLs vereinfachter Stapelaufbau möglich, da zumindest eine organische Licht emittierende Schicht auch die
zusätzliche Aufgabe einer Schicht einer CGL übernimmt. Damit verbunden kann auch eine schnellere und vereinfachte
Herstellung mit geringerer Taktzeit möglich sein, was
insbesondere für eine Inline-Fertigung vorteilhaft sein kann. Weiterhin kann es möglich sein, dass das organische Licht emittierende Bauelement eine höhere Stabilität durch eine verringerte Anzahl an Verlustkanälen, Materialien und
Grenzflächen bietet. Darüber hinaus kann eine höhere
Effizienz in Bezug auf die Lichtabstrahlung durch eine
Verringerung des Absorptionsverlustes des emittierten Lichts in den dotierten Schichten sowie in Bezug auf einen
geringeren Spannungsabfall aufgrund einer geringeren Anzahl von Schichten möglich sein. Durch eine zumindest teilweise Vermeidung der Verwendung teurer kommerzieller p-und n- Dotierstoffe können sich auch geringere Kosten ergeben.
Weitere Vorteile, vorteilhafte Ausführungsformen und
Weiterbildungen ergeben sich aus den im Folgenden in
Verbindung mit den Figuren beschriebenen
Ausführungsbeispielen.
Es zeigen:
Figur 1 eine schematische Darstellung eines organischen Licht emittierenden Bauelements gemäß einem
Ausführungsbeispiel ,
Figur 2 eine schematische Darstellung eines Ausschnitts eines organischen Licht emittierenden Bauelements gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel,
Figur 3 eine schematische Darstellung eines Ausschnitts eines organischen Licht emittierenden Bauelements gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel,
Figur 4 eine schematische Darstellung eines Ausschnitts eines organischen Licht emittierenden Bauelements gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel und Figur 5 eine schematische Darstellung eines Ausschnitts eines organischen Licht emittierenden Bauelements gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel. In den Ausführungsbeispielen und Figuren können gleiche, gleichartige oder gleich wirkende Elemente jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen sein. Die dargestellten Elemente und deren Größenverhältnisse untereinander sind nicht als maßstabsgerecht anzusehen, vielmehr können einzelne Elemente, wie zum Beispiel Schichten, Bauteile, Bauelemente und Bereiche, zur besseren Darstellbarkeit und/oder zum besseren Verständnis übertrieben groß dargestellt sein.
In Figur 1 ist ein Ausführungsbeispiel für ein organisches Licht emittierendes Bauelement 100 gezeigt, das einen
organischen funktionellen Schichtenstapel 10 mit zumindest zwei organischen Licht emittierenden Schichten 4, 5 zwischen zwei Elektroden 2, 7 aufweist. Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Elektroden 2, 7 und der organische funktionelle Schichtenstapel 10 auf einem Substrat 1 angeordnet. Das Substrat 1 kann als Trägerelement für die darauf aufgebrachten Schichten dienen und
beispielsweise Glas, etwa in Form einer Glasfolie oder
Glasplatte, Quarz und/oder ein Halbleitermaterial aufweisen oder daraus gebildet sein. Alternativ kann das Substrat 1 auch eine Kunststofffolie oder ein Laminat aus mehreren
Kunststofffolien und/oder Glasfolien aufweisen oder daraus gebildet sein.
Zumindest eine der beiden Elektroden 2, 7 ist transparent ausgebildet, wobei zumindest im Fall der Ausbildung des organischen Licht emittierenden Bauelements 100 als Bottom- Emitter, bei dem die zwischen dem Substrat 1 und dem
organischen funktionellen Schichtenstapel 10 angeordnete untere Elektrode 2 transparent ist, auch das Substrat 1 transparent ausgebildet ist. Im Fall der Ausbildung des organischen Licht emittierenden Bauelements 100 als Top- Emitter ist zumindest die obere Elektrode 7 transparent ausgebildet. Soll das organische Licht emittierende
Bauelement 100 Licht nur in eine Richtung abstrahlen, so ist die der Abstrahlrichtung entgegengesetzt angeordnete
Elektrode, also im Fall eines Bottom-Emitters die obere Elektrode 7 und im Fall eines Top-Emitters die untere
Elektrode 2, bevorzugt reflektierend ausgebildet. Sind beide Elektroden 2, 7 sowie das Substrat 1 transparent, ist das organische Licht emittierende Bauelement bevorzugt als transparente OLED ausgebildet, die im Betrieb beidseitig Licht abstrahlen kann.
