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WO2017032802A1 - Organisches lichtemittierendes bauelement und leuchte - Google Patents

Organisches lichtemittierendes bauelement und leuchte Download PDF

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Publication number
WO2017032802A1
WO2017032802A1 PCT/EP2016/069981 EP2016069981W WO2017032802A1 WO 2017032802 A1 WO2017032802 A1 WO 2017032802A1 EP 2016069981 W EP2016069981 W EP 2016069981W WO 2017032802 A1 WO2017032802 A1 WO 2017032802A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
organic
layer
organic light
intermediate layer
emitting component
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/EP2016/069981
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Dominik Pentlehner
Carola Diez
Ulrich Niedermeier
Andreas Rausch
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 US15/752,570 priority Critical patent/US10608197B2/en
Publication of WO2017032802A1 publication Critical patent/WO2017032802A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • 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
    • H10K50/125—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers specially adapted for multicolour light emission, e.g. for emitting white light
    • H10K50/13—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers specially adapted for multicolour light emission, e.g. for emitting white light comprising stacked EL layers within one EL unit
    • H10K50/131—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers specially adapted for multicolour light emission, e.g. for emitting white light comprising stacked EL layers within one EL unit with spacer layers between the electroluminescent layers
    • 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]
    • H10K50/19—Tandem OLEDs
    • 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
    • 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
    • H10K2102/351—Thickness
    • 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
    • H10K85/311—Phthalocyanine

Definitions

  • Organic light-emitting component and luminaire relates to an organic light-emitting component. Furthermore, the invention relates to a light, in particular a tail light.
  • An object of the invention is to provide an organic compound
  • a further object of the invention is to provide a luminaire which is stable at high temperatures, in particular at temperatures greater than 85 ° C.
  • the organic light-emitting component comprises a functional
  • the functional layer stack is a layer stack.
  • the functional layer stack is a layer stack.
  • Layer stack has at least two organic
  • the carrier generation region is disposed between the two organic light-emitting layers.
  • the carrier generation zone comprises an electron-conducting organic layer.
  • the carrier generation zone has a hole-conducting organic layer.
  • an intermediate region is arranged between the electron-conducting organic layer and the hole-conducting organic layer.
  • the intermediate region has an organic intermediate layer.
  • the organic intermediate layer preferably has a first charge carrier transport mechanism.
  • Intermediate area has an inorganic intermediate layer.
  • the inorganic intermediate layer has a second charge carrier transport mechanism.
  • inorganic intermediate layer is between the organic intermediate layer and the electron-conducting organic
  • the charge carrier transport mechanism is at least partially remote from the second load carrier transport mechanism
  • the organic intermediate layer may comprise at least one material selected from a group consisting of phthalocyanine, phthalocyanine derivative, naphthalocyanine,
  • Naphtha-locyanine derivative, porphyrin and porphyrin derivative, and the inorganic intermediate layer may comprise at least one metal or semimetal selected from a group including Li, Na, K, Rb, Cs, Be, Mg, Ca, Sr , Ba, B, Al, Ag, Yb, Ga, In, Tl, and combinations thereof.
  • the organic light-emitting component is an organic
  • OLED light emitting diode
  • the light-emitting component has at least two organic light-emitting layers. This organic
  • light-emitting layers may be stacked vertically. By using at least two vertically stacked organic light-emitting layers, higher efficiency and stability can be achieved.
  • Layers are through at least one
  • the device is operable, so is capable of emitting radiation and set up.
  • the organic light-emitting component has a functional
  • the functional layer stack mainly comprises organic layers, but at least the intermediate region may also comprise inorganic layers, for example the inorganic intermediate layer
  • organic polymers organic oligomers, organic monomers, organic small non-polymeric molecules
  • the functional layer stack can have at least one functional layer which is embodied as a hole-transporting layer in order to achieve effective hole injection in
  • At least one of the light-emitting layers enable.
  • materials for a hole transport layer for example, tertiary amines, carbazole derivatives, doped with camphorsulfonic polyaniline or with
  • the functional layer stack can furthermore have at least one functional layer, which is formed as an electron transport layer.
  • the functional layer stack can have, in addition to the at least two organic light-emitting layers, further layers that are selected from
  • Electron injection layers, electron transport layers, hole blocking layers and electron blocking layers may be selected from a group consisting of
  • the material for an electron blocking layer may be selected from a group consisting of
  • NPB N, '-Bis (naphthalen-1-yl) -N,' -bis (phenyl) -benzidine
  • beta-NPB N N'-bis (naphthalen-2-yl) -N, '-bis ( phenyl) benzidine
  • TPD N, '- bis (3-methylphenyl) - N,' - bis (phenyl) benzidine
  • spiro TPD N, '- bis (3-methylphenyl) - N,' - bis (phenyl) benzidine
  • DMFL-NPB ⁇ , ⁇ '-bis (naphthalen-1-yl) - ⁇ , ⁇ '-bis (phenyl) -9,9-dimethyl-fluorene
  • DPFL-NPB ⁇ , ⁇ '-bis (naphthalen-1-yl) - ⁇ , ⁇ '-bis (phenyl) -9, 9-diphenyl-fluorene
  • an organic light-emitting component has at least two electrodes. In particular, between the two electrodes of
  • At least one of the electrodes is transparent.
  • transparent is here and below referred to a layer that
  • transparent layer to be clear translucent or at least partially light-scattering and / or partially light-absorbing, so that the transparent layer may be, for example, diffuse or milky translucent.
  • 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 device in the functional layer stack light or radiation is as low as possible.
  • both electrons are transparent. This can be in the at least two light-emitting layers generated light in both
  • the organic light emitting device forms a transparent OLED.
  • one of the two electrodes, between which the functional layer stack is arranged may also be possible that one of the two electrodes, between which the functional layer stack is arranged, not
  • Layers generated light can be emitted only in one direction through the transparent electrode.
  • this direction is the main beam direction or main direction x.
  • 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 where the electrode arranged facing away from the substrate is transparent, this is referred to as a so-called top emitter.
  • one electrode is transparent and the other electrode is reflective
  • the electrode formed as a transparent is arranged on a substrate, which then likewise has a transparent design is.
  • the component is then shaped as a so-called bottom emitter.
  • Transparent conductive oxides are generally metal oxides, such as, for example, zinc oxide, tin oxide, cadmium oxide, titanium oxide, indium oxide or indium tin oxide (ITO)
  • the organic light-emitting component has a substrate.
  • one of the two electrodes is arranged on the 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,
  • the substrate comprises or consists of glass.
  • the organic light-emitting component has two or more than two
  • organic light-emitting layers for example three, four or five.
  • the at least two organic light-emitting layers for example three, four or five.
  • Light emitting layers can each be the same have organic materials. In particular, then emit the at least two organic light-emitting
  • the at least two organic light-emitting layers have at least two different organic
  • the at least two organic light-emitting layers then emit radiation of different wavelength ranges, for example from the red, green and / or blue wavelength range.
  • the organic materials may be respectively
  • organic materials organic or organometallic compounds, such as derivatives of polyfluorene, polythiophene and polyphenylene,
  • the at least two organic light-emitting layers each have a ro-emitting organic material and a green
  • the at least two organic light-emitting layers have only the two mentioned organic materials and at least no further emitting materials.
  • the at least two organic light-emitting layers comprise a blue-emitting organic material and additionally a green-emitting organic material. Preferably then no further organic material is present.
  • the device is adapted to light from the red wavelength range or light from the white
  • Wavelength range to emit
  • the organic light-emitting component has three organic
  • the first organic compound has light-emitting layers on.
  • the first organic compound has light-emitting layers on.
  • the light-emitting layer has a material which contains radiation from the blue wavelength range
  • the second organic light-emitting layer has a material which emits radiation from the green wavelength range.
  • the third organic light-emitting layer has, in particular, a material which contains radiation from the red wavelength range
  • the component can emit white light.
  • the component can be used in a daytime running light for an automobile or for general lighting.
  • the at least two organic light-emitting layers are configured to emit radiation from the red wavelength range.
  • the dominant wavelength of the red Wavelength range a value of 625 nm with a tolerance of 5 nm, 4 nm, 3 nm, 2 nm or 1 nm of this value.
  • the organic light-emitting component has a charge carrier generation zone.
  • the carrier generation region is disposed between the two organic light-emitting layers.
  • a charge carrier generation zone is described here and below as a layer sequence, which is generally formed by a pn junction.
  • Charge generating zone which may also be referred to as a so-called “charge generation layer” (CGL) is
  • the carrier generation zone connects at least the two organic light-emitting layers with each other.
  • the stability of the device can be increased.
  • the hole-conducting and electron-conducting organic layer may be a p- and n-doped organic layer.
  • p- and / or n-doped organic layer is meant here and below that the organic layer is doped with a further material, which is of the organic
  • N-doped here means that the doped organic layer predominantly, ie as
  • Suitable materials for a hole-conducting and electron-conducting organic layer are any materials which are hole-conducting or
  • the hole-conducting layer may be selected from a group comprising HAT-CN, F16CuPc, LG-101, ⁇ -NPD, NPB ( ⁇ , ⁇ '-
  • p-type dopant may be one or more materials in question, which consists of a
  • HTM081, HTM163, HTM222, NHT49, NHT51, NET-18, NET-218, ET093, ETM020, ETM033, ETM034, ETM036, NDN-1 and NDN-26 are the product names of the companies
  • the material for an electron transport layer and / or electron-conducting layer may be selected from a group comprising NET-18, NET-218, ET093, ETM020, ETM033, ETM034, ETM036, 2, 2 ', 2 "- (1, 3, 5 Benzinetriyl) tris (1-phenyl-1-H-benzimidazole), 2- (4-biphenylyl) -5- (4-tert-butylphenyl) -1, 3, 4-oxadiazole, 2, 9-dimethyl-4 , 7-diphenyl-l, 10-phenanthroline
  • n-type impurity one or more materials selected from a group including NDN-1, NDN-26, Na, Ca, Mg, Ag, Cs, Li, Mg, Yb, CS 2 CO 3 and CS may be used 3 PO 4 includes.
  • an intermediate region is arranged between the electron-conducting organic layer and the hole-conducting organic layer.
  • the intermediate region is both directly, ie in direct mechanical and / or electrical contact, to the electron-conducting organic layer as well as to
  • hole-conducting organic layer arranged.
  • an organic intermediate layer and an inorganic intermediate layer or consists thereof Intermediate area an organic intermediate layer and an inorganic intermediate layer or consists thereof.
  • the organic intermediate layer has a first charge carrier transport mechanism and the inorganic intermediate layer has a second charge carrier transport mechanism
  • Cargo carrier transport mechanism is a Cargo carrier transport mechanism.
  • the intermediate layer may be formed of insulating materials, such as alumina. In this case, the intermediate layer provides a tunnel barrier for the
  • the intermediate layer separates the hole-conducting and electron-conducting organic
  • first charge carrier transport mechanism can be understood here that the organic intermediate layer
  • the charge carriers can then additionally move between the hole-conducting and electron-conducting organic layer from intermediate state to intermediate state of the material of the organic intermediate layer by means of the so-called hopping mechanism, whereby the efficiency of the component can be increased.
  • the inorganic intermediate layer has a second one
  • Cargo carrier transport mechanism transports the
  • the charge carrier transport mechanism has no compared to the first charge carrier transport mechanism Hopping mechanism, since the materials of the inorganic intermediate layer have no intermediate states that induce a hopping mechanism.
  • the first load carrier transport mechanism differs at least partially from the second load carrier transport mechanism.
  • the inventors have realized that by using an intermediate region of organic interlayer with a first charge transport mechanism in combination with an inorganic interlayer with a second charge carrier transport mechanism at least partially different from the first charge transport mechanism, a high element can be provided
  • Temperature stability preferably a stability at
  • Intermediate layer has as an intermediate region. Also the
  • inventive device can be reduced.
  • Combination here means a vertical sequence of
  • the organic intermediate layer comprises at least one material or a combination of the materials selected from a group which includes phthalocyanine, at least one or precisely one phthalocyanine derivative, naphthalocyanine, at least one or exactly one
  • Naphthalocyanine derivative, porphyrin and at least one or exactly a porphyrin derivative comprises.
  • the organic intermediate layer comprises at least one phthalocyanine and / or one
  • the phthalocyanine and / or phthalocyanine derivative is each coordinated to a metal or a metal compound.
  • the metal or metal compound is selected from a group consisting of copper (Cu), zinc (Zn), cobalt (Co), aluminum (AI), nickel (Ni), iron (Fe), tin oxide (SnO), manganese ( Mn), magnesium (Mg), vanadium oxide (VO) and titanium oxide (TiO), or consists thereof.
  • the inorganic intermediate layer comprises at least one metal or semimetal selected from the group consisting of lithium (Li), sodium (Na), potassium (K), rubidium (Rb), cesium (Cs), beryllium ( Be), magnesium (Mg), calcium (Ca), strontium (Sr), barium (Ba), boron (B), aluminum (AI), silver (Ag), ytterbium (Yb), gallium (Ga), indium (In), thallium (Tl) and combinations thereof, or consists thereof.
  • metal or semimetal selected from the group consisting of lithium (Li), sodium (Na), potassium (K), rubidium (Rb), cesium (Cs), beryllium ( Be), magnesium (Mg), calcium (Ca), strontium (Sr), barium (Ba), boron (B), aluminum (AI), silver (Ag), ytterbium (Yb), gallium (Ga), indium (In), thallium (Tl) and combinations thereof, or consists
  • the inorganic intermediate layer comprises or consists of a non-noble metal.
