DE102004063134A1

DE102004063134A1 - Organische elektrolumineszentes Bauelement mit erhöhter Lebensdauer

Info

Publication number: DE102004063134A1
Application number: DE102004063134A
Authority: DE
Inventors: Jörn Dr. Pommerehne; Klaus Dr. Bonrad; Clemens Dr. Ottermann; Thomas Frank; Marcus Dr. Bodesheim
Original assignee: Schott AG
Current assignee: Schott AG
Priority date: 2004-12-22
Filing date: 2004-12-22
Publication date: 2006-07-06
Anticipated expiration: 2024-12-23
Also published as: DE102004063134B4; WO2006069724A1

Abstract

Um die Lebensdauer von organischen elektrolumineszenten Bauelementen zu erhöhen, sieht die Erfindung ein organisches elektrolumineszentes Bauelement mit zumindest einer organischen elektrolumineszenten Schicht vor, wobei das Bauelement eine (e-v)-Löschsubstanz für Singulett-Sauerstoff enthält.

Description

Die Erfindung betrifft organische elektrolumineszierende Bauelemente, sogenannte OLEDs (organische lichtemittierende Dioden), insbesondere betrifft die Erfindung Maßnahmen zur Erhöhung der Lebensdauer solcher Elemente.
OLEDs werden in zunehmendem Maße für verschiedenste optoelektronische Anwendungen eingesetzt. OLEDs können beispielsweise im Unterschied zu konventionellen anorganischen Halbleiter-Leuchtdioden als großflächige, dünne Leuchtelemente mit geringer Betriebsspannung hergestellt werden.
Im Vergleich zu den Materialien anorganischer Leuchtdioden sind organische Verbindungen im allgemeinen jedoch instabiler. Ein Problem bei OLEDs ist daher immer noch deren begrenzte Lebensdauer. Die organischen Substanzen, die bei einer OLED vornehmlich als elektrolumineszierendes Funktionsmaterial eingesetzt werden, sind vielfach reaktiv und degradieren unter anderem unter dem Einfluß von Sauerstoff. Für viele Anwendungsgebiete, wo Zuverlässigkeit sehr wichtig ist, sind Ausfälle aufgrund von Alterung von OLEDs immer noch ein wesentlicher Hinderungsgrund gegen die weitere Verbreitung dieser Produkte.

Eine Möglichkeit, die Lebensdauer von OLEDs zu erhöhen, besteht darin, die eine oder mehreren organischen Schichten gasdicht zu verkapseln. Auch dabei kann aber im Laufe der Zeit Sauerstoff eindringen. Der Sauerstoff kann aber auch schon während der Bauteilherstellung in das Bauteil mit eingebaut oder eingeschlossen werden. So kann ein bei der Herstellung eingesetztes Inertgas verunreinigt sein, oder die eingesetzten Materialien setzen im Laufe der Zeit Sauerstoff frei. Unter anderem ist das für die Elektrodenschichten im allgemeinen verwendete Indium-Zinn-Oxid (ITO) dafür bekannt, langsam Sauerstoff abzugeben, welcher die elektrolumineszenten Materialien der OLED degradieren kann.

Eine weitere Möglichkeit ist daher, vorhandenen Sauerstoff von einer Reaktion mit den organischen Funktionsmaterialien abzuhalten. Beispielsweise kann der Sauerstoff mit geeigneten Substanzen, Gettermaterialien, Scavenger, Reduktions- oder Trockenmitteln, insbesondere für Wasser chemisch gebunden werden.