Als Material für eine transparente Elektrode kann
beispielsweise ein transparentes leitendes Oxid verwendet werden. Transparente leitende Oxide (TCO: „transparent conductive oxide") sind transparente, leitende Materialien, in der Regel Metalloxide wie beispielsweise Zinkoxid,
Zinnoxid, Cadmiumoxid, Titanoxid, Indiumoxid, Indiumzinnoxid (ITO) oder Aluminiumzinkoxid (AZO) . Neben binären
MetallsauerstoffVerbindungen wie beispielsweise ZnO, Sn02 oder Ιη2θ3 gehören auch ternäre MetallsauerstoffVerbindungen wie beispielsweise Zn2Sn04, CdSn03, ZnSn03, Mgln204, Galn03, Ζη2ΐη2θ5 oder In4Sn30i2 oder Mischungen unterschiedlicher transparenter leitender Oxide zu der Gruppe der TCOs .
Weiterhin entsprechen die TCOs nicht zwingend einer
stöchiometrischen Zusammensetzung und können auch p- oder n- dotiert sein. Weiterhin kann eine transparente Elektrode auch eine
Metallschicht mit einem Metall oder einer Legierung
aufweisen, beispielsweise mit einem oder mehreren der
folgenden Materialien: Ag, Pt, Au, Mg, Ag:Mg. Darüber hinaus sind auch andere Metalle möglich. Die Metallschicht weist dabei eine derart geringe Dicke auf, dass sie zumindest teilweise durchlässig für das von den zumindest zwei
organischen Licht emittierenden Schichten 4, 5 im Betrieb des organischen Licht emittierenden Bauelements 100 erzeugte Licht ist, beispielsweise eine Dicke von kleiner oder gleich 50 nm.
Als Material für eine reflektierende Elektrode kann
beispielsweise ein Metall verwendet werden, das ausgewählt sein kann aus Aluminium, Barium, Indium, Silber, Gold,
Magnesium, Calcium und Lithium sowie Verbindungen,
Kombinationen und Legierungen daraus. Insbesondere kann eine reflektierende Elektrode Ag, AI oder Legierungen mit diesen aufweisen, beispielsweise Ag:Mg, Ag:Ca, Mg:Al.
Die Elektroden 2, 7 können auch Kombinationen von zumindest einer oder mehreren TCO-Schichten und zumindest einer oder mehreren Metallschichten aufweisen. Die Elektroden 2, 7 können jeweils großflächig ausgebildet sein. Dadurch kann eine großflächige Abstrahlung des in den organischen Licht emittierenden Schichten erzeugten Lichts ermöglicht werden. „Großflächig" kann dabei bedeuten, dass das organische Licht emittierende Bauelement 100 eine Fläche von größer oder gleich einigen Quadratmillimetern, bevorzugt größer oder gleich einem QuadratZentimeter und besonders bevorzugt größer oder gleich einem Quadratdezimeter aufweist. Das organische Licht emittierende Bauelement 100 ist als so genannte gestapelte OLED ausgebildet, bei dem die zumindest zwei organischen Licht emittierenden Schichten 4, 5 innerhalb des organischen funktionellen Schichtenstapels 10 in
Stapelrichtung übereinander angeordnet sind. Der organische funktionelle Schichtenstapel 10 weist weiterhin eine
Ladungsträgererzeugungsschicht 11 auf, wobei im gezeigten Ausführungsbeispiel die organische Licht emittierende Schicht 4 Teil der Ladungsträgererzeugungsschicht 11 ist.
Insbesondere weist die Ladungsträgererzeugungsschicht 11 im gezeigten Ausführungsbeispiel eine erste organische Schicht 12 auf, die mit einem ersten Ladungsträgertyp dotiert ist, und eine zweite organische Schicht 13, die mit einem zweiten Ladungsträgertyp dotiert ist, der verschieden vom ersten Ladungsträgertyp ist. Die erste organische Schicht 12, die gleichzeitig die organische Licht emittierende Schicht 4 ist, und die zweite organische Schicht 13 grenzen im gezeigten Ausführungsbeispiel unmittelbar aneinander an und bilden einen rückwärts betriebenen pn-Übergang, der im Betrieb des organischen Licht emittierenden Bauelements 100 zu einer
Ladungsträgertrennung und somit zu einer Bereitstellung von Ladungsträger für die organischen Licht emittierenden
Schichten 4 und 5 führt. Beispielsweise können die untere Elektrode 2 als Anode und die obere Elektrode 7 als Kathode ausgebildet sein. In diesem Fall sind die erste organische Schicht 12 bzw. die organische Licht emittierende Schicht 4 Elektronen leitend und die zweite organische Schicht 13 Löcher leitend ausgebildet.