  • the inorganic intermediate layer is configured as an n-dopant.
  • the inorganic intermediate layer is formed of calcium and / or calcium is configured as an n-dopant. Calcium increases the band bending at the interface, that is, it acts on the
  • the organic intermediate layer comprises or consists of a phthalocyanine and / or phthalocyanine derivative.
  • the inorganic intermediate layer comprises or consists of aluminum, magnesium, ytterbium or calcium.
  • the organic intermediate layer comprises a phthalocyanine and the inorganic intermediate layer comprises aluminum.
  • the intermediate layers consist of the materials mentioned.
  • the organic intermediate layer comprises a phthalocyanine derivative and the inorganic intermediate layer comprises aluminum.
  • the intermediate layers consist of the materials mentioned.
  • the organic intermediate layer comprises a phthalocyanine and the inorganic intermediate layer calcium.
  • the intermediate layers consist of the materials mentioned.
  • the organic intermediate layer comprises a phthalocyanine derivative and the inorganic intermediate layer calcium.
  • the intermediate layers consist of the materials mentioned.
  • the organic intermediate layer comprises a phthalocyanine and the inorganic intermediate layer magnesium.
  • the intermediate layers consist of the materials mentioned.
  • the organic intermediate layer comprises a phthalocyanine derivative and the inorganic intermediate layer magnesium.
  • the intermediate layers consist of the materials mentioned.
  • the organic intermediate layer comprises a phthalocyanine and the inorganic intermediate layer ytterbium.
  • the intermediate layers consist of the materials mentioned.
  • the organic intermediate layer comprises a phthalocyanine derivative and the inorganic intermediate layer ytterbium.
  • the intermediate layers consist of the materials mentioned.
  • the organic intermediate layer comprises a vanadyl phthalocyanine, copper phthalocyanine and / or titanyl phthalocyanine.
  • inorganic layer alternatively or additionally comprises or consists of calcium.
  • This can be a Charge generating zone are provided, which are stable at high temperatures greater than 85 ° C.
  • the organic compound is N-(2-adiol)-2-adiol.
  • the organic compound is N-(2-adiol)-2-adiol.
  • Interlayer and inorganic intermediate layer each have a layer thickness between 0.5 nm and
  • the nm including 10 nm, in particular between 1 nm and 6 nm inclusive.
  • the nm including 10 nm, in particular between 1 nm and 6 nm inclusive.
  • Layer thickness of the inorganic intermediate layer less than or equal to the layer thickness of the organic intermediate layer.
  • the organic intermediate layer has a
  • nm 6 nm, for example, between 0.5 nm inclusive and 3 nm inclusive.
  • Charge generating zone has a total thickness of less than or equal to 240 nm, in particular less than or equal to 180 nm, preferably 120 nm or 60 nm.
  • the charge carrier generation zone has a layer thickness of at least 30 nm, for example 35 nm.
  • the total thickness of the carrier generation zone is given by the sum of the thicknesses of the layers
  • Carrier-generating zone ie at least the sum of the thicknesses of the electron-conducting organic layer, the hole-conducting organic layer, the inorganic
  • the position P is preferably maintained with a tolerance of at most ⁇ / (10 n) or at most ⁇ / (20 n).
  • the position information relates in particular to a geometric center of the associated organic light-emitting layer, n denotes the average refractive index of the functional
  • the wavelength ⁇ denotes the
  • organic light emitting layers generated radiation can be increased.
  • the position zero is the interface between the further electrode, which is formed in particular reflective, and the functional layer stack.
  • the main direction x denotes the radiation direction of organic light-emitting layers in the direction
  • the charge carrier generation zone in a component are on the one hand a small voltage drop across the
  • Component in particular an OLED at the desired operating conditions, especially at high temperatures such as occur for example in the automotive sector.
  • Carrier region generating the highest possible transmission in the spectral range emitted by the device, so that absorption losses of the emitted light can be avoided.
  • the component is stable to degradation at a temperature of greater than 70 ° C. or 75 ° C., in particular greater than 85 ° C.
  • the charge carrier generation zone is stable against such high temperatures compared to a conventional comparable OLED with only a single intermediate layer or in which the voltage increase to LT70 less than 20% and / or LT70 (85 ° C) is greater than 5000 h.
  • Carrier generation zone limited This manifests itself in the fact that the percentage voltage rise and luminance drop of a component, for example a stacked OLED, is substantially higher than that of the individual emission units under the same test conditions. Furthermore, many charge carrier generation zone structures are not stable, for example, at high temperatures of, for example, greater than 85 ° C. This leads in particular to the degradation of
  • Carrier generation zone structure so that their
  • the device according to the invention can be widely used, for example in the automotive sector.
  • the component has an applied and / or generated voltage during operation.
  • the applied and / or generated voltage is lower compared to a voltage which is applied and / or generated on a component which has as intermediate region either one
  • the invention further relates to a luminaire.
  • the luminaire has an organic light-emitting
  • Component also for the lamp and vice versa.
  • the lamp is a tail lamp of an automobile.
  • the lamp is a tail lamp of an automobile.
  • Tail light a tail light of an automobile.
  • any two-lane vehicle for example a
  • the light can be a tail light or tail lamp of a single-track vehicle, such as a motorcycle or a bicycle to be.
  • the tail lamp may include a brake function or be formed as a brake light. The light then points
  • the light can have a flashing function or as
  • the lamp can be a rear fog lamp.
  • the lamp is a front lamp of an automobile.
  • the luminaire is set up to emit radiation during operation of the automobile in the event of brightness, that is, as a daytime running light.
  • the lamp then emits white light.
  • the luminaire has a light guide function.
  • the organic light-emitting component has an encapsulation.
  • Encapsulation is preferred in the form of a
  • the encapsulation protects the functional layer stack and the electrodes from the environment, such as from moisture and / or oxygen and / or other corrosive substances, such as hydrogen sulfide.
  • the encapsulation may comprise one or more thin layers which
  • CVD chemical vapor deposition
  • PECVD plasma-enhanced chemical vapor deposition
  • Atomic deposition ALD are applied and the example of one or more of the materials
  • the encapsulation can furthermore, for example on a thin-layer encapsulation, provide mechanical protection from a plastic layer and / or a laminated glass layer and / or laminated on
  • Metal foil for example made of aluminum, have. Thus, for example, a scratch protection can be achieved.
  • the glass cover or the glass by means of an adhesive or an adhesive layer on a
  • the organic light-emitting component has current-spreading structures.
  • the current spreading structures are in particular between the electrode facing the substrate, in particular
  • the photograph is transparent, arranged.
  • Insulating layer for example, be coated from a photoresist on a polyimide base.
  • the method for producing an organic light-emitting component comprises the following method steps: A) providing an electrode,
  • the organic layer applied in step E) is hole-conducting and vice versa.
  • the electrode produced under step A) is applied to a substrate.
  • the electrode produced under step A) is transparent, in particular formed from TCO.
  • the further electrode produced in step G) is formed in a reflective manner, so that the radiation generated by the component is coupled out in the main direction x of the electrode produced under step A).
  • the organic layer applied in step C) is an electron-conducting organic layer and the organic layer applied in step E) is a hole-conducting organic layer or the organic layer applied in step C) is an electron-conducting organic layer and the organic layer applied in step E) hole-conducting organic layer.
  • one layer is arranged "on" or “above” another layer may mean here and below that the one layer is arranged directly in direct mechanical and / or electrical contact with the other layer. Furthermore, it can also mean that the one layer is arranged indirectly above another layer. In this case, further layers can then be arranged between the one and the other layer. In particular, further hole transport layers,
  • the intermediate region produced in step D) is produced by means of vacuum evaporation
  • FIG. 1 is a schematic representation of an organic compound
  • Figure 2A is a schematic representation of an organic compound
  • FIG. 2B shows experimental data of comparative examples
  • Figure 3A is a schematic representation of an organic compound
  • Figure 4A is a plan view and side view of a lamp
  • Figure 4B is a plan view of a lamp according to a
  • Figures 5A and 5B show the front and rear views of a
  • FIG. 1 shows a schematic representation of an organic light emitting device 100 according to a
  • the organic light-emitting device 100 has an electrode 1.
  • the electrode 1 is
  • the electrode 1 preferably formed of a transparent conductive material, for example ITO.
  • the electrode 1 has a layer thickness of 100 to 150 nm, for example
  • the electrode 1 may be arranged on a substrate 10 (not shown here).
  • the electrode 1 is subsequently a functional one
  • Layer stack 9 has at least two organic
  • the organic light-emitting layers 2, 7 each have a layer thickness of 10 to 50 nm, for example 30 nm.
  • the charge carrier generation zone 3 has in particular a
  • the carrier generation region 3 has an electron-conductive organic layer 31, a hole-conducting organic layer 32 and an intermediate region 4.
  • the hole-conducting organic layer 32 has a layer thickness of between 30 and 200 nm, for example 130 nm
  • the electron-conducting organic layer has a layer thickness of between 20 nm and 90 nm, for example 35 nm.
  • the intermediate region 4 has an organic intermediate layer 6 with a first charge transport mechanism and a
  • inorganic intermediate layer 5 with a second
  • the organic and inorganic intermediate layers 5, 6 each have a layer thickness of between 0.5 nm and
  • the layer thickness of the inorganic intermediate layer 5 is less than or equal to the layer thickness of the organic intermediate layer 6.
  • the organic intermediate layer 6 has a layer thickness of between 2 nm inclusive and 6 nm inclusive
  • the inorganic intermediate layer 5 has a layer thickness of between 0.5 nm and 3 nm inclusive.
  • the first differs from the first and the second
  • the intermediate layers differ in their ability to transport charge carriers.
  • the organic compound inorganic
  • the inorganic Intermediate layer 5 does not have such a hopping mechanism.
  • the inorganic intermediate layer 5 may be configured to act as an n-type dopant. This is preferably the case when the inorganic intermediate layer 5 is formed of a base metal such as magnesium, ytterbium, calcium or aluminum.
  • Organic intermediate layer 6 in particular comprises a material of phthalocyanine or phthalocyanine derivative.
  • the organic intermediate layer 6 is made of
  • the organic light-emitting component 100 is in particular configured to emit radiation from the red wavelength range.
  • the radiation from the red wavelength range preferably has a dominant wavelength of 625 nm ⁇ 3 nm.
  • the organic light-emitting component 100 may additionally have an encapsulation (not shown here).
  • the organic light-emitting component 100 has a further electrode 8 arranged downstream of the functional layer stack 9.
  • the electrode 8 is preferably formed of a reflective material, for example aluminum.
  • the electrode 1 is formed as an anode and the further electrode 8 as a cathode.
  • the further electrode 8 has, in particular, a layer thickness of 100 nm to 250 nm, for example 200 nm. This is the organic
  • FIG. 2A shows a schematic side view of an organic light-emitting component 100 according to an embodiment.
  • the organic light-emitting component 100 of FIG. 2A differs from the organic light-emitting component 100 of FIG. 1 in that the component of FIG. 2A has additional layers,
  • the device 100 has blocking layers, injection layers and / or transport layers.
  • light emitting layer 2 has a hole injection layer 301 and another electron blocking layer 2021.
  • the hole injection layer 301 is in particular p-doped and / or has in particular a layer thickness between 50 and 500 nm, for example 235 or 340 nm.
  • the others are in particular p-doped and / or has in particular a layer thickness between 50 and 500 nm, for example 235 or 340 nm.
  • Electron blocking layer 2021 has a layer thickness between 5 and 20 nm, for example 10 nm.
  • Lochblockier Anlagen 201 arranged. In particular, it is arranged in direct contact between the organic light-emitting layer 2 and the electron-conducting organic layer 31. Between the hole-conducting organic layer 32 and the further organic light-emitting layer 7, an electron-blocking layer 202 is arranged.
  • Electron blocking layer 202 has in particular a
  • Electron blocking layer for example, the above materials can be used.
  • Electron injection layer 302 is arranged, which is in particular n-doped and / or has a layer thickness between 30 and 80 nm, for example 45 nm.
  • the further organic light-emitting layer 7 is followed by a further blocking layer 2011.
  • the further blocking layer 2011 has, in particular, a layer thickness of between 5 nm and 15 nm, for example 20 nm. The others
  • Blocking layer and the electron injection layer 302 may be made of the above-mentioned materials.
  • the organic light-emitting device 100 of FIG. 2A is configured to emit radiation from the red wavelength range.
  • the organic light-emitting device 100 is formed as a tail lamp or as a daytime running light of an automobile.
  • the organic light-emitting component 100 is stable to degradation at a temperature of greater than 70 ° C., for example greater than or equal to 85 ° C.
  • FIG. 2B shows the experimental data of FIG
  • Comparative Example VI should be compared with the embodiment AI and the
  • the comparative examples VI and V2 and the exemplary embodiments AI and A2 essentially have a layer structure according to the organic light-emitting component 100 of FIG. 2A.
  • Examples VI and AI to be compared are constructed identically with the exception that the Comparative Example VI no organic intermediate layer 6, but only an inorganic intermediate layer 5 as
  • Intermediate 4 has.
  • the exemplary embodiment AI has both an organic intermediate layer 6 and an inorganic intermediate layer 5.
  • Comparative Example C2 no organic intermediate layer 6, but only an inorganic intermediate layer 5 as
  • Intermediate 4 has.
  • embodiment A2 has both an organic intermediate layer 6 and an inorganic intermediate layer 5.
  • Examples VI and AI differ from Examples V2 and A2 in that they are different
  • the electron-conducting organic layer 31 is doped differently.