Noch eine Möglichkeit ist, die Reaktivität des Sauerstoffs herabzusetzen. Dies kann durch Quenchen von Sauerstoff im Singulett-Zustand erreicht werden. Bei Sauerstoff besteht eine Besonderheit darin, daß die beiden ersten elektronisch angeregten Molekülzustände O₂(a¹Δ_g) und O₂(b¹Σ⁺ _g) Singulett-Zustände und der Grundzustand O₂(X³Σ^– _g) ein Triplett-Zustand ist. Der O₂(a¹Δ_g)-Singulett-Zustand ist aufgrund von Auswahlregeln metastabil mit einer Lebensdauer von typischerweise einigen Mikrosekunden bis hin zu einigen hundert Millisekunden, abhängig von der Umgebung, in der er sich befindet. Da die meisten organischen Funktionsmoleküle im Grundzustand Singulett-Multiplizität aufweisen, ist eine Reaktion dieser Moleküle mit Grundzustandssauerstoff kinetisch gehemmt. Aufgrund der Singulett-Multiplizität und des um 94,2 kJ/mol größeren Energiegehalts von O₂(a¹Δ_g) gegenüber dem Grundzustand sind Sauerstoff-Moleküle in diesem Singulett-Zustand jedoch ein erheblich stärkeres Oxidationsmittel als Sauerstoff im Triplett-Grundzustand.

Hierbei ist noch zu ergänzen, daß es auch noch einen weiteren Singulett-Zustand des Sauerstoff-Moleküls, den O₂(b¹Σ⁺ _g) gibt, welcher eine Energie von 157 kJ/Mol oberhalb des Grundzustands aufweist. Dieser Zustand kann aber spinerlaubt in den O₂(a¹Δ_g) übergehen, so daß die Lebensdauer des O₂(b¹Σ⁺ _g) in Lösungsmitteln, beziehungsweise bei Anwesenheit von Stoßpartnern günstigstenfalls kaum mehr als 100 Nanosekunden beträgt. Dieser Zustand spielt dementsprechend für die Deaktivierung von Singulett-Sauerstoff nur eine untergeordnete Rolle.

Aus der JP 05-190282 A und der JP 05-190283 ist es bekannt, Singulett-Quencher in OLEDs zu verwenden. Als Quencher sollen dabei beispielsweise β-Karotin oder Ethylen-Verbindungen, wie Tetramethyl-Ethylen dienen.

Der strahlungslose Desaktivierungskanal von Singulettsauerstoff, welcher bei den dort beschriebenen Quencher-Molekülen, insbesondere bei β-Carotin auftritt, ist der spinerlaubte Energietransfer (ET) auf Triplett-Zustände der als Akzeptormoleküle fungierenden Quencher-Substanzen. Die notwendige Bedingung für die Desaktivierung ist, daß die Energie des Akzeptor-Tripletts unterhalb derjenigen des Singulett-Donors liegt. Dieser Löschungs-, beziehungsweise Deaktivierungsmechanismus wird auch als sogenannte "chemische Löschung" bezeichnet.

Tetramethyl-Ethylen ist ebenfalls bekannt als chemischer Löscher von Singulett-Sauerstoff. Hierbei greift der Singulett-Sauerstoff jedoch die Doppelbindung des Tetramethyl-Ethylens an und als Reaktionsprodukt entsteht ein Hydroperoxid.

β-Karotin ist zwar in der Biologie und Medizin als hervorragender Singulett-Sauerstoff-Quencher bekannt, bei der Anwendung in OLEDs ergeben sich allerdings mehrere Nachteile. Beispielsweise ist Karotin ein intensiver Farbstoff, welcher dementsprechend die optischen Eigenschaften von OLEDs beeinflußt. So kann β-Karotin das Spektrum des emittierten Lichts einer OLED in unerwünschter Weise verändern. Auch weisen β-Karotin und die aus dem Stand der Technik bekannten Moleküle, welche als Löscher von Singulett-Sauerstoff eingesetzt werden, typischerweise eine große Molmasse auf. Derartige große Moleküle können aber die elektrischen Eigenschaften der organischen Schichten der OLEDs oder deren Polymerisation und/oder Abscheidung bei der Bauteilherstellung negativ beeinflussen oder sogar verhindern.