Entsprechend sind die erste organische Schicht 12 bzw. die organische Licht emittierende Schicht 4 n-dotiert und die zweite organische Schicht 13 p-dotiert ausgebildet. Alternativ zu der beschriebenen Polarität der Elektroden 2, 7 und der entsprechenden Ausbildung der Schichten des
organischen funktionellen Schichtenstapels 10 kann die
Polarität des organischen Licht emittierenden Bauelement 100 auch umgekehrt sein, so dass die untere Elektrode 2 als
Kathode und die obere Elektrode 7 als Anode ausgebildet sein kann. In diesem Fall sind auch die Dotierungen der
organischen Schichten 12, 13 der
Ladungsträgererzeugungsschicht 11 umgekehrt. Die erste organische Schicht 12 bzw. die organische Licht emittierende Schicht 4 ist in diesem Fall also p-dotiert, während die zweite organische Schicht 13 n-dotiert ist.
Die p- bzw. n-leitenden Eigenschaften der organischen Licht emittierenden Schicht 4 kann erreicht werden, indem diese ein Matrixmaterial aufweist, in dem ein Emittermaterial enthalten ist, das gleichzeitig als p- bzw. n-Dotierstoff dient. Für den Fall, dass die organische Licht emittierende Schicht 4 gleichzeitig eine p-dotierte erste organische Schicht 12 der Ladungsträgererzeugungsschicht 11 bildet, kann beispielsweise Ir(ppy)3 als Material verwendet werden, das einen Emitter und gleichzeitig einen p-Dotierstoff bildet. Alternativ hierzu kann es auch möglich sein, dass ein Matrixmaterial verwendet wird, in dem ein Emittermaterial zur Erzeugung von Licht und zusätzlich ein geeigneter Dotierstoff enthalten sind.
Alternativ zum gezeigten Ausführungsbeispiel kann es auch möglich sein, dass anstelle der organischen Licht
emittierenden Schicht 4 die organische Licht emittierende Schicht 5 als Teil der Ladungsträgererzeugungsschicht 11 ausgebildet ist. In diesem Fall bildet die organische Licht emittierende Schicht 5 beispielsweise die zweite organische Schicht 13 der Ladungsträgererzeugungsschicht 11, während die erste organische Schicht 12 zwischen den organischen Licht emittierenden Schichten 4, 5 angeordnet ist. Die vorab beschriebenen Merkmale der organischen Licht emittierenden Schichten 4, 5 und der Ladungsträgererzeugungsschicht 11 gelten für diesen Fall entsprechend.
Weiterhin kann es auch möglich sein, dass der organische funktionelle Schichtenstapel 10 mehr als zwei organische Licht emittierende Schichten aufweist, wobei in diesem Fall zwischen jeweils zwei unmittelbar benachbarten organischen Licht emittierenden Schichten jeweils eine
Ladungsträgererzeugungsschicht angeordnet sein kann.
Zumindest eine oder jede der Ladungsträgererzeugungsschichten kann zumindest eine organische Schicht aufweisen, die durch eine der organischen Licht emittierenden Schichten gebildet ist .
Der organische funktionelle Schichtenstapel 10 kann
zusätzlich zu den beschriebenen organischen funktionellen Schichten 4, 5, 12, 13 weitere organische funktionelle
Schichten aufweisen. Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind rein beispielhaft Ladungsträgerinj ektions- bzw. - transportschichten 3, 6 gezeigt, die je nach Polarität der Elektroden 2, 7 Löcher oder Elektronen leitend sind.
Weiterhin kann über den Elektroden 2, 7 und dem organischen funktionellen Schichtenstapel 10 eine Verkapselungsanordnung, bevorzugt in Form einer Dünnschichtverkapselung, aufgebracht sein (nicht gezeigt) , um das organische Licht emittierende Bauelement 100 und insbesondere die Schichten des organischen funktionellen Schichtenstapels 10 und die Elektroden 2, 7 vor schädigenden Materialien aus der Umgebung wie beispielsweise Feuchtigkeit und/oder Sauerstoff und/oder anderen korrosiven Substanzen wie etwa Schwefelwasserstoff zu schützen. Die Verkapselungsanordnung kann hierzu eine oder mehrere dünne Schichten aufweisen, die beispielsweise mittels eines
Atomlagenabscheideverfahrens aufgebracht sind und die
beispielsweise eines oder mehrere der Materialien
Aluminiumoxid, Zinkoxid, Zirkoniumoxid, Titanoxid,
Hafniumoxid, Lanthanoxid und Tantaloxid aufweisen. Die
Verkapselungsanordnung kann weiterhin beispielsweise auf einer Dünnschichtverkapselung einen mechanischen Schutz in Form einer KunststoffSchicht und/oder einer auflaminierten
Glasschicht aufweisen, wodurch beispielsweise ein Kratzschutz erreicht werden kann. Alternativ sind auch andere
Verkapselungsanordnungen möglich, beispielsweise in Form eines aufgeklebten Glasdeckels.