  • the respective organic intermediate layer 6 of Examples AI and A2 have a layer thickness of 4 nm each.
  • the respective inorganic intermediate layer 5 of Examples VI, V2, AI and A2 have a layer thickness of 2 nm each.
  • Interlayer 5 of the corresponding examples V3, V4, A3 and A4 formed from calcium.
  • the measurements were carried out at 2600 cd / m 2 in a specular component, ie a bottom emitter in an integrating sphere.
  • the experimental data show the Luminance L in candela per square meter (cd / m 2 ), the
  • Quantum yield EQE in percent, the color locus CX CY, the
  • the LT70 lifetime test indicates how many hours are required for the luminous flux to have 70% of the initial brightness. In other words, the service life of the organic light-emitting device 100 is given in hours at a degradation of 30%.
  • Embodiment AI shows that by using an intermediate region 4 made of a combination of an inorganic intermediate layer 5 and an organic intermediate layer 6, a voltage reduction of 10.5 volts to 9.5 volts can be produced.
  • Embodiment A2 also a voltage reduction from 10.1 volts to 9.1 volts by the incorporation of the additional organic intermediate layer 6 in the organic
  • the life test as a function of the temperature shows that with increasing temperature from 50 ° C to 95 ° C
  • FIG. 3A shows a schematic side view of an organic light-emitting component 100 according to an embodiment.
  • the device 100 of FIG. 3A substantially corresponds to the organic light-emitting device 100 of FIG. 2A.
  • the layer thicknesses of the layers, in particular of the intermediate region 4 may differ from one another.
  • FIG. 3B shows the experimental data measured with the device 100 of FIG. 3A.
  • FIG. 3B shows the experimental data of the comparative examples V3 and V4 as well as the exemplary embodiments A3 and A4.
  • the comparative example V3 should be used with the exemplary embodiment A3
  • Comparative example V3 has no inorganic intermediate layer 5, but only an organic intermediate layer 6.
  • the embodiment A3, however, has both an organic Intermediate layer 6 as well as an inorganic intermediate layer 5.
  • Comparative Example V4 no inorganic intermediate layer 5, but only an organic intermediate layer 6 as
  • Intermediate 4 has.
  • the exemplary embodiment A5 has both an organic intermediate layer 6 and an inorganic intermediate layer 5.
  • Examples V3 and A3 differ from Examples V4 and A4 in that they are different
  • the respective organic intermediate layer 6 of Examples A3 and V3 have a layer thickness of 2 nm each.
  • the respective organic intermediate layer 6 of Examples A4 and V4 have a layer thickness of 4 nm each.
  • respective inorganic intermediate layer 5 of Examples A3 and A4 have a layer thickness of 2 nm each.
  • Interlayer 5 of the corresponding examples V3, V4, A3 and A4 formed from calcium.
  • the determined experimental data are the same as those of Figure 2A and were also measured at 2600 candelas per square meter in a bottom emitter and integrating sphere.
  • Life test LT70 in hours (h) was performed only at 85 ° C at different current levels (100 mA / cm 2 , 50 mA / cm 2 ).
  • current levels 100 mA / cm 2 , 50 mA / cm 2 .
  • Interlayer in an OLED according to the invention is in
  • FIG. 4A shows a schematic top view
  • the light 17 is in particular a tail light 12,
  • a tail lamp 13 of an automobile preferably a tail lamp 13 of an automobile.
  • Luminaire 17 comprises at least one organic compound
  • Light-emitting device 100 for example, has the structure of Figure 2A or 3A.
  • the light 17 and / or the organic light-emitting device 100 are
  • Light emitting device 100 may be used in addition to the
  • Component of Figure 3A and 2A have an encapsulation and a substrate 10.
  • the device 100 may in a
  • Housing 15 may be introduced.
  • the housing 17 can be introduced.
  • FIG. 4B shows a schematic top view of a luminaire 17 according to an embodiment.
  • the luminaire 17 of FIG. 4B differs from FIG. 4A in that the luminaire 17 and / or the organic light-emitting component 100 and / or the housing 15 have a geometric shape in plan view which is different from the rectangular shape.
  • Figures 5A and 5B show a rear view
  • the automobile 14 has at least one or a plurality of organic light-emitting
  • the organic light-emitting components 100 are in a lamp, in particular a tail lamp 13 or rear light 12 or in a
  • FIG. 5A shows a brake light 18 and rear lights 13.
  • FIG. 5B shows the front view of an automobile, in particular front lamps 16.
  • FIGS. 5B shows the front view of an automobile, in particular front lamps 16.
  • the organic light-emitting device 100 according to the invention can be used in a tail lamp.
  • the organic light-emitting diode For example, the organic light-emitting organic light-emitting organic light-emitting organic light-emitting organic light-emitting organic light-emitting organic light-emitting organic light-emitting organic light-emitting organic light-emitting organic light-emitting organic light-emitting organic light-emitting organic light-emitting organic light-emitting organic light-emitting organic light-emitting
  • Component 100 can be used as a brake light 18 or in a tail light 12 or in a light 17 with a stop light function. Alternatively or additionally, the organic light-emitting component 100 can be used as a turn signal and / or a shunt light.
  • Organic light emitting device 100 can be used as
  • Daytime running light or be formed with a Light Guide function.
  • n mean refractive index of the functional

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein organisches lichtemittierendes Bauelement (100) umfassend einen funktionellen Schichtenstapel (9) zwischen zwei Elektroden (1, 8), wobei der funktionelle Schichtenstapel (9) zumindest zwei organische lichtemittierende Schichten (2,7) und zumindest eine Ladungsträgererzeugungszone (3) aufweist, die zwischen den zwei organischen lichtemittierenden Schichten (2,7) angeordnet ist, wobei die Ladungsträgererzeugungszone (3) eine elektronenleitende organische Schicht (31) und eine lochleitende organische Schicht (32) umfasst, zwischen denen ein Zwischenbereich (4) angeordnet ist, wobei der Zwischenbereich (4) zumindest eine organische Zwischenschicht (6) mit einem ersten Ladungsträgertransportmechanismus und eine anorganische Zwischenschicht (5) mit einem zweiten Ladungsträgertransportmechanismus umfasst, wobei die anorganische Zwischenschicht (5) zwischen der organischen Zwischenschicht (6) und der elektronenleitenden organischen Schicht (31) angeordnet ist, und wobei sich der erste Ladungsträgertransportmechanismus zumindest teilweise von dem zweiten Ladungsträgertransportmechanismus unterscheidet.

Description

Beschreibung
Organisches lichtemittierendes Bauelement und Leuchte Die Erfindung betrifft ein organisches lichtemittierendes Bauelement. Ferner betrifft die Erfindung eine Leuchte, insbesondere eine Heckleuchte.
Eine Aufgabe der Erfindung ist es, ein organisches
lichtemittierendes Bauelement bereitzustellen, das bei hohen Temperaturen, insbesondere bei Temperaturen größer 85 °C, stabil ist. Ferner ist Aufgabe der Erfindung, eine Leuchte bereitzustellen, die bei hohen Temperaturen, insbesondere bei Temperaturen größer 85 °C, stabil ist.
Diese Aufgaben werden durch ein organisches
lichtemittierendes Bauelement gemäß dem unabhängigen Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Ferner werden diese Aufgaben durch eine Leuchte gemäß dem unabhängigen Anspruch 16 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Rückleuchte sind Gegenstand des abhängigen Anspruchs 17. In zumindest einer Ausführungsform umfasst das organische lichtemittierende Bauelement einen funktionellen
Schichtenstapel. Der funktionelle Schichtenstapel ist
zwischen zwei Elektroden angeordnet. Der funktionelle
Schichtenstapel weist zumindest zwei organische
lichtemittierende Schichten und zumindest eine
Ladungsträgererzeugungs zone auf. Die
Ladungsträgererzeugungszone ist zwischen den zwei organischen lichtemittierenden Schichten angeordnet. Die Ladungsträgererzeugungszone weist eine elektronenleitende organische Schicht auf. Die Ladungsträgererzeugungszone weist eine lochleitende organische Schicht auf. Zwischen der elektronenleitenden organischen Schicht und der lochleitenden organischen Schicht ist ein Zwischenbereich angeordnet. Der Zwischenbereich weist eine organische Zwischenschicht auf. Die organische Zwischenschicht weist vorzugsweise einen ersten Ladungsträgertransportmechanismus auf. Der
Zwischenbereich weist eine anorganische Zwischenschicht auf. Vorzugsweise weist die anorganische Zwischenschicht einen zweiten Ladungsträgertransportmechanismus auf. Die
anorganische Zwischenschicht ist zwischen der organischen Zwischenschicht und der elektronenleitenden organischen
Schicht angeordnet. Zusätzlich kann der erste
Ladungsträgertransportmechanismus sich zumindest teilweise von dem zweiten Ladungsträgertransportmechanismus
unterscheiden .
Zusätzlich kann die organische Zwischenschicht zumindest ein Material aufweisen, das aus einer Gruppe ausgewählt ist, die Phthalocyanin, Phthalocyanin-Derivat , Naphthalocyanin,
Naphtha-locyanin-Derivat , Porphyrin und Porphyrin-Derivat umfasst, und die anorganische Zwischenschicht kann zumindest ein Metall oder Halbmetall aufweisen, das aus einer Gruppe ausgewählt ist, die Li, Na, K, Rb, Cs, Be, Mg, Ca, Sr, Ba, B, AI, Ag, Yb, Ga, In, Tl und Kombinationen daraus umfasst.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist das organische lichtemittierende Bauelement eine organische
lichtemittierende Diode (OLED) . Das organische
lichtemittierende Bauelement weist zumindest zwei organische lichtemittierende Schichten auf. Diese organischen
lichtemittierenden Schichten können vertikal gestapelt sein. Durch die Verwendung von zumindest zwei vertikal gestapelten organischen lichtemittierenden Schichten kann eine höhere Effizienz und Stabilität erreicht werden. Die
übereinandergestapelten organischen lichtemittierenden
Schichten sind durch zumindest eine
Ladungsträgererzeugungszone voneinander räumlich getrennt (auch „Charge Generation Layer", kurz CGL) . Dadurch kann es möglich sein, pro Ladungsträgerpaar, das in einem solchen Stapel injiziert wird, mehrere Photonen zu erzeugen, da die Ladungsträgererzeugungszone wie interne Anoden und Kathoden wirken. Insbesondere ist das Bauelement betriebsfähig, ist also zur Emission von Strahlung befähigt und eingerichtet.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist das organische lichtemittierende Bauelement einen funktionellen
Schichtenstapel auf. Insbesondere ist der funktionelle
Schichtenstapel aus vorwiegend organischen Schichten
gebildet. Mit „vorwiegend organischen Schichten" ist hier und im Folgenden gemeint, dass der funktionelle Schichtenstapel hauptsächlich organische Schichten aufweist, wobei aber zumindest der Zwischenbereich auch anorganische Schichten, beispielsweise die anorganische Zwischenschicht, aufweisen kann . Der funktionelle Schichtenstapel kann Schichten mit
organischen Polymeren, organischen Oligomeren, organischen Monomeren, organischen kleinen nichtpolymeren Molekülen
(„small molecules") oder Kombinationen daraus aufweisen. Der funktionelle Schichtenstapel kann zusätzlich zu den zumindest zwei organischen lichtemittierenden Schichten zumindest eine funktionelle Schicht aufweisen, die als Lochtransportschicht ausgeführt ist, um eine effektive Löcherinjektion in
zumindest einer der lichtemittierenden Schichten zu ermöglichen. Als Materialien für eine Lochtransportschicht können sich beispielsweise tertiäre Amine, Carbazolderivate, mit Campfersulfonsäure dotiertes Polyanilin oder mit
Polystyrolsulfonsäure dotiertes Polyethylendioxythiophen als vorteilhaft erweisen. Der funktionelle Schichtenstapel kann weiterhin zumindest eine funktionelle Schicht aufweisen, die als Elektronentransportschicht ausgebildet ist. Allgemein kann der funktionelle Schichtenstapel zusätzlich zu den zumindest zwei organischen lichtemittierenden Schichten weitere Schichten aufweisen, die ausgewählt sind aus
Löcherinj ektionsschichten, Lochtransportschichten,
Elektroneninj ektionsschichten, Elektronentransportschichten, Lochblockierschichten und Elektronenblockierschichten . Das Material für eine Lochblockierschicht kann aus einer Gruppe ausgewählt sein, 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-phenanthroline (BCP) ,
8-Hydroxyquinolinolato-lithium,
4- (Naphthalen-l-yl) -3, 5-diphenyl-4H-l , 2, 4-triazol,
1, 3-Bis [2- (2, 2 ' -bipyridine-6-yl) -1, 3, 4-oxadiazo-5-yl ] benzol,
4, 7-Diphenyl-l , 10-phenanthrolin (BPhen) 1
3- (4-Biphenylyl) -4-phenyl-5-tert-butylphenyl-l , 2, 4-triazol, Bis (2-methyl-8-quinolinolate) -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 ' -bipyridine-6-yl) -1, 3, 4-oxadiazo-5-yl ] -9,9- dimethylfluoren,
1, 3-Bis [2- (4-tert-butylphenyl) -1,3, 4-oxadiazo-5-yl ] benzol, 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-dipyrenylphosphine oxid,
Naphtahlintetracarbonsäuredianhydrid und dessen Imide
Perylentetracarbonsäuredianhydrid und dessen Imide
Materialien basierend auf Silolen mit einer
Silacyclopentadieneinheit ,
sowie Mischungen daraus umfasst.