Der Einsatz von chemischen Quenchern wie z.B. Tetramethyl-Ethylen kann auch nachteilig sein, da die chemischen Quencher auch photochemische Reaktionen auslösen und damit die organischen Schichten verändern können. Überdies können sich bei der chemischen Deaktivierung von Singulett-Sauerstoff Reaktionsprodukte oder weitere Folgeprodukte bilden, die ihrerseits reaktiv sind und dann die funktionellen Moleküle der organischen funktionellen Schicht angreifen können oder durch Färbung oder andere physikalische Eigenschaften die Funktion des OLED-Bauteils in nur schwer vorherzusagender Weise negativ beeinflussen können.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Lebensdauer von organischen Schichten von Bauelementen unter Vermeidung oder zumindest Minderung der oben genannten Nachteile von bekannten Quenchern für OLEDs zu erhöhen.

Diese Aufgabe wird bereits in höchst überraschend einfacher Weise durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Demgemäß sieht die Erfindung ein organisches elektrolumineszentes Bauelement mit zumindest einer organischen elektrolumineszenten Schicht vor, welche eine (e-v)-Löschsubstanz für Singulett-Sauerstoff enthält.

Ein solches Bauelement kann in einfacher Weise erfindungsgemäß hergestellt werden, indem auf einem Substrat eine Schichtfolge mit zwei Elektrodenschichten und zumindest einer elektrolumineszenten Schicht aufgebracht wird, wobei in die Schichtfolge oder in Kontakt mit dieser eine (e-v)-Löschsubstanz eingebracht wird. Insbesondere kann dabei in die elektrolumineszente Schicht oder in mittelbaren oder unmittelbaren Kontakt mit dieser eine (e-v)-Löschsubstanz eingebracht werden.

Eine OLED umfaßt im einfachsten Falle typischerweise eine funktionelle organische Schicht mit organischen elektrolumineszenten Molekülen, die zwischen zwei Elektrodenschichten mit unterschiedlichen Austrittsarbeiten eingebettet ist. Diese funktionelle organische Schicht mit organischen elektrolumineszenten Molekülen wird im Sinne dieser Erfindung als elektrolumineszente Schicht bezeichnet. Zusätzlich zu dieser Schicht und den als Anode und Kathode wirkenden Elektrodenschichten können auch noch weitere funktionelle Schichten vorhanden sein.

Als (e-v)-Löschsubstanz wird im Sinne dieser Erfindung eine Substanz mit Molekülen verstanden, die aufgrund ihrer funktionellen Gruppe(n) in der Lage sind, Singulett-Sauerstoff stoßinduziert durch resonanten Energietransfer auf vibronische Zustände der Moleküle zu deaktivieren, beziehungsweise zu quenchen. Dabei wird die elektronische Anregungsenergie in den Stößen in Schwingungsenergie des Stoßpartners, also der Moleküle der (e-v)-Löschsubstanz umgewandelt. Dabei tritt chemische Deaktivierung allenfalls begleitend auf. Die Anregungsenergie des Singulett-Sauerstoffs wird dementsprechend lediglich in thermische Energie umgesetzt. Eine Reaktion der Löschsubstanz, die zu aggressiven Reaktionsprodukten führen kann, wird erfindungsgemäß vermieden. Zudem ist die (e-v)-Löschung im wesentlichen von den funktionalen Gruppen der Moleküle und kaum von deren Gesamtaufbau abhängig. Dadurch wird es möglich, daß auch problemlos vorgenannte Moleküle mit kleiner Molmasse eingebaut werden können, welche die elektrischen Eigenschaften der funktionellen Schicht nicht oder allenfalls unwesentlich stören. Der Energietransfer kann besonders dann resonant stattfinden, wenn die Energieabstände der Schwingungszustände der (e-v)-Löschsubstanz-Moleküle dem Energieabstand zwischen Singulett- und Grundzustands-Sauerstoff möglichst gut angepaßt sind.