In Verbindung mit den Figuren 2 bis 5 sind in Ausschnitten eines organischen Licht emittierenden Bauelements weitere Ausführungsbeispiele in Bezug auf die Ausbildung der
organischen Licht emittierenden Schichten 4, 5 und der
Ladungsträgererzeugungsschicht 11 gezeigt, die Modifikationen des Ausführungsbeispiel der Figur 1 darstellen. Die
nachfolgende Beschreibung bezieht sich daher vornehmlich auf Unterschiede zum Ausführungsbeispiel der Figur 1 bzw. den jeweils vorher beschriebenen Ausführungsbeispielen.
Wie in Figur 2 gezeigt ist, kann die
Ladungsträgererzeugungsschicht 11 zwischen der ersten
organischen Schicht 12 und der zweiten organischen Schicht 13 zusätzlich eine Zwischenschicht 14 aufweisen, die die
Materialien der organischen Schichten 12, 13 trennt. Dies kann insbesondere vorteilhaft sein, wenn eine Reaktion zwischen den Materialien der Schichten 12 und 13 oder eine Diffusion, beispielsweise von Dotierstoffen, zwischen diesen Schichten verhindert werden soll. Die Zwischenschicht 14 kann Materialien wie oben im allgemeinen Teil beschrieben
aufweisen . In Figur 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel gezeigt, bei dem zusätzlich zwischen der Ladungsträgererzeugungsschicht 11 und der organischen Licht emittierenden Schicht 5, die nicht Teil der Ladungsträgererzeugungsschicht 11 ist, eine
Ladungsträgerblockierschicht 8 angeordnet ist. Für den Fall, dass die zweite organische Schicht 13 p-leitend ist, kann es sich bei der Ladungsträgerblockierschicht 8 um eine
Elektronenblockierschicht handeln. Für den Fall, dass die zweite organische Schicht 13 n-leitend ist, kann es sich bei der Ladungsträgerblockierschicht 8 entsprechend um eine
Lochblockierschicht handeln. Alternativ zum gezeigten
Ausführungsbeispiel können die organischen Schichten 12, 13 der Ladungsträgererzeugungsschicht 11 auch ohne eine
dazwischen angeordnete Zwischenschicht 14 unmittelbar
aneinander angrenzen.
Entsprechend der Beschreibung des Ausführungsbeispiels der Figur 1 gelten auch die Ausführungsbeispiele der Figuren 2 und 3 für beide möglichen Polaritäten des organischen Licht emittierenden Bauelements 100. Weiterhin ist auch möglich, dass anstelle der organischen Licht emittierenden Schicht 4 die organische Licht emittierende Schicht 5 Teil der
Ladungsträgererzeugungsschicht 11 ist. Die in Verbindung mit der Zwischenschicht 14 und der Ladungsträgerblockierschicht 8 beschriebenen Merkmale gelten in diesem Fall entsprechend.
In Figur 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel gezeigt, bei dem beide organische Licht emittierende Schichten 4, 5 als Schichten der Ladungsträgererzeugungsschicht 11, also als erste organische Schicht 12 und als zweite organische Schicht 13, ausgebildet sind, die ohne eine dazwischen angeordnete Zwischenschicht unmittelbar aneinander angrenzen. Die vorab in Verbindung mit der organischen Licht emittierenden Schicht 4 beschriebenen Merkmale, die gleichzeitig als erste
organische Schicht 12 der Ladungsträgererzeugungsschicht 11 ausgebildet ist, gelten gleichermaßen für die organischen Licht emittierenden Schichten 4 und 5, wobei je nach
Polarität des organischen Licht emittierenden Bauelements eine der organischen Licht emittierenden Schichten 4 und 5 p- dotiert und die andere n-dotiert ist. Wie vorab beschrieben kann jeweils der Dotierstoff gleichzeitig das Emittermaterial der betreffenden Schicht bilden oder es kann zusätzlich zu einem Dotierstoff ein geeignetes Emittermaterial enthalten sein.