Das Material für eine Elektronenblockierschicht kann aus einer Gruppe ausgewählt sein, die
NPB (N, ' -Bis (naphthalen-l-yl) -N, ' -bis (phenyl) -benzidin) , beta-NPB N, 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, ' -Bis (naphthalen-l-yl) -N, ' -bis (phenyl) - spiro) ,
DMFL-TPD Ν,Ν' -Bis (3-methylphenyl) -Ν,Ν' -bis (phenyl) -9, 9- dimethyl-fluoren) ,
DMFL-NPB (Ν,Ν' -Bis (naphthalen-l-yl) -Ν,Ν' -bis (phenyl) -9, 9- dimethyl-fluoren) ,
DPFL-TPD (Ν,Ν' -Bis (3-methylphenyl) -Ν,Ν' -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, -bis-biphenyl-4-yl-amino) phenyl ] -9H-fluoren, 9, 9-Bis [4- (N, -bis-naphthalen-2-yl-amino) phenyl ] -9H-fluoren, 9,9-Bis[4-(N,N' -bis-naphthalen-2-yl-N, ' -bis-phenyl-amino) - phenyl] -9H-fluor,
N, ' -bis (phenanthren- 9-yl ) -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, -di-phenyl-amino) 9, 9-spiro-bifluoren,
Di- [4- (N, -ditolyl-amino) -phenyl] cyclohexan,
2, 2 ' , 7, 7 ' -tetra (N, N-di-tolyl) amino-spiro-bifluoren,
N, , ' , ' -tetra-naphthalen-2-yl-benzidin,
sowie Mischungen daraus umfasst.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist ein organisches lichtemittierendes Bauelement zumindest zwei Elektroden auf. Insbesondere ist zwischen den zwei Elektroden der
funktionelle Schichtenstapel angeordnet.
Gemäß zumindest einer 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 lichtstreuend und/oder teilweise lichtabsorbierend 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 funktionellen Schichtenstapel erzeugten Lichts oder Strahlung so gering wie möglich ist.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind beide Elektronen transparent ausgebildet. Damit kann das in den zumindest zwei lichtemittierenden Schichten erzeugte Licht in beide
Richtungen, also durch beide Elektroden hindurch, abgestrahlt werden. Für den Fall, dass das organische lichtemittierende Bauelement ein Substrat aufweist, bedeutet dies, das 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
lichtemittierenden Bauelements transparent ausgebildet sein, so dass das organische lichtemittierende Bauelement eine transparente OLED bildet. Darüber hinaus kann es auch möglich sein, dass eine der beiden Elektroden, zwischen denen der funktionelle Schichtenstapel angeordnet ist, nicht
transparent und vorzugsweise reflektierend ausgebildet ist, so dass das in den zumindest zwei lichtemittierenden
Schichten erzeugte Licht nur in eine Richtung durch die transparente Elektrode abgestrahlt werden kann. Insbesondere ist diese Richtung die Hauptstrahlrichtung oder Hauptrichtung x. Ist die auf dem Substrat angeordnete Elektrode transparent und ist auch das Substrat transparent ausgebildet, so spricht man auch von einem sogenannten Bottomemitter, während man im Fall, dass die dem Substrat abgewandt angeordnete Elektrode transparent ausgebildet ist, von einem sogenannten Topemitter spricht .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist eine Elektrode transparent und die weitere Elektrode reflektierend
ausgeformt, so dass die in den organischen lichtemittierenden Schichten erzeugte Strahlung in Hauptrichtung x über die transparente Elektrode ausgekoppelt ist. Insbesondere ist die als transparent ausgeformte Elektrode auf einem Substrat angeordnet, welches dann ebenfalls transparent ausgebildet ist. Das Bauelement ist dann als sogenannter Bottomemitter ausgeformt .
Als Material für eine transparente Elektrode kann
beispielsweise ein transparentes leitendes Oxid verwendet werden. Transparente leitende Oxide (transparent conductive oxides, kurz „TCO") sind in der Regel Metalloxide, wie beispielsweise Zinkoxid, Zinnoxid, Kadmiumoxid, Titanoxid, Indiumoxid oder Indiumzinnoxid (ITO) . Neben binären
MetallsauerstoffVerbindungen, wie beispielsweise ZnO, Sn02 oder Ιη2θ3 gehören auch ternäre MetallsauerstoffVerbindungen, wie beispielsweise Zn2SnOzi, CdSn03, ZnSn03, Mgln20zi, Galn03, Ζη2ΐη2θ5 oder In4Sn30]_2 oder Mischungen unterschiedlicher transparenter leitender Oxide zu der Gruppe der TCOs . Dabei entsprechen die TCOs nicht zwingend einer stöchiometrischen Zusammensetzung und können weiterhin p- oder n-dotiert sein. Insbesondere ist das transparente Material Indiumzinnoxid (ITO) . Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist das organische lichtemittierende Bauelement ein Substrat auf. Insbesondere ist eine der zwei Elektroden auf dem 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, Silizium, Wafer. Insbesondere weist das Substrat Glas auf oder besteht daraus.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist das organische lichtemittierende Bauelement zwei oder mehr als zwei
organische lichtemittierende Schichten, beispielsweise drei, vier oder fünf, auf. Die zumindest zwei organischen
lichtemittierenden Schichten können jeweils gleiche organische Materialien aufweisen. Insbesondere emittieren dann die zumindest zwei organischen lichtemittierenden
Schichten Strahlung in einem gleichen, beispielsweise roten oder gelben, Wellenlängenbereich. Alternativ weisen die zumindest zwei organischen lichtemittierenden Schichten mindestens zwei voneinander verschiedene organische
Materialien auf. Insbesondere emittieren dann die zumindest zwei organischen lichtemittierenden Schichten Strahlung verschiedener Wellenlängenbereiche, beispielsweise aus dem roten, grünen und/oder blauen Wellenlängenbereich. Bei den organischen Materialien kann es sich jeweils um
fluoreszierende und/oder phosphorisierende Materialien handeln. Vorzugsweise werden als organische Materialien organische oder organometallische Verbindungen, wie Derivate von Polyfluoren, Polythiophen und Polyphenylen,
beispielsweise 2- oder 2 , 5-substituiertes Poly-p- phenylenvinylen) und/oder Metallkomplexe, beispielsweise Iridium-Komplexe, wie blau phosphoreszierendes FIrPic
(Bis (3, 5-difluoro-2- (2-pyridyl) phenyl- (2-carboxypyridyl) - iridium III), grün phosphoreszierendes Ir (ppy) 3 (Tris (2- phenylpyridin) iridium III) und/oder rot phosphoreszierendes
Ru (dtb-bpy) 3*2 (PF6) (Tris [ 4 , 4 ' -di-tert-butyl- (2 , 2 ' ) - bipyridin] ruthenium (III) komplex) , sowie blau fluoreszierendes DPAVBi (4, 4-Bis [4- (di-p-tolylamino) styryl] biphenyl) , grün fluoreszierendes TTPA ( 9, 10-Bis [N, -di- (p-tolyl) - amino ] anthracen) und/oder rot fluoreszierendes DCM2 (4- Dicyanomethylen) -2-methyl-6-j ulolidyl- 9-enyl-4H-pyran) als nichtpolymere Emitter verwendet. Im Hinblick auf den prinzipiellen Aufbau eines organischen Licht emittierenden Bauelements, dabei insbesondere im
Hinblick auf den Aufbau, die SchichtZusammensetzung und die Materialien der organischen funktionellen Schichtenstapel, wird auf die Druckschrift WO 2010/066245 AI verwiesen, die diesbezüglich hiermit ausdrücklich durch Rückbezug
aufgenommen wird.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weisen die zumindest zwei organischen lichtemittierenden Schichten jeweils ein ro emittierendes organisches Material sowie ein grün
emittierendes organisches Material auf. Es ist möglich, dass die zumindest zwei organischen lichtemittierenden Schichten nur die beiden genannten organischen Materialien aufweisen und zumindest keine weiteren emittierenden Materialien.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Leuchtdiode weisen die mindestens zwei organischen lichtemittierenden Schichten ein blau emittierendes organisches Material und zusätzlich ein grün emittierendes organisches Material auf. Bevorzugt ist dann kein weiteres organisches Material vorhanden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Leuchtdiode weist von den mindestens zwei organischen lichtemittierenden
Schichten eine ein rot emittierendes organisches Material und zusätzlich ein grün emittierendes organisches Material auf, die andere ein blau emittierendes organisches Material.
Bevorzugt ist dann kein weiteres organisches Material vorhanden .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Leuchtdiode weist von den mindestens zwei organischen lichtemittierenden
Schichten eine ein blau emittierendes organisches Material und zusätzlich ein grün emittierendes organisches Material auf, die andere ein rot emittierendes organisches Material. Bevorzugt ist dann kein weiteres organisches Material
vorhanden .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Leuchtdiode weist von den mindestens zwei organisehen lichtemittierenden
Schichten eine ein gelb emittierendes organisches Material und die andere ein blau emittierendes organisches Material,
Bevorzugt ist dann kein weiteres organisches Material
vorhanden .
Insbesondere ist das Bauelement dazu eingerichtet, Licht aus dem roten Wellenlängenbereich oder Licht aus dem weißen
Wellenlängenbereich zu emittieren.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist das organische lichtemittierende Bauelement drei organische
lichtemittierende Schichten auf. Die erste organische
lichtemittierende Schicht weist insbesondere ein Material auf, das Strahlung aus dem blauen Wellenlängenbereich
emittiert. Die zweite organische lichtemittierende Schicht weist insbesondere ein Material auf, das Strahlung aus dem grünen Wellenlängenbereich emittiert. Die dritte organische lichtemittierende Schicht weist insbesondere ein Material auf, das Strahlung aus dem roten Wellenlängenbereich
emittiert. Damit kann das Bauelement weißes Licht emittieren Insbesondere kann das Bauelement in einer Tagfahrlichtleucht für ein Automobil oder für Allgemeinbeleuchtung Anwendung finden .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind die zumindest zwei organischen lichtemittierenden Schichten dazu eingerichtet, Strahlung aus dem roten Wellenlängenbereich zu emittieren. Vorzugsweise weist die dominante Wellenlänge des roten Wellenlängenbereichs einen Wert von 625 nm mit einer Toleranz von 5 nm, 4 nm, 3 nm, 2 nm oder 1 nm von diesem Wert auf.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist das organische lichtemittierende Bauelement eine Ladungsträgererzeugungszone auf. Die Ladungsträgererzeugungszone ist zwischen den zwei organischen lichtemittierenden Schichten angeordnet. Mit einer Ladungsträgererzeugungszone wird hier und im Folgenden eine Schichtenfolge beschrieben, die im Allgemeinen durch einen pn-Übergang gebildet wird. Die
Ladungsträgererzeugungszone, die auch als sogenannte „Charge Generation Layer" (CGL) bezeichnet werden kann, ist
insbesondere als ein Tunnelübergang bildender pn-Übergang ausgebildet, der in Rückwärtsrichtung betrieben wird und der zu einer effektiven Ladungstrennung und damit zur Erzeugung von Ladungsträgern eingesetzt werden kann. Die
Ladungsträgererzeugungs zone verbindet zumindest die zwei organischen lichtemittierenden Schichten miteinander. Damit kann die Stabilität des Bauelements erhöht werden.
Dass eine Schicht, ein Element oder eine Zone „zwischen" zwei anderen Schichten oder Elementen oder Zonen angeordnet ist, kann hier und im Folgenden bedeuten, dass die eine Schicht oder das eine Element oder die eine Zone unmittelbar in direktem mechanischem und/oder elektrischem Kontakt oder in mittelbarem Kontakt zu einer der zwei anderen Schichten oder Elementen oder Zonen und in direktem mechanischem und/oder elektrischem Kontakt oder in mittelbarem Kontakt zu den anderen Schichten oder Elementen oder Zonen angeordnet ist. Dabei können bei mittelbarem Kontakt dann weitere Schichten und/oder Elemente und/oder Zonen zwischen der einen und zumindest einer der zwei anderen Schichten oder Zonen beziehungsweise zwischen dem einen und zumindest einem der zwei anderen Elemente angeordnet sein.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die
Ladungsträgererzeugungszone eine lochleitende und
elektronenleitende organische Schicht auf. Insbesondere können die lochleitende und elektronenleitende organische Schicht eine p- und n-dotierte organische Schicht sein. Mit „p- und/oder n-dotierte organische Schicht" ist hier und im Folgenden gemeint, dass die organische Schicht mit einem weiteren Material dotiert ist, das von der organischen
Schicht verschieden ist. N-dotiert meint hier, dass die dotierte organische Schicht vorwiegend, also als
Hauptfunktion, elektronenleitend ist. P-dotiert meint hier, dass die organische Schicht vorwiegend, also als
Hauptfunktion, löcherleitend ist. Als Materialien für eine lochleitende und elektronenleitende organische Schicht, insbesondere eine p- und/oder n-dotierte organische Schicht, eignen sich jegliche Materialien die lochleitend oder
elektronenleitend sind. Diese sind dem Fachmann bekannt und werden daher an dieser Stelle nicht näher erläutert.