So kann vorteilhaft eine (e-v)-Löschsubstanz verwendet werden, die Moleküle mit zumindest einer funktionellen Gruppe mit einem terminalen Oszillator enthält, wobei der terminale Oszillator eine Schwingungsenergie der Fundamentalschwingung oder eines Obertons der Streckschwingung aufweist, welche gleich dem Energieunterschied zwischen dem O₂(a¹Δ_g)- und dem O₂(X³Σ^–g)- Zustand molekularem Sauerstoffs ist oder dessen Schwingungsenergie von diesem Energieunterschied um höchstens 37%, insbesondere mit einer Schwingungsquantenzahl n kleiner oder gleich 3, bevorzugt um höchstens 10° abweicht. Im Bereich dieser energetischen Abweichungen ist der stoßinduzierte Energieübertrag vom Singulett-Sauerstoff unter Anregung einer Streckschwingung besonders wahrscheinlich, so daß hohe Geschwindigkeitskonstanten für die resonante (e-v)-Deaktivierung erreicht werden können.

Bei der Deaktivierung mit einer (e-v)-Löschsubstanz findet folgende Reaktion statt:
O² ¹Δ_g (m = 0) -> O² ³Σ^– _g (mq = 0, 1, 2, 3, ...), und X-Y (n = 0) -> X-Y (n = 1, 2, 3 ....).

Dabei bezeichnet m die Schwingungsquantenzahl der Streckschwingung des Sauerstoffmoleküls, n die Schwingungsquantenzahl der Streckschwingung der (e-v)-Löschsubstanz und X-Y einen terminalen Oszillator mit Atomen X, Y, beispielsweise eine Hydroxylgruppe eines Moleküls. Den effektivsten Beitrag zur Löschung liefert dabei jeweils der Übergang des Sauerstoffs von m = 0 nach m = 0. Als (e-v)-Löschsubstanz wird im Sinne der Erfindung daher besonders bevorzugt eine Löschsubstanz verstanden, welche zumindest eine funktionelle Gruppe mit einem terminalen Oszillator enthält, wobei der terminale Oszillator eine Schwingungsenergie der Fundamentalschwingung oder eines Obertons der Streckschwingung aufweist, welche gleich dem Energieunterschied zwischen dem O₂(a¹Δ_g) (m = 0)- und dem 0₂(X³Σ^– _g)(m = 0)-Zustand molekularem Sauerstoffs ist oder dessen Schwingungsenergie von diesem Energieunterschied um höchstens 37%, bevorzugt höchstens 10% abweicht.

Besonders geeignet zur Deaktivierung von Singulett-Sauerstoff sind (e-v) -Löschsubstanzen, die Maleküle mit zumindest einer Hydroxyl-Gruppe enthalten. Besonders bevorzugt werden organische Moleküle als (e-v)-Löschsubstanz verwendet, wobei Wasser in diesem Sinne nicht als organisches Molekül angesehen wird. Wasser ist besonders geeignet zum Deaktivieren von Singulett-Sauerstoff, da sich Wassermoleküle ausschließlich aus OH-Gruppen zusammensetzen. Die Verwendung von Wasser bietet sich aber nur dort an, wo die Schichten des organischen Bauelements einschließlich von funktionellen Schichten und Elektrodenschichten nicht durch das Wasser geschädigt werden, so daß Wasser für organische elektrolumineszierende Bauelemente im allgemeinen weniger geeignet ist. Die Hydroxyl-Gruppe mit einer O-H-Bindung als terminalem Oszillator ist für eine resonante (e-v)-Löschung besonders gut geeignet, da die Streckschwingungsenergie gut mit der Anregungsenergie des O₂(a¹Δ_g)-Zustands des Sauerstoffs übereinstimmt.