In Figur 5 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel gezeigt, das im Vergleich zum Ausführungsbeispiel der Figur 4 zusätzlich zwischen den als Teile der Ladungsträgererzeugungsschicht 11 ausgebildeten organischen Licht emittierenden Schichten 4, 5 eine Zwischenschicht 14 aufweist, wie in Verbindung mit dem Ausführungsbeispiel der Figur 2 beschrieben ist.
Die in Verbindung mit den Figuren beschriebenen
Ausführungsbeispiele und deren Merkmale können gemäß weiterer Ausführungsbeispiele auch miteinander kombiniert werden, auch wenn solche Kombinationen nicht explizit in den Figuren gezeigt sind. Weiterhin können die in Verbindung mit den Figuren beschriebenen Ausführungsbeispiele zusätzliche oder alternative Merkmale gemäß der Beschreibung im allgemeinen Teil aufweisen. Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele auf diese beschränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den
Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist.

Claims

Patentansprüche
1. Organisches Licht emittierendes Bauelement mit einem
organischen funktionellen Schichtenstapel (10) zwischen zwei Elektroden (2, 7),
wobei der organische funktionelle Schichtenstapel (10)
zumindest zwei organische Licht emittierende Schichten (4, 5) und zumindest eine Ladungsträgererzeugungsschicht (11) aufweist und
wobei zumindest eine der zumindest zwei organischen Licht emittierenden Schichten (4, 5) Teil der
Ladungsträgererzeugungsschicht (11) ist.
2. Bauelement nach Anspruch 1, wobei die
Ladungsträgererzeugungsschicht (11) eine erste
organische Schicht (12), die mit einem ersten
Ladungsträgertyp dotiert ist, und eine zweite organische Schicht (13), die mit einem zweiten Ladungsträgertyp dotiert ist, aufweist und zumindest eine der ersten und zweiten organischen Schicht (12, 13) gleichzeitig eine der zumindest zwei organischen Licht emittierenden
Schichten (4, 5) ist.
3. Bauelement nach Anspruch 2, wobei die erste und zweite organische Schicht (12, 13) unmittelbar aneinander angrenzen .
4. Bauelement nach Anspruch 2 oder 3, wobei zwischen der ersten und zweiten organische Schicht eine
Zwischenschicht (14) angeordnet ist.
5. Bauelement nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die zumindest eine der zumindest zwei organischen Licht emittierenden Schichten (4, 5), die Teil der
Ladungsträgererzeugungsschicht (11) ist, ein Material aufweist, das gleichzeitig als Dotierstoff und als
Emittermaterial wirkt.
Bauelement nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die zumindest eine der zumindest zwei organischen Licht emittierenden Schichten (4, 5), die Teil der
Ladungsträgererzeugungsschicht (11) ist, einen p- Dotierstoff aufweist, der gleichzeitig ein
Emittermaterial ist.
Bauelement nach Anspruch 6, wobei der p-Dotierstoff, der gleichzeitig ein Emittermaterial ist, Ir(ppy)3 aufweist oder dadurch gebildet wird.
Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die zumindest eine der zumindest zwei organischen Licht emittierenden Schichten (4, 5), die Teil der
Ladungsträgererzeugungsschicht (11) ist, einen n- Dotierstoff aufweist, der gleichzeitig ein
Emittermaterial ist.
Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die zumindest eine der zumindest zwei organischen Licht emittierenden Schichten (4, 5), die Teil der
Ladungsträgererzeugungsschicht (11) ist, einen
Dotierstoff und zusätzlich ein Emittermaterial aufweist.
Bauelement nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei genau eine der zumindest zwei organischen Licht
emittierenden Schichten (4, 5) Teil der
Ladungsträgererzeugungsschicht (11) ist.
11. Bauelement nach Anspruch 10, wobei zwischen der anderen der zumindest zwei organischen Licht emittierenden
Schichten (4, 5) und der Ladungsträgererzeugungsschicht (11) eine Ladungsträgerblockierschicht (8) angeordnet ist .
12. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die zumindest zwei organischen Licht emittierenden Schichten (4, 5) beide Teil der Ladungsträgererzeugungsschicht (11) sind und eine erste und zweite organische Schicht (12, 13) der Ladungsträgererzeugungsschicht (11) bilden, die mit unterschiedlichen Ladungsträgertypen dotiert sind .
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