Das Material für eine Lochtransportschicht und/oder
lochleitende Schicht kann aus einer Gruppe ausgewählt sein, die HAT-CN, F16CuPc, LG-101, α-NPD, NPB (Ν,Ν'-
Bis (naphthalen-l-yl) -N, ' -bis (phenyl) -benzidin) , beta-NPB N, 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, ' -Bis (naphthalen-l-yl) -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, ' -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, ' -bis-phenyl-amino) -phenyl ]-9H-fluor, N, N ' - bis (phenanthren- 9-yl ) -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, -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, HTM081, HTM163, HTM222, NHT49, NHT51 sowie Gemische dieser Verbindungen umfasst. Als p-Dotierstoff kann eines oder mehrere Materialien in Frage kommen, die aus einer
Gruppe ausgewählt sind, die MoOx, WOx, VOx, Cu(I)pFBz (pFBz: Pentafluorobenzoat) , Bi(III)pFBz, F4-TCNQ (2,3,5,6- Tetrafluoro-7 , 7 , 8 , 8-tetracyanoquinodimethan) , NDP-2 und NDP-9 umfasst. Die Ausdrücke HTM081, HTM163, HTM222, NHT49, NHT51, NET-18, NET-218, ET093, ETM020, ETM033, ETM034, ETM036, NDN-1 und NDN-26 sind Herstellernamen für Produkte der Firmen
Merck, Novaled und/oder Idemitsu. Das Material für eine Elektronentransportschicht und/oder elektronenleitende Schicht kann aus einer Gruppe ausgewählt sein, die NET-18, NET-218, ET093, ETM020, ETM033, ETM034, ETM036, 2, 2', 2" -( 1 , 3 , 5-Benzinetriyl ) -tris ( 1 -phenyl- 1 -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'-bipyridine-6- yl) -1, 3, 4-oxadiazo-5-yl ] benzen, 4, 7-Diphenyl-l , 10- phenanthroline (BPhen) , 3- (4-Biphenylyl) -4-phenyl-5-tert- butylphenyl-1 , 2, 4-triazol, Bis (2-methyl-8-quinolinolate) -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 ' -bipyridine- 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- dipyrenylphosphinoxide, Naphtahlintetracarbonsäuredianhydrid und dessen Imide, Perylentetracarbonsäuredianhydrid und dessen Imide, Materialien basierend auf Silolen mit einer Silacyclopentadieneinheit sowie Gemische der vorgenannten Stoffe umfasst. Als n-Dotierstoff kann eines oder mehrere Materialien in Frage kommen, die aus einer Gruppe ausgewählt sind, die NDN-1, NDN-26, Na, Ca, Mg, Ag, Cs, Li, Mg, Yb, C S 2CO3 und C S 3 PO4 umfasst.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist zwischen der elektronenleitenden organischen Schicht und der lochleitenden organischen Schicht ein Zwischenbereich angeordnet.
Insbesondere ist der Zwischenbereich sowohl direkt, also in direktem mechanischem und/oder elektrischem Kontakt, zur elektronenleitenden organischen Schicht als auch zur
lochleitenden organischen Schicht angeordnet. Insbesondere sind die lochleitende und elektronenleitende organische
Schicht über den Zwischenbereich miteinander verbunden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist der
Zwischenbereich eine organische Zwischenschicht und eine anorganische Zwischenschicht auf oder besteht daraus. Insbesondere weist die organische Zwischenschicht einen ersten Ladungsträgertransportmechanismus und die anorganische Zwischenschicht einen zweiten
Ladungsträgertransportmechanismus auf .
Die Zwischenschicht kann aus isolierenden Materialien, beispielsweise Aluminiumoxid, geformt sein. In diesem Fall stellt die Zwischenschicht eine Tunnelbarriere für die
Ladungsträger dar. Gleichzeitig trennt die Zwischenschicht die lochleitenden und elektronenleitenden organischen
Schichten, die sonst möglicherweise an der Grenzfläche miteinander reagieren und dadurch ihre Funktion im Bauelement verlieren würden. Dadurch wird die Stabilität des Bauelements erhöht .
Mit „erstem Ladungsträgertransportmechanismus" kann hier verstanden werden, dass die organische Zwischenschicht
Materialien aufweist, die Zwischenzustände aufweisen, die die Tunnelwahrscheinlichkeit erhöhen. Die Ladungsträger können sich zwischen der lochleitenden und elektronenleitenden organischen Schicht neben dem „tunneln" dann zusätzlich durch den sogenannten Hoppingmechanismus von Zwischenzustand zu Zwischenzustand des Materials der organischen Zwischenschicht bewegen. Dadurch kann die Effizienz des Bauelements erhöht werden.
Die anorganische Zwischenschicht weist einen zweiten
Ladungsträgertransportmechanismus auf. Der zweite
Ladungsträgertransportmechanismus transportiert die
Ladungsträger durch „tunneln", er stellt also eine
Tunnelbarriere für die Ladungsträger dar. Der zweite
Ladungsträgertransportmechanismus weist im Vergleich zum ersten Ladungsträgertransportmechanismus keinen Hoppingmechanismus auf, da die Materialien der anorganischen Zwischenschicht keine Zwischenzustände aufweisen, die einen Hoppingmechanismus induzieren. Damit unterscheidet sich der erste Ladungsträgertransportmechanismus zumindest teilweise von dem zweiten Ladungsträgertransportmechanismus.
Die Erfinder haben erkannt, dass durch die Verwendung eines Zwischenbereichs aus einer organischen Zwischenschicht mit einem ersten Ladungsträgertransportmechanismus in Kombination mit einer anorganischen Zwischenschicht mit einem von dem ersten Ladungsträgertransportmechanismus zumindest teilweise verschiedenen zweiten Ladungsträgertransportmechanismus ein Bauelement bereitgestellt werden kann, das eine hohe
Temperaturstabilität, vorzugsweise eine Stabilität bei
Temperaturen größer 50 °C, größer 60 °C, größer 80 °C, größer 85 °C oder größer 95 °C aufweist. Bei gleichbleibender
Effizienz wird die Stabilität des Bauelements, insbesondere der OLED, bei hohen Temperaturen signifikant erhöht. Dies bedeutet, dass der Spannungsabfall und die Änderung des Spannungsabfalls über die Ladungsträgererzeugungszone äußerst gering und die Betriebslebensdauer deutlich erhöht werden kann verglichen mit einem Bauelement, das entweder eine anorganische Zwischenschicht oder eine organische
Zwischenschicht als Zwischenbereich aufweist. Auch der
Spannungsanstieg aufgrund von Betrieb oder Lagerung,
insbesondere bei hohen Temperaturen, kann durch das
erfindungsgemäße Bauelement reduziert werden.
Kombination bedeutet hierbei eine vertikale Abfolge der
Zwischenschichten, wobei die anorganische Schicht und die elektronenleitende, die organische Schicht an die
lochleitende Schicht angrenzt. Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die organische Zwischenschicht zumindest ein Material oder eine Kombination der Materialien auf, die aus einer Gruppe ausgewählt ist, die Phthalocyanin, zumindest ein oder genau ein Phthalocyanin- Derivat, Naphthalocyanin, zumindest ein oder genau ein
Naphthalocyanin-Derivat , Porphyrin und zumindest ein oder genau ein Porphyrin-Derivat umfasst.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die organische Zwischenschicht zumindest ein Phthalocyanin und/oder ein
Phathalocyanin-Derivat oder besteht daraus. Das Phthalocyanin und/oder Phthalocyanin-Derivat ist jeweils an einem Metall oder einer Metallverbindung koordiniert. Das Metall oder die Metallverbindung ist dabei aus einer Gruppe ausgewählt, die Kupfer (Cu) , Zink (Zn) , Kobalt (Co), Aluminium (AI), Nickel (Ni) , Eisen (Fe) , Zinnoxid (SnO) , Mangan (Mn) , Magnesium (Mg) , Vanadiumoxid (VO) und Titanoxid (TiO) umfasst oder daraus besteht. Im Prinzip können die in der DE 10 2013 107 113 AI und/oder DE 10 2013 017 361 AI und/oder DE 10 2012 204 327 AI
offenbarten Materialien für die organische Zwischenschicht verwendet werden. Der Offenbarungsgehalt der oben genannten Offenlegungsschriften wird hiermit durch Rückbezug
aufgenommen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die anorganische Zwischenschicht zumindest ein Metall oder Halbmetall auf, das aus einer Gruppe ausgewählt ist, die Lithium (Li) , Natrium (Na) , Kalium (K) , Rubidium (Rb) , Cäsium (Cs) , Beryllium (Be) , Magnesium (Mg) , Kalzium (Ca) , Strontium (Sr) , Barium (Ba) , Bor (B) , Aluminium (AI), Silber (Ag) , Ytterbium (Yb) , Gallium (Ga) , Indium (In), Thallium (Tl) und Kombinationen daraus umfasst oder daraus besteht.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die anorganische Zwischenschicht ein unedles Metall auf oder besteht daraus. Insbesondere ist die anorganische Zwischenschicht als n- Dotierstoff eingerichtet. Vorzugsweise ist die anorganische Zwischenschicht aus Kalzium gebildet und/oder Kalzium als n- Dotierstoff eingerichtet. Kalzium erhöht die Bandverbiegung an der Grenzfläche, das heißt, es wirkt also an der
Grenzfläche zur elektronenleitenden organischen Schicht als n-Dotierstoff und trennt gleichzeitig die elektronenleitenden und lochleitenden organischen Schichten voneinander, das heißt, es wirkt isolierend.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die organische Zwischenschicht ein Phthalocyanin und/oder Phthalocyanin- Derivat auf oder besteht daraus. Alternativ oder zusätzlich umfasst oder besteht die anorganische Zwischenschicht aus Aluminium, Magnesium, Ytterbium oder Kalzium.
Insbesondere umfassen die organische Zwischenschicht ein Phthalocyanin und die anorganische Zwischenschicht Aluminium. Alternativ bestehen die Zwischenschichten aus den genannten Materialien.
Insbesondere umfassen die organische Zwischenschicht ein Phthalocyanin-Derivat und die anorganische Zwischenschicht Aluminium. Alternativ bestehen die Zwischenschichten aus den genannten Materialien.
Insbesondere umfassen die organische Zwischenschicht ein Phthalocyanin und die anorganische Zwischenschicht Kalzium. Alternativ bestehen die Zwischenschichten aus den genannten Materialien .
Insbesondere umfassen die organische Zwischenschicht ein Phthalocyanin-Derivat und die anorganische Zwischenschicht Kalzium. Alternativ bestehen die Zwischenschichten aus den genannten Materialien.
Insbesondere umfassen die organische Zwischenschicht ein Phthalocyanin und die anorganische Zwischenschicht Magnesium. Alternativ bestehen die Zwischenschichten aus den genannten Materialien .
Insbesondere umfassen die organische Zwischenschicht ein Phthalocyanin-Derivat und die anorganische Zwischenschicht Magnesium. Alternativ bestehen die Zwischenschichten aus den genannten Materialien.
Insbesondere umfassen die organische Zwischenschicht ein Phthalocyanin und die anorganische Zwischenschicht Ytterbium. Alternativ bestehen die Zwischenschichten aus den genannten Materialien .
Insbesondere umfassen die organische Zwischenschicht ein Phthalocyanin-Derivat und die anorganische Zwischenschicht Ytterbium. Alternativ bestehen die Zwischenschichten aus den genannten Materialien.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die organische Zwischenschicht ein Vanadyl-Phthalocyanin, Kupfer- Phthalocyanin und/oder Titanyl-Phthalocyanin auf. Die
anorganische Schicht weist alternativ oder zusätzlich Kalzium auf oder besteht daraus. Damit kann eine Ladungsträgererzeugungszone bereitgestellt werden, die bei hohen Temperaturen von größer 85 °C stabil gegenüber
Degradation ist. Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die organische
Zwischenschicht und anorganische Zwischenschicht jeweils eine Schichtdicke zwischen einschließlich 0,5 nm und
einschließlich 10 nm, insbesondere zwischen einschließlich 1 nm und einschließlich 6 nm auf. Insbesondere ist die
Schichtdicke der anorganischen Zwischenschicht kleiner oder gleich der Schichtdicke der organischen Zwischenschicht.
Vorzugsweise weist die organische Zwischenschicht eine
Schichtdicke zwischen einschließlich 2 nm und einschließlich 6 nm und/oder die anorganische Zwischenschicht eine
Schichtdicke zwischen einschließlich 0,5 nm und
einschließlich 6 nm, beispielsweise zwischen einschließlich 0,5 nm und einschließlich 3 nm, auf.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die
Ladungsträgererzeugungszone eine Gesamtdicke von kleiner oder gleich 240 nm, insbesondere kleiner oder gleich 180 nm, vorzugsweise 120 nm oder 60 nm auf. Insbesondere weist die Ladungsträgererzeugungszone eine Schichtdicke von mindestens 30 nm, beispielsweise 35 nm, auf.