Beispielsweise kann die (e-v)-Löschsubstanz aber auch Moleküle mit zumindest einer NH- oder NH₂-Gruppe oder einer C-H-Bindung enthalten. Diese sind etwas weniger effektiv als OH-Gruppen, jedoch kann auch mit NH- oder NH₂-Gruppen oder C-H-Bindungen, bei welchen eine N-H- oder C-H-Bindung jeweils einen terminalen Oszillator bildet, noch eine beträchtlich beschleunigte Löschung des Singulett-Sauerstoffs erreicht werden. Insbesondere ist auch daran gedacht, Moleküle zu verwenden, die sowohl N-H-, als auch O-H-Bindungen enthalten.

Eine (e-v)-Löschsubstanz kann die organische elektrolumineszente Schicht besonders wirksam schützen, wenn die (e-v)-Löschsubstanz in dieser Schicht selbst vorhanden ist. Vielfach ist es dabei ausreichend, wenn die (e-v)-Löschsubstanz in einer Konzentration von höchstens 5 Gewichtsprozent der aktiven elektrolumineszenten Substanz der organischen elektrolumineszenten Schicht, bevorzugt höchstens 1 Gewichtsprozent in der organischen elektrolumineszenten Schicht vorhanden ist.

Es kann aber auch als Alternative oder zusätzliche Maßnahme vorteilhaft sein, die (e-v)-Löschsubstanz in einem separaten Bestandteil des Bauelements unterzubringen, und so zu verhindern, daß außerhalb der organischen funktionellen Schicht entstehender Singulett-Sauerstoff in die Schicht eindringt. Diese Ausführungsform ist möglich, da die Geschwindigkeitskonstante der Diffusion von Sauerstoff in den gegenständlichen Bauteilen so hoch ist, daß eine Deaktivierung von Singulett-Sauerstoff in diesen Schichten einen effizienten Schutz der funktionellen Schichten bewirken kann.

Vorteilhaft können Moleküle mit kleiner Molmasse verwendet werden, welche leicht in der organischen elektrolumineszenten Schicht beweglich sind und/oder die elektronischen Eigenschaften der Schicht nicht oder nur wenig stören. Bevorzugt beträgt deren Molekulargewicht weniger als 528 g/Mol, bevorzugt insbesondere weniger als 374 g/Mol und besonders bevorzugt weniger als 178 g/Mol. Das bedeutet, daß bevorzugt (e-v)-Löschsubstanzen eingesetzt werden, die eine limitierte Größe bzw. eine limitierte Anzahl von Atomen im Molekül aufweisen, so daß die negativen Einflüsse auf die organischen funktionellen Schichten, insbesondere auf die elektrolumineszente Schicht möglichst minimiert werden können.

Es ist aber auch möglich, Substanzen mit einer großem Molmasse als Löschsubstanzen einzusetzen. So ist gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, daß die (e-v)-Löschsubstanz ein Hydroxygruppen oder NH- oder NH₂-Gruppen aufweisendes Polymer umfaßt. Dieses kann zum Beispiel eine Matrix für die elektrolumineszenten Moleküle der organischen elektrolumineszenten Schicht bilden. Auch kann ein solches Polymer als ein Bestandteil des Bauelements verwendet werden, welches mit einer Oberfläche an die elektrolumineszente Schicht angrenzt, so daß Singulett-Sauerstoff an der dabei gebildeten Grenzfläche neutralisiert werden kann.

Die Auswahl der (e-v)-Löschsubstanz erfolgt vorteilhaft auch anhand der Schichten des Bauelements und deren chemischen und elektrischen Eigenschaften. Beispiele von organischen Stoffen, die als Loscher in einer (e-v)-Löschsubstanz enthalten sein können, sind:
-ein ein- oder mehrwertiger Alkohol, -Cyclohexanol, -ein Kohlehydrat, -ein Cellulosederivat, -ein Stärkederivat, ein Glycerinmonooleat, -ein Aminoalkohol, -ein Polyamin, -ein Polyamid.