Die Gesamtdicke der Ladungsträgererzeugungszone ergibt sich aus der Summe der Dicken der Schichten der
Ladungsträgererzeugungszone, also zumindest aus der Summe der Dicken der elektronenleitenden organischen Schicht, der lochleitenden organischen Schicht, der anorganischen
Zwischenschicht und der organischen Zwischenschicht. Gemäß zumindest einer Ausführungsform befinden sich die einzelnen organischen lichtemittierenden Schichten, entlang einer Hauptrichtung x, jeweils an einer Position P gemäß der folgenden Formel P = λ/ (4 n) + k λ/ (2 n) . Die Position P wird bevorzugt mit einer Toleranz von höchstens λ/ (10 n) oder von höchstens λ/ (20 n) eingehalten. Die Positionsangabe bezieht sich insbesondere auf eine geometrische Mitte der zugehörigen organischen lichtemittierenden Schicht, n bezeichnet dabei den mittleren Brechungsindex des funktionellen
Schichtenstapels, der beispielsweise zwischen einschließlich 1,7 und 1,9 liegt. Die Wellenlänge λ bezeichnet die
Vakuumwellenlänge der Strahlung, zu deren Erzeugung die entsprechende organische lichtemittierende Schicht
eingerichtet ist. k ist eine natürliche Zahl größer oder gleich Null. Insbesondere gilt, dass k = 0, = 1, = 2 oder = 3 ist. Damit kann die Auskoppeleffizienz der von den
organischen lichtemittierenden Schichten erzeugten Strahlung erhöht werden. Gemäß zumindest einer Ausführungsform gilt für eine erste organische lichtemittierende Schicht der zumindest beiden organischen lichtemittierenden Schichten, dass k = 0 oder = 1 ist . Gemäß zumindest einer Ausführungsform gilt für eine zweite organische lichtemittierende Schicht der zumindest beiden organischen lichtemittierenden Schichten, dass k > 0 ist. Insbesondere ist k = oder = 1 oder = 2. Insbesondere ist die Position Null die Grenzfläche zwischen der weiteren Elektrode, die insbesondere reflektierend ausgeformt ist, und dem funktionellen Schichtenstapel. Die Hauptrichtung x bezeichnet die Strahlungsrichtung der organischen lichtemittierenden Schichten in Richtung
Schichtnormale, insbesondere ist die Hauptrichtung x weg von der Position Null. Voraussetzung für den Einsatz einer
Ladungsträgererzeugungszone in einem Bauelement sind zum einen ein geringer Spannungsabfall über die
Ladungsträgererzeugungszone und eine möglichst geringe
Änderung des Spannungsabfalls über die
Ladungsträgererzeugungszone während des Betriebs des
Bauelements, insbesondere einer OLED bei den angestrebten Betriebsbedingungen, vor allem bei hohen Temperaturen wie sie beispielsweise im Automobilbereich vorkommen. Zum anderen ist Voraussetzung für den Einsatz einer
Ladungsträgererzeugungszone eine möglichst hohe Transmission im von dem Bauelement emittierten Spektralbereich, damit Absorptionsverluste des emittierten Lichts vermieden werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist das Bauelement bei einer Temperatur von größer 70 °C oder 75 °C, insbesondere größer 85 °C, stabil gegenüber Degradation. Insbesondere ist die Ladungsträgererzeugungszone gegenüber derartigen hohen Temperaturen stabil im Vergleich zu einer herkömmlichen vergleichbaren OLED mit nur einer einfachen Zwischenschicht oder bei der der Spannungsanstieg bis LT70 kleiner 20 % und/oder LT70 (85 °C) größer 5000 h ist.
Die Stabilität eines Bauelements insbesondere bei hohen
Temperaturen wird oftmals durch die
Ladungsträgererzeugungszone limitiert. Das äußert sich darin, dass der prozentuale Spannungsanstieg und Leuchtdichteabfall eines Bauelements, beispielsweise einer gestapelten OLED, wesentlich höher ist als der der einzelnen Emissionseinheiten unter denselben Testbedingungen. Des Weiteren sind viele Ladungsträgererzeugungszonenstrukturen beispielsweise bei hohen Temperaturen von beispielsweise größer 85 °C nicht stabil. Dies führt insbesondere zur Degradation der
Ladungsträgererzeugungszonenstruktur, so dass sie ihre
Funktionsfähigkeit verliert. Die Erfinder haben erkannt, dass durch ein Bauelement mit einer Ladungsträgererzeugungszone gemäß der Erfindung eine Ladungsträgererzeugungszone
bereitgestellt werden kann, die auch bei hohen Temperaturen insbesondere bei 85 °C eine ausreichende hohe Stabilität aufweist. Damit kann das erfindungsgemäße Bauelement breite Anwendung, beispielsweise im Automobilbereich, finden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist das Bauelement im Betrieb eine angelegte und/oder erzeugte Spannung auf. Die angelegte und/oder erzeugte Spannung ist niedriger verglichen mit einer Spannung, die an einem Bauelement angelegt und/oder erzeugt wird, das als Zwischenbereich entweder eine
anorganische Zwischenschicht oder eine organische
Zwischenschicht umfasst.
Die Erfindung betrifft ferner eine Leuchte. Vorzugsweise weist die Leuchte ein organisches lichtemittierendes
Bauelement auf. Es gelten somit alle gemachten Definitionen und Ausführungen des organischen lichtemittierenden
Bauelements auch für die Leuchte und umgekehrt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die Leuchte eine Rückleuchte eines Automobils. Insbesondere ist die
Rückleuchte eine Heckleuchte eines Automobils. Mit Automobil kann jedes zweispurige Fahrzeug, beispielsweise ein
Personenkraftfahrzeug (PKW) oder Lastkraftfahrzeug (LKW) , gemeint sein. Alternativ kann die Leuchte eine Rückleuchte oder Heckleuchte eines einspurigen Fahrzeuges, beispielsweise eines Motorrads oder eines Fahrrades, sein.
Die Rückleuchte kann eine Bremsfunktion umfassen oder als Bremsleuchte ausgeformt sein. Die Leuchte weist dann
insbesondere eine Stopplichtfunktion auf.
Die Leuchte kann eine Blinkfunktion aufweisen oder als
Blinker ausgeformt sein.
Die Leuchte kann eine Nebelschlussleuchte sein.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die Leuchte eine Frontleuchte eines Automobils. Insbesondere ist die Leuchte dazu eingerichtet, während des Betriebes des Automobils bei Helligkeit, also als Tagfahrlichtleuchte, Strahlung zu emittieren. Insbesondere emittiert die Leuchte dann weißes Licht . Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die Leuchte eine Light Guide Funktion auf.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist das organische lichtemittierende Bauelement eine Verkapselung auf. Die
Verkapselung ist bevorzugt in Form einer
Dünnschichtverkapselung auf dem organischen
lichtemittierenden Bauelement aufgebracht. Insbesondere schützt die Verkapselung den funktionellen Schichtenstapel und die Elektroden vor der Umgebung, wie beispielsweise vor Feuchtigkeit und/oder Sauerstoff und/oder anderen korrosiven Substanzen, wie etwa Schwefelwasserstoff. Die Verkapselung kann ein oder mehrere dünne Schichten aufweisen, die
beispielsweise mittels Chemischer Gasphasenabscheidung („chemical vapour deposition", CVD) oder PECVD („plasma- enhanced chemical vapour deposition") und/oder eines
Atomlagenabscheideverfahrens (ALD) aufgebracht sind und die beispielsweise eines oder mehrere der Materialien
Siliziumoxid, Siliziumcarbid, Siliziumnitrid, Aluminiumoxid, Zinnoxid, Zirkoniumoxid, Titanoxid, Hafniumoxid, Lanthanoxid und Tantaloxid aufweisen. Die Verkapselung kann weiterhin beispielsweise auf einer Dünnschichtverkapselung einen mechanischen Schutz von einer KunststoffSchicht und/oder einer auflaminierten Glasschicht und/oder auflaminierten
Metallfolie, beispielsweise aus Aluminium, aufweisen. Damit kann beispielsweise ein Kratzschutz erreicht werden.
Alternativ sind auch andere Verkapselungen möglich,
beispielsweise in Form eines aufgeklebten Glasdeckels.
Insbesondere ist der Glasdeckel oder das Glas mittels eines Klebers oder einer Kleberschicht auf eine
Dünnfilmverkapselung angeordnet. Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist das organische lichtemittierende Bauelement StromaufWeitungsstrukturen auf. Die StromaufWeitungsstrukturen sind insbesondere zwischen der dem Substrat zugewandten Elektrode, die insbesondere
transparent ausgeformt ist, angeordnet. Die
StromaufWeisungsstruktur kann mittels einer
Isolationsschicht, beispielweise aus einem Fotolack auf Polyimidbasis , überzogen sein.
Es wird weiterhin ein Verfahren zur Herstellung eines organischen lichtemittierenden Bauelements angegeben.
Insbesondere stellt das Verfahren das organische
lichtemittierende Bauelement und/oder die Leuchte mit dem organischen lichtemittierenden Bauelement her. Dabei gelten die bisher beschriebenen Definitionen und Ausführungen für das organische lichtemittierende Bauelement und/oder der Leuchte auch für das Verfahren zur Herstellung eines
organischen lichtemittierenden Bauelements und umgekehrt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist das Verfahren zur Herstellung eines organischen lichtemittierenden Bauelements folgende Verfahrensschritte auf: A) Bereitstellen einer Elektrode,
B) Aufbringen einer organischen lichtemittierenden Schicht auf die Elektrode,
C) Aufbringen einer organischen Schicht auf die unter Schritt B) erzeugte organische lichtemittierende Schicht, wobei die organische Schicht elektronen- und/oder löcherleitend ist,
D) Aufbringen eines Zwischenbereichs, der eine anorganische Zwischenschicht und eine organische Zwischenschicht umfasst ,
E) Aufbringen einer weiteren organischen Schicht auf den
Zwischenbereich. In dem Fall, dass die unter C)
aufgebrachte organische Schicht elektronenleitend ist, ist die unter Schritt E) aufgebrachte organische Schicht lochleitend und umgekehrt.
F) Aufbringen einer weiteren organischen lichtemittierenden Schicht auf die weitere organische Schicht, und
G) Aufbringen einer weiteren Elektrode auf die unter Schritt F) erzeugte weitere organische lichtemittierende Schicht.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird die unter Schritt A) erzeugte Elektrode auf ein Substrat aufgebracht.
Insbesondere ist die unter Schritt A) erzeugte Elektrode transparent, insbesondere aus TCO geformt. Insbesondere ist die unter Schritt G) erzeugte weitere Elektrode reflektierend ausgeformt, so dass die von dem Bauelement erzeugte Strahlung in Hauptrichtung x der unter Schritt A) erzeugten Elektrode ausgekoppelt wird.
Insbesondere ist die im Schritt C) aufgebrachte organische Schicht eine elektronenleitende organische Schicht und die im Schritt E) aufgebrachte organische Schicht eine lochleitende organische Schicht oder die im Schritt C) aufgebrachte organische Schicht eine elektronenleitende organische Schicht und die im Schritt E) aufgebrachte organische Schicht eine lochleitende organische Schicht.
Dass eine Schicht „auf" oder „über" einer anderen Schicht angeordnet ist oder aufgebracht ist, kann dabei hier und im Folgenden bedeuten, dass die eine Schicht unmittelbar in direktem mechanischem und/oder elektrischem Kontakt auf der anderen Schicht angeordnet ist. Weiterhin kann es auch bedeuten, dass die eine Schicht mittelbar über einer anderen Schicht angeordnet ist. Dabei können dann weitere Schichten zwischen der einen und der anderen Schicht angeordnet sein. Insbesondere können weitere Lochtransportschichten,
Lochblockierungsschichten, Elektronentransportschichten, Elektronenblockierungsschichten zwischen der einen Schicht und der anderen Schicht angeordnet sein.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird der im Schritt D) erzeugte Zwischenbereich mittels Vakuumverdampfung
aufgebracht. Alternativ oder zusätzlich kann der
Zwischenbereich im Schritt D) aus der Flüssigphase
hergestellt sein. Als Verfahren können Spin Coating,
Siebdruck, Inkjet, Gravurdruck oder Flexodruck verwendet werden. Dabei kann während der Herstellung ein Zwischenbereich erzeugt werden, der eine anorganische
Zwischenschicht und eine organische Zwischenschicht aufweist.
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
lichtemittierenden Bauelements gemäß einer Ausführungsform,
Figur 2A eine schematische Darstellung eines organischen
lichtemittierenden Bauelements gemäß einer Ausführungsform,
Figur 2B experimentelle Daten von Vergleichsbeispielen und
Ausführungsbeispielen,
Figur 3A eine schematische Darstellung eines organischen
lichtemittierenden Bauelements gemäß einer Ausführungsform,
Figur 3B experimentelle Daten von Vergleichsbeispielen und
Ausführungsbeispielen,
Figur 4A eine Draufsicht und Seitenansicht einer Leuchte
gemäß einer Ausführungsform,
Figur 4B eine Draufsicht einer Leuchte gemäß einer
Ausführungsform, Figuren 5A und 5B die Vorder- und Rückansicht eines
Automobils gemäß einer Ausführungsform. In den Ausführungsbeispielen und Figuren können gleiche, gleichartige oder gleich wirkende Elemente jeweils mit den gleichen 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.
Die Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung eines organischen lichtemittierenden Bauelements 100 gemäß einer
Ausführungsform. Das organische lichtemittierende Bauelement 100 weist eine Elektrode 1 auf. Die Elektrode 1 ist
vorzugsweise aus einem transparenten leitfähigen Material, beispielsweise ITO geformt. Insbesondere weist die Elektrode 1 eine Schichtdicke von 100 bis 150 nm auf, beispielsweise
130 nm. Die Elektrode 1 kann auf einem Substrat 10 angeordnet sein (hier nicht gezeigt) .
Der Elektrode 1 ist nachfolgend ein funktioneller
Schichtenstapel 9 nachgeordnet. Der funktionelle
Schichtenstapel 9 weist zumindest zwei organische
lichtemittierende Schichten 2, 7 und zumindest eine
Ladungsträgererzeugungszone 3 auf. Insbesondere weisen die organischen lichtemittierenden Schichten 2, 7 jeweils eine Schichtdicke von 10 bis 50 nm, beispielsweise 30 nm auf. Die Ladungsträgererzeugungszone 3 weist insbesondere eine
Gesamtdicke von kleiner oder gleich 240 nm, besonders bevorzugt 180 nm oder 120 nm oder 85 nm auf. Die Ladungsträgererzeugungszone 3 weist eine elektronenleitende organische Schicht 31, eine lochleitende organische Schicht 32 und einen Zwischenbereich 4 auf. Insbesondere weist die lochleitende organische Schicht 32 eine Schichtdicke zwischen einschließlich 30 und 200 nm, beispielsweise 130 nm und die elektronenleitende organische Schicht eine Schichtdicke zwischen einschließlich 20 nm und 90 nm, beispielsweise 35 nm auf . Der Zwischenbereich 4 weist eine organische Zwischenschicht 6 mit einem ersten Ladungstransportmechanismus und eine
anorganische Zwischenschicht 5 mit einem zweiten
Ladungsträgertransportmechanismus auf. Insbesondere weisen die organische und anorganische Zwischenschicht 5, 6 jeweils eine Schichtdicke zwischen einschließlich 0,5 nm und
einschließlich 10 nm auf. Insbesondere ist die Schichtdicke der anorganischen Zwischenschicht 5 kleiner oder gleich als die Schichtdicke der organischen Zwischenschicht 6.
Beispielsweise weist die organische Zwischenschicht 6 eine Schichtdicke zwischen einschließlich 2 nm und einschließlich 6 nm und die anorganische Zwischenschicht 5 eine Schichtdicke zwischen einschließlich 0,5 nm und einschließlich 3 nm auf.
Vorzugsweise unterscheidet sich der erste
Ladungsträgertransportmechanismus der organischen
Zwischenschicht 6 zumindest teilweise von dem zweiten
Ladungsträgertransportmechanismus der anorganischen
Zwischenschicht 5. Mit anderen Worten unterscheiden sich die Zwischenschichten in ihrer Eigenschaft Ladungsträger zu transportieren. So kann insbesondere die organische
Zwischenschicht 6 aufgrund der Zwischenzustände ihrer
organischen Materialien neben dem Tunnel- auch den
Hoppingmechanismus durchführen. Die anorganische Zwischenschicht 5 weist einen derartigen Hoppingmechanismus nicht auf. Zudem kann die anorganische Zwischenschicht 5 dazu eingerichtet sein als n-Dotierstoff zu wirken. Dies ist vorzugsweise der Fall, wenn die anorganische Zwischenschicht 5 aus einem unedlen Metall, beispielsweise aus Magnesium, Ytterbium, Kalzium oder Aluminium, geformt ist. Die
organische Zwischenschicht 6 weist insbesondere ein Material aus Phthalocyanin oder Phthalocyanin-Derviat auf.
Insbesondere ist die organische Zwischenschicht 6 aus
Phthalocyanin oder dessen Derivate geformt. Das organische lichtemittierende Bauelement 100 ist insbesondere dazu eingerichtet, Strahlung aus dem roten Wellenlängenbereich zu emittieren. Vorzugsweise weist die Strahlung aus dem roten Wellenlängenbereich eine dominante Wellenlänge von 625 nm ± 3 nm auf. Das organische lichtemittierende Bauelement 100 kann zusätzlich eine Verkapselung aufweisen (hier nicht gezeigt) .
Das organische lichtemittierende Bauelement 100 weist dem funktionellen Schichtenstapel 9 nachgeordnet eine weitere Elektrode 8 auf. Die Elektrode 8 ist vorzugsweise aus einem reflektierenden Material, beispielsweise Aluminium, geformt. Insbesondere ist die Elektrode 1 als Anode und die weitere Elektrode 8 als Kathode ausgeformt. Die weitere Elektrode 8 weist insbesondere eine Schichtdicke von 100 nm bis 250 nm, beispielsweise 200 nm auf. Damit ist das organische
lichtemittierende Bauelement 100 als sogenannter
Bottomemitter ausgeformt, so dass die in den organischen lichtemittierenden Schichten 2, 7 erzeugte Strahlung in
Hauptrichtung x über die transparente Elektrode 2
ausgekoppelt ist. Figur 1 zeigt ferner die Position P gleich Null (P = 0) . Die Figur 2A zeigt eine schematische Seitenansicht eines organischen lichtemittierenden Bauelements 100 gemäß einer Ausführungsform. Das organische lichtemittierende Bauelement 100 der Figur 2A unterscheidet sich von dem organischen lichtemittierenden Bauelement 100 der Figur 1 dadurch, dass das Bauelement der Figur 2A zusätzliche Schichten,
insbesondere Blockierschichten, Injektionsschichten und/oder Transportschichten aufweist. Das Bauelement 100 weist
zwischen der Elektrode 1 und der organischen
lichtemittierenden Schicht 2 eine Lochinjektionsschicht 301 und eine weitere Elektronenblockierschicht 2021 auf.
Die Lochinjektionsschicht 301 ist insbesondere p-dotiert und/oder weist insbesondere eine Schichtdicke zwischen 50 und 500 nm, beispielsweise 235 oder 340 nm auf. Die weitere
Elektronenblockierschicht 2021 weist eine Schichtdicke zwischen 5 und 20 nm, beispielsweise 10 nm auf. Als
Materialien für diese Schichten können beispielsweise die oben genannten Materialien verwendet werden.
Zwischen der organischen lichtemittierenden Schicht 2 und der lochleitenden organischen Schicht 31 ist eine
Lochblockierschicht 201 angeordnet. Insbesondere ist diese in direktem Kontakt zwischen der organischen lichtemittierenden Schicht 2 und der elektronenleitenden organischen Schicht 31 angeordnet. Zwischen der lochleitenden organischen Schicht 32 und der weiteren organischen lichtemittierenden Schicht 7 ist eine Elektronenblockierschicht 202 angeordnet. Die
Elektronenblockierschicht 202 weist insbesondere eine
Schichtdicke zwischen einschließlich 5 nm und 20 nm,
beispielsweise 10 nm auf. Als Materialien für die
Elektronenblockierschicht können beispielsweise die oben genannten Materialien verwendet werden. Zwischen der weiteren organischen lichtemittierenden Schicht 7 und der weiteren Elektrode 8 ist eine
Elektroneninjektionsschicht 302 angeordnet, die insbesondere n-dotiert ist und/oder eine Schichtdicke zwischen 30 und 80 nm, beispielsweise 45 nm aufweist. Der weiteren organischen lichtemittierenden Schicht 7 ist eine weitere Blockierschicht 2011 nachgeordnet. Die weitere Blockierschicht 2011 weist insbesondere eine Schichtdicke zwischen einschließlich 5 nm und 15 nm, beispielsweise 20 nm auf. Die weitere
Blockierschicht und die Elektroneninjektionsschicht 302 können aus den oben genannten Materialien sein.
Vorzugsweise ist das organische lichtemittierende Bauelement 100 der Figur 2A dazu eingerichtet, Strahlung aus dem roten Wellenlängenbereich zu emittieren. Insbesondere ist das organische lichtemittierende Bauelement 100 als Rückleuchte oder als Tagfahrlichtleuchte eines Automobils ausgeformt. Insbesondere ist das organische lichtemittierende Bauelement 100 bei einer Temperatur von größer 70 °C, beispielsweise größer oder gleich 85 °C stabil gegenüber Degradation.
Die Figur 2B zeigt die experimentellen Daten der
Vergleichsbeispiele VI und V2 sowie der Ausführungsbeispiele AI und A2. Insbesondere soll das Vergleichsbeispiel VI mit dem Ausführungsbeispiel AI verglichen werden sowie das
Vergleichsbeispiel V2 mit dem Ausführungsbeispiel A2. Die Vergleichsbeispiele VI und V2 und die Ausführungsbeispiele AI und A2 weisen im Wesentlichen einen Schichtaufbau gemäß dem organischen lichtemittierenden Bauelement 100 der Figur 2A auf.
Die zu vergleichenden Bauelemente der Beispiele VI und AI sind identisch aufgebaut mit Ausnahme, dass das Vergleichsbeispiel VI keine organische Zwischenschicht 6, sondern nur eine anorganische Zwischenschicht 5 als
Zwischenbereich 4 aufweist. Das Ausführungsbeispiel AI weist hingegen sowohl eine organische Zwischenschicht 6 als auch eine anorganische Zwischenschicht 5 auf.
Die zu vergleichenden Bauelemente der Beispiele V2 und A2 sind identisch aufgebaut mit Ausnahme, dass das
Vergleichsbeispiel V2 keine organische Zwischenschicht 6, sondern nur eine anorganische Zwischenschicht 5 als
Zwischenbereich 4 aufweist. Das Ausführungsbeispiel A2 weist hingegen sowohl eine organische Zwischenschicht 6 als auch eine anorganische Zwischenschicht 5 auf. Die Beispiele VI und AI unterscheiden sich von den Beispielen V2 und A2 dadurch, dass sie eine unterschiedliche
elektronenleitende organische Schicht 31 aufweisen.
Insbesondere ist die elektronenleitende organische Schicht 31 unterschiedlich dotiert.
Die jeweilige organische Zwischenschicht 6 der Beispiele AI und A2 weisen eine Schichtdicke von jeweils 4 nm auf. Die jeweilige anorganische Zwischenschicht 5 der Beispiele VI, V2, AI und A2 weisen eine Schichtdicke von jeweils 2 nm auf.
Insbesondere sind die organische Zwischenschicht 6 aus einem Phtalocyanin oder dessen Derivate und die anorganische
Zwischenschicht 5 der entsprechenden Beispiele V3, V4, A3 und A4 aus Kalzium geformt.
Die Messungen wurden bei 2600 cd/m2 in einem spiegelnden Bauelement, also einem Bottomemitter in einer Ulbrichtkugel durchgeführt. Die experimentellen Daten zeigen die Leuchtdichte L in Candela pro Quadratmeter (cd/m2), die
Lichtausbeute Peff in Lumen pro Watt (Im/W), die
Stromeffizienz Ieff in Candela pro Amper (cd/A) , die
Quantenausbeute EQE in Prozent, den Farbort CX CY, die
Spannung U in Volt (V) , die Stromdichte I in Milliampere pro QuadratZentimeter (mA/cm2). Ferner zeigen die experimentellen Daten einen Lebensdauertest LT70 in Stunden (h) bei
unterschiedlichen Temperaturen (50 °C, 85 °C und 95 °C) und unterschiedlichen Stromstärken (100 mA/cm2, 50 mA/cm2). Der Lebensdauertest LT70 gibt an, wieviel Stunden benötigt werden, dass der Lichtstrom 70 % der Anfangshelligkeit aufweist. Mit anderen Worten wird die Nutzungslebensdauer des organischen lichtemittierenden Bauelements 100 in Stunden mit einer Degradation von 30 % angegeben.
Der Vergleich des Vergleichsbeispiels VI mit dem
Ausführungsbeispiel AI zeigt, dass durch die Verwendung eines Zwischenbereichs 4 aus einer Kombination einer anorganischen Zwischenschicht 5 und einer organischen Zwischenschicht 6 eine Spannungserniedrigung von 10,5 Volt auf 9,5 Volt erzeugt werden kann.
Das Vergleichsbeispiel V2 zeigt im Vergleich zum
Ausführungsbeispiel A2 ebenfalls eine Spannungserniedrigung von 10,1 Volt auf 9,1 Volt durch den Einbau der zusätzlichen organischen Zwischenschicht 6 in das organische
lichtemittierende Bauelement 100.
Aus den experimentellen Daten ist ersichtlich, dass eine Spannungserniedrigung durch die zusätzliche organische
Zwischenschicht 6 bei gleicher (Ausführungsbeispiel AI) oder höherer (Ausführungsbeispiel A2) Betriebslebensdauer
verglichen mit den Vergleichsbeispielen erzeugt werden kann. Der Lebensdauertest in Abhängigkeit von der Temperatur zeigt, dass mit steigender Temperatur von 50 °C auf 95 °C die
Lebensdauer in Stunden abnimmt. Insbesondere weisen die
Ausführungsbeispiele AI und A2 bei der entsprechenden
Temperatur in der Tendenz eine höhere Lebensdauer auf
verglichen mit den Vergleichsbeispielen VI und V2.
Das Ausführungsbeispiel AI zeigt im Vergleich zum
Vergleichsbeispiel VI bei 95 °C eine gleiche Lebensdauer (400 h) , aber eine niedrigere Spannung.
Die Figur 3A zeigt eine schematische Seitenansicht eines organischen lichtemittierenden Bauelements 100 gemäß einer Ausführungsform. Das Bauelement 100 der Figur 3A entspricht im Wesentlichen dem organischen lichtemittierenden Bauelement 100 der Figur 2A. Dabei können sich die Schichtdicken der Schichten, insbesondere des Zwischenbereichs 4, voneinander unterscheiden . Die Figur 3B zeigt die mit dem Bauelement 100 der Figur 3A gemessenen experimentellen Daten. Die Figur 3B zeigt die experimentellen Daten der Vergleichsbeispiele V3 und V4 sowie der Ausführungsbeispiele A3 und A4. Insbesondere soll das Vergleichsbeispiel V3 mit dem Ausführungsbeispiel A3
verglichen werden, sowie das Vergleichsbeispiel V4 mit dem Ausführungsbeispiel A4.
Die zu vergleichenden Bauelemente der Beispiele V3 und A3 sind identisch aufgebaut mit Ausnahme, dass das
Vergleichsbeispiel V3 keine anorganische Zwischenschicht 5, sondern nur eine organische Zwischenschicht 6 aufweist. Das Ausführungsbeispiel A3 weist hingegen sowohl eine organische Zwischenschicht 6 als auch eine anorganische Zwischenschicht 5 auf .