Bei der Auswahl der (e-v)-Löschsubstanz kann dann zum Beispiel berücksichtigt werden, ob die Substanz mit einem Lösungsmittel zur Herstellung der organischen elektrolumineszenten Schicht und/oder eventuellen weiteren funktionellen Schichten mischbar ist und/oder ob die Substanz mit einem oder mehreren weiteren Stoffen einer Schicht des organischen elektrolumineszenten Bauelements in unerwünschter Weise reagieren kann.

Wie oben erläutert, sind Moleküle mit Hydroxylgruppen besonders effektive Löscher. Je mehr Hydroxylgruppen vorhanden sind, desto besser ist dementsprechend die Löschwirkung der Moleküle. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist daher ein organisches elektrolumineszentes Bauelement vorgesehen, bei welchem die (e-v)-Löschsubstanz organische Moleküle mit zumindest einer Hydroxylgruppe enthält, wobei das Verhältnis von Gesamt-Molmasse dieser Moleküle zur Molmasse der Hydroxylgruppen höchstens 5 zu 1, bevorzugt höchstens 3.5 zu 1 beträgt. Beispielsweise beträgt das Verhältnis von Gesamt-Molmasse zu Molmasse der einen oder mehreren Hydroxylgruppen bei den Alkoholen Methanol nur 1,88 (Gesamt-Molmasse M_ges = 32 g/mol, Molmasse der Hydroxygruppen M_OH = 17g/mol), bei Ethanol 2.7 (M_ges = 46 g/mol, M_OH = 17g/mol), bei Ethylenglykol nur 1.82 (M_ges = 62 g/mol, M_OH = 34g/mol). Auch mit Kohlehydraten können geringe Werte dieses Verhältnisses der Molmassen erreicht werden. So ergibt sich für Cellulose beispielsweise ein Wert von M_ges/M_OH = 3.17. Sorbit als (e-v) -Löscher weist sogar einen Wert von nur M_ges/M_OH = 1.78 auf.

Eine Möglichkeit, um die zumindest eine organische elektrolumineszente Schicht zur Herstellung des organischen Bauelelemts auf ein Substrat aufzubringen, ist eine Beschichtung aus der Flüssig- oder Gelphase, wie z.B. Spin Coating, Tauch- oder Rinnenbeschichten bzw. Drucktechniken, insbesondere Ink-Jet Printing, Siebdruck oder Flexodruck. Dabei wird eine Lösung, in welcher die organischen elektrolumineszenten Moleküle und/oder deren Ausgangssubstanzen gelöst sind, auf dem Substrat abgeschieden, bzw. das Substrat aus der Lösung herausgezogen, so daß sich ein Flüssigkeitsfilm an der Substratoberfläche bildet. Aus dem Flüssigkeitsfilm wird dann die organische elektrolumineszente Schicht durch Eintrocknen und/oder eine Reaktion von Ausgangssubstanzen, wie etwa eine Polymerisation hergestellt. Die (e-v)-Löschsubstanz kann bei dieser Ausführungsform der Erfindung in einfacher Weise eingebracht werden, indem die (e-v)-Löschsubstanz in einer Beschichtungslösung gelöst und zusammen mit den aktiven Molekülen oder deren Ausgangsstoffen als funktionelle Schicht auf dem Substrat aufgebracht wird.

Eine weitere Möglichkeit, organische funktionelle Schichten, insbesondere auch die elektrolumineszente Schicht auf einem Substrat aufzubringen, ist, diese durch Aufdampfen abzuscheiden. Dieses Verfahren eignet sich insbesondere für solche aktiven Moleküle der funktionellen Schicht, die niedrige Molmassen aufweisen. Dabei kann gemäß einer Weiterbildung dieser Ausführungsform der Erfindung die (e-v)-Löschsubstanz durch Coverdampfung zusammen mit den aktiven Molekülen der elektrolumineszenten Schicht abgeschieden werden, um die Löschsubstanz in die elektrolumineszente Schicht einzubringen.

Um die (e-v)-Löschsubstanz in die organische elektrolumineszente Schicht einzubringen, kann die (e-v)-Löschsubstanz auch außerhalb der elektrolumineszenten Schicht vorhanden sein und dann in diese hineindiffundieren.

Dazu kann die (e-v)-Löschsubstanz vorteilhaft auch in einer separaten Schicht vor oder nach dem Aufbringen der elektrolumineszenten Schicht, also als Unterlage oder Abdeckung der elektrolumineszenten Schicht aufgebracht werden. Die Löschsubstanz kann dann zumindest teilweise von der separaten Schicht in die funktionelle elektrolumineszente Schicht hineindiffundieren. Dabei kann sich die separate Schicht auch beispielsweise auflösen.

Möglichkeiten hierzu sind unter anderem:

• Aufbringen einer vorzugsweise dünnen Schicht mit der (e-v)-Löschsubstanz -mit oder ohne Matrix-, zum Beispiel in die Näpfchen eines Displays, die mit Ink-Jet Technologie befüllt werden. Überlagerung dieser Schicht mit einer Schicht aus einer Lösung, die das elektrolumineszente Material enthält, Auflösung der (e-v)-Löschsubstanz-Schicht durch das Lösungsmittel der elektrolumineszenten Schicht, Mischung durch Diffusion der Materialien in der Flüssigphase und anschließende Ausbildung der elektrolumineszenten Schicht mit der (e-v)-Löschsubstanz durch Entfernung des Lösungsmittels und/oder Vernetzung. Die umgekehrte Reihenfolge der Schichtausbringung ist ebenfalls möglich.
• Aufbringen einer vorzugsweise dünnen Schicht der (e-v)-Löschsubstanz mit oder ohne Matrix. Überlagerung dieser Schicht mit einer Schicht aus einer Lösung, die das elektrolumineszente Material enthält, jedoch mit Lösungsmitteln, in denen die (e-v)-Löschsubstanz nicht lösbar ist, d.h. Ausbildung eines separaten Films. Anschließend erfolgt Diffusion der (e-v)-Löschsubstanz in die elektrolumineszente Schicht, auch beispielsweise unterstützt durch geeignete Maßnahmen, wie optische oder thermische Anregung oder Aktivierung. Die umgekehrte Reihenfolge der Schichtausbringung ist ebenfalls möglich.
• Übertrag der (e-v)-Löschsubstanz in die elektrolumineszente Schicht durch Aufbringen der (e-v)-Löschsubstanz als Schicht auf einen Träger, "face-to-face"-Überdeckung der elektrolumineszenten Schicht mit dem Träger, also in Gegenüberstellung Anordnen von Träger und elektrolumineszenter Schicht mit Kontakt von Träger und Schicht oder auch kontaktfrei. Das Freisetzen der (e-v)-Löschsubstanz auf dem Träger kann durch thermische und/oder optische Einwirkung, beispielsweise auch lokal, etwa durch Bestrahlung mit einem Laser erfolgen. Anschließend findet Diffusion der (e-v) -Löschsubstanz in die elektrolumineszente. Schicht statt. Hierdurch kann die Löschsubstanz auf einfache Weise auch strukturiert abgeschieden werden.

Gemäß noch einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, die elektrolumineszenten Schicht in einer Abdeckung einzukapseln, wobei die (e-v)-Löschsubstanz in der Abdeckung eingeschlossen wird und dann innerhalb der Abdeckung vorhanden ist. Die Abdeckung kann dabei insbesondere auch eine Kavität bilden, in welchem die (e-v)-Löschsubstanz vorhanden ist. Die in der Kavität eingeschlossene (e-v)-Löschsubstanz kann dann teilweise auch in die organische funktionelle Schicht eindiffundieren.

Ebenfalls ist es möglich, daß der. in der organischen elektrolumineszenten Schicht entstehende Singulett-Sauerstoff in die Kavität und somit zu der (e-v)-Löschsubstanz hindiffundiert und dort deaktiviert wird, so daß sich im gesamten Bauteil ein Gleichgewicht aus Grundzustands- und Singulett-Sauerstoff einstellt, der für das Bauteil unschädlich ist oder zumindest die Menge des im Bauteil vorhandenen Singulett-Sauerstoffs reduziert.

Weitere Möglichkeiten direkt oder über Diffusion (e-v)-Löschsubstanzen in das Bauteil einzubringen sind:

• Einlagerung in eine strukturierte Isolations- oder Widerstandsschicht zwischen den beiden Elektrodenschichten, welche zur lokalen Unterbrechung oder Abschwächung des Stromflusses dient, um strukturierte Leuchtflächen zu schaffen,
• Vorsehen einer sogenannten "black-matrix"-Maskierung mit der (e-v)-Löschsubstanz zur Abdeckung der Kathodenreflexionen zwischen den Pixeln eines OLED-Displays innerhalb der Bauteilschichten,
• Einlagerung der (e-v) -Löschsubstanz in Abriß-Stege, beispielsweise in Form von Strukturen mit pilzförmigem Querschnitt, typischerweise aus Photolack, wie sie zur Kathodenstrukturierung bei der Herstellung von OLED-Displays eingesetzt werden.

Auch kann gemäß noch einer Ausführungsform der Erfindung eine Sperrschicht mit einer (e-v)-Löschsubstanz aufgebracht werden, welche die organische elektrolumineszente Schicht schützt. Diese kann zusätzlich auch noch als Barriere wirken, um etwa das Eindringen weiteren Sauerstoffs oder auch von Feuchtigkeit zu verhindern oder wenigstens zu verlangsamen.

Weitere Ausführungsformen der Erfindung, bei welchen eine (e-v)-Löschsubstanz außerhalb der organischen elektrolumineszenten Schicht in das Bauelement eingebracht wird, sehen vor, ein Substrat zu verwenden, welches eine (e-v)-Löschsubstanz enthält oder bei welchem eine Folie mit einer (e-v)-Löschsubstanz aufgebracht wird. Auch hier kann die Folie oder das Substrat Singulett-Sauerstoff neutralisieren, der in das Substrat oder die Folie hinein- oder hinausdiffundiert. Für einen wirksamen Schutz der organischen funktionellen Schicht kann dabei die Folie oder das Substrat mit der zumindest einen organischen elektrolumineszenten Schicht in Kontakt stehen, um Diffusionswege bis zu einer Neutralisierung des Singulett-Sauerstoffs zu reduzieren.

Organische Bauelemente weisen vielfach auch Verklebungen auf, beispielsweise, um eine Verkapselung mit einem Substrat des Bauelements zu verbinden. Eine Weiterbildung der Erfindung sieht dabei vor, daß zur Verklebung zumindest eines Teils auf das Substrat ein Kleber verwendet wird, der eine (e-v)-Löschsubstanz enthält. Eine solche Weiterbildung bietet unter anderem den Vorteil daß auch (e-v)-Löschsubstanzen verwendbar sind, die, wenn sie innerhalb der funktionellen Schicht angeordnet wären, die Eigenschaften der organischen funktionellen Schicht nachteilig beeinflussen würden.

Um den Einfluß der (e-v)-Löschsubstanz auf die organische funktionelle Schicht möglichst gering zu halten, ist es weiterhin von Vorteil, wenn die HOMO- und LUMO-Zustände der Moleküle der (e-v)-Löschsubstanz einen höheren energetischen Abstand als die HOMO- und LUMO-Zustände der aktiven Moleküle der organischen elektrolumineszenten Schicht aufweisen.

Es kann auch eine (e-v)-Löschsubstanz in Form von Partikeln eingebracht werden. Die Partikel können sehr klein sein und somit auch insbesondere Nanopartikel umfassen. Als Partikel werden im Sinne der Erfindung nicht nur feste Partikel, sondern auch flüssige oder gelartige Tröpfchen verstanden, die beispielsweise dispergiert oder emulgiert sind. Die Partikel können