Die zu vergleichenden Bauelemente der Beispiele V4 und A4 sind identisch aufgebaut mit Ausnahme, dass das
Vergleichsbeispiel V4 keine anorganische Zwischenschicht 5, sondern nur eine organische Zwischenschicht 6 als
Zwischenbereich 4 aufweist. Das Ausführungsbeispiel A5 weist hingegen sowohl eine organische Zwischenschicht 6 als auch eine anorganische Zwischenschicht 5 auf.
Die Beispiele V3 und A3 unterscheiden sich von den Beispielen V4 und A4 dadurch, dass sie eine unterschiedliche
Schichtdicke der organischen Zwischenschicht 6 aufweisen.
Die jeweilige organische Zwischenschicht 6 der Beispiele A3 und V3 weisen eine Schichtdicke von jeweils 2 nm auf. Die jeweilige organische Zwischenschicht 6 der Beispiele A4 und V4 weisen eine Schichtdicke von jeweils 4 nm auf. Die
jeweilige anorganische Zwischenschicht 5 der Beispiele A3 und A4 weisen eine Schichtdicke von jeweils 2 nm auf.
Insbesondere sind die organische Zwischenschicht 6 aus einem Phthalocyanin oder dessen Derivate und die anorganische
Zwischenschicht 5 der entsprechenden Beispiele V3, V4, A3 und A4 aus Kalzium geformt.
Die bestimmten experimentellen Daten entsprechen denen der Figur 2A und wurden auch bei 2600 Candela pro Quadratmeter in einem Bottomemitter und einer Ulbrichtkugel gemessen. Der
Lebensdauertest LT70 in Stunden (h) wurde nur bei 85 °C bei unterschiedlichen Stromstärken (100 mA/cm2, 50 mA/cm2) durchgeführt . Aus den experimentellen Daten ist unter anderem zu erkennen, dass durch die Verwendung einer anorganischen Zwischenschicht 5 und organischen Zwischenschicht 6 als Zwischenbereich 4 eine Spannungserniedrigung von 9,6 Volt auf 8,9 Volt
(Vergleich V3 mit A3) beziehungsweise 9,3 Volt auf 9,0 Volt (Vergleich V4 mit A4) induziert werden kann im Vergleich dazu, wenn nur eine organische Zwischenschicht 6 als
Zwischenbereich 4 verwendet wird. Ferner kann die Lebensdauer durch den Einbau der zusätzlichen anorganischen
Zwischenschicht 5 verglichen mit den Vergleichsbeispielen erhöht werden (von 1200 Stunden auf 1400 Stunden
beziehungsweise 600 Stunden auf 650 Stunden) .
Die Verwendung einer anorganischen und organischen
Zwischenschicht in einer erfindungsgemäßen OLED ist im
Vergleich zu einer Vergleichs-OLED mit nur einer
Zwischenschicht bei hohen Temperaturen von beispielsweise 85 °C vorteilhaft. Zusätzlich ist die Betriebsspannung und
Eigenerwärmung der Ausführungsbeispiele niedriger, so dass der Betreib der erfindungsgemäßen OLED und der Vergleichs- OLED bei denselben Umgebungstemperaturen dazu führt, dass die erfindungsgemäße OLED eine niedrigere OLED-Temperatur als die Vergleichs-OLED aufweist. Bei denselben Umgebungstemperaturen ist die Stabilität der erfindungsgemäßen OLED größer als die der Vergleichs-OLED.
Die Figur 4A zeigt eine schematische Draufsicht und
Seitenansicht einer Leuchte 17 gemäß einer Ausführungsform. Die Leuchte 17 ist insbesondere eine Rückleuchte 12,
vorzugsweise eine Heckleuchte 13 eines Automobils. Die
Leuchte 17 umfasst zumindest ein organisches
lichtemittierendes Bauelement 100, das beispielsweise den Aufbau der Figur 2A oder 3A aufweist. Die Leuchte 17 und/oder das organische lichtemittierende Bauelement 100 sind
reckeckig in Draufsicht ausgeformt. Das organische
lichtemittierende Bauelement 100 kann zusätzlich zu dem
Bauelement der Figur 3A und 2A eine Verkapselung und ein Substrat 10 aufweisen. Das Bauelement 100 kann in einem
Gehäuse 15 eingebracht sein. Das Gehäuse 17 kann
beispielsweise aus Kunststoff sein.
Die Figur 4B zeigt eine schematische Draufsicht einer Leuchte 17 gemäß einer Ausführungsform. Die Leuchte 17 der Figur 4B unterscheidet sich von der Figur 4A dadurch, dass die Leuchte 17 und/oder das organische lichtemittierende Bauelement 100 und/oder das Gehäuse 15 eine geometrische Form in Draufsicht aufweisen, die von der Rechteckform verschieden ist.
Prinzipiell ist jede Ausgestaltungform denkbar.
Die Figuren 5A und 5B zeigen eine Rückansicht und
Vorderansicht eines Automobils 14, insbesondere eines
Personenkraftfahrzeugs. Das Automobil 14 weist zumindest ein oder eine Mehrzahl von organischen lichtemittierenden
Bauelementen 100 auf. Die organischen lichtemittierenden Bauelemente 100 sind in einer Leuchte, insbesondere einer Heckleuchte 13 oder Rückleuchte 12 oder in einer
Vorderleuchte 16, montiert.
Die Figur 5A zeigt eine Bremsleuchte 18 und Heckleuchten 13.
Die Figur 5B zeigt die Vorderansicht eines Automobils, insbesondere Vorderleuchten 16. Insbesondere sind die
Vorderleuchten 16 als Tagfahrlichtleuchte ausgeformt und umfassen jeweils zumindest ein organisches lichtemittierendes Bauelement 100. Das organische lichtemittierende Bauelement 100 gemäß der Erfindung kann in einer Rückleuchte Verwendung finden.
Beispielsweise kann das organische lichtemittierende
Bauelement 100 als Bremsleuchte 18 oder in einer Rückleuchte 12 oder in einer Leuchte 17 mit einer Stopplichtfunktion Verwendung finden. Alternativ oder zusätzlich kann das organische lichtemittierende Bauelement 100 als Blinker und/oder Nebenschlussleuchte Verwendung finden. Das
organische lichtemittierende Bauelement 100 kann als
Tagfahrlichtleuchte oder mit einer Light Guide Funktion ausgeformt sein.
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. Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 10 2015 114 084.5, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird. Bezugs zeichenliste
100 organisches lichtemittierendes Bauelement
I Elektrode
2 organische lichtemittierende Schicht
3 Ladungsträgererzeugungs zone
31 elektronenleitende organische Schicht
32 lochleitende organische Schicht
4 Zwischenbereich
5 anorganische Zwischenschicht
6 organische Zwischenschicht
7 (weitere) organische lichtemittierende Schicht
8 (weitere) Elektrode
9 funktioneller Schichtenstapel
10 Substrat
II in den organischen lichtemittierenden Schichten erzeugte Strahlung
12 Rückleute
13 Heckleuchte
14 Automobil
15 Gehäuse
16 Vorderleuchte
X Hauptrichtung
P Position
n mittlere Brechungsindex des funktionellen
SchichtenStapels
λ Wellenlänge
k natürliche Zahl größer oder gleich Null
201 Lochblockierschicht
2011 weitere Lochblockierschicht
202 Elektronenblockierschicht
2021 weitere Elektronenblockierschicht
301 Lochinjektionsschicht
302 Elektroneninjektionsschicht

Claims

Patentansprüche
1. Organisches lichtemittierendes Bauelement (100)
umfassend
- einen funktionellen Schichtenstapel (9) zwischen zwei Elektroden (1, 8),
- wobei der funktionelle Schichtenstapel (9) zumindest zwei organische lichtemittierende Schichten (2,7) und zumindest eine Ladungsträgererzeugungszone (3) aufweist, die zwischen den zwei organischen lichtemittierenden Schichten (2,7) angeordnet ist,
- wobei die Ladungsträgererzeugungszone (3) eine
elektronenleitende organische Schicht (31) und eine lochleitende organische Schicht (32) umfasst, zwischen denen ein Zwischenbereich (4) angeordnet ist,
wobei der Zwischenbereich (4) zumindest eine organische Zwischenschicht (6) mit einem ersten
Ladungsträgertransportmechanismus und eine anorganische Zwischenschicht (5) mit einem zweiten
Ladungsträgertransportmechanismus umfasst,
wobei die anorganische Zwischenschicht (5) zwischen der organischen Zwischenschicht (6) und der
elektronenleitenden organischen Schicht (31) angeordnet ist, und
wobei sich der erste Ladungsträgertransportmechanismus zumindest teilweise von dem zweiten
Ladungsträgertransportmechanismus unterscheidet,
wobei die organische Zwischenschicht (6) zumindest ein Material aufweist, das aus einer Gruppe ausgewählt ist, die Phthalocyanin, Phthalocyanin-Derivat ,
Naphthalocyanin, Naphtha-locyanin-Derivat , Porphyrin und Porphyrin-Derivat umfasst, und wobei die anorganische Zwischenschicht (5) zumindest ein Metall oder Halbmetall aufweist, das aus einer Gruppe ausgewählt ist, die Li, Na, K, Rb, Cs, Be, Mg, Ca, Sr, Ba, B, AI, Ag, Yb, Ga, In, Tl und Kombinationen daraus umfasst .
2. Organisches lichtemittierendes Bauelement (100) nach
Anspruch 1,
das in Betrieb eine angelegte und/oder erzeugte Spannung aufweist, die niedriger ist verglichen mit einer
Spannung, die an einem Bauelement, das als
Zwischenbereich entweder eine anorganische
Zwischenschicht oder eine organische Zwischenschicht umfasst, angelegt und/oder erzeugt ist.
3. Organisches lichtemittierendes Bauelement (100) nach
zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei die organische Zwischenschicht (6) zumindest ein Phthalocyanin und/oder ein Phthalocyanin-Derivat
umfasst, wobei das Phthalocyanin und/oder das
Phthalocyanin-Derivat jeweils an einem Metall oder einer Metallverbindung koordiniert ist, wobei das Metall oder die Metallverbindung aus der Gruppe ausgewählt ist, die Cu, Zn, Co, AI, Ni, Fe, SnO, Mn, Mg, VO und TiO umfasst.
4. Organisches lichtemittierendes Bauelement (100) nach
zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei die anorganische Zwischenschicht (5) ein unedles Metall umfasst und als n-Dotierstoff eingerichtet ist.
5. Organisches lichtemittierendes Bauelement (100) nach
zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die organische Zwischenschicht (6) ein
Phthalocyanin oder Phthalocyanin-Derivat und die
anorganische Zwischenschicht (5) Aluminium umfassen.
Organisches lichtemittierendes Bauelement (100) nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei die organische Zwischenschicht (6) ein
Phthalocyanin oder Phthalocyanin-Derivat und die
anorganische Zwischenschicht (5) Kalzium umfassen.
Organisches lichtemittierendes Bauelement (100) nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei die organische Zwischenschicht (6) ein
Phthalocyanin oder Phthalocyanin-Derivat und die
anorganische Zwischenschicht (5) Magnesium umfassen.
Organisches lichtemittierendes Bauelement (100) nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei die organische Zwischenschicht (6) ein
Phthalocyanin oder Phthalocyanin-Derivat und die
anorganische Zwischenschicht (5) Ytterbium umfassen.
Organisches lichtemittierendes Bauelement (100) nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei zumindest die zwei organischen lichtemittierenden Schichten jeweils dazu eingerichtet sind, Strahlung (11) aus dem roten Wellenlängenbereich zu emittieren.
Organisches lichtemittierendes Bauelement (100) nach dem vorhergehenden Anspruch,
wobei die dominante Wellenlänge des roten
Wellenlängenbereichs 625 nm +/- 3 nm ist. Organisches lichtemittierendes Bauelement (100) nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei die eine Elektrode transparent und die weitere Elektrode reflektierend ausgeformt ist, so dass die in den organischen lichtemittierenden Schichten (2, 7) erzeugte Strahlung (11) in Hauptrichtung (x) über die transparente Elektrode ausgekoppelt ist.
Organisches lichtemittierendes Bauelement (100) nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei die organische und anorganische Zwischenschicht (5, 6) jeweils eine Schichtdicke zwischen einschließlich 0,5 nm und einschließlich 10 nm aufweisen, wobei die Schichtdicke der anorganischen Zwischenschicht (5) kleiner oder gleich der Schichtdicke der organischen Zwischenschicht (6) ist.
Organisches lichtemittierendes Bauelement (100) nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei die Ladungsträgererzeugungszone (3) eine
Gesamtdicke von kleiner oder gleich 240 nm aufweist.
Organisches lichtemittierendes Bauelement (100) nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei die organischen lichtemittierenden Schichten (2, 7) sich entlang einer Hauptrichtung (x) jeweils an einer Position (P) gemäß der folgenden Formel befinden, mit einer Toleranz von höchstens λ/ (10 n) : P = λ/ (4 n) + k λ/ (2 n) , wobei n der mittlere Brechungsindex des funktionellen Schichtenstapels (9) für die Wellenlänge λ und k eine natürliche Zahl größer oder gleich Null ist.
15. Organisches lichtemittierendes Bauelement (100) nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
das bei einer Temperatur von größer 75 °C stabil
gegenüber Degradation ist.
16. Leuchte (17), die ein organisches lichtemittierendes
Bauelement (100) nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 15 umfasst. 17. Leuchte (17) nach Anspruch 16, die eine Heckleuchte (13) eines Automobils (14) ist.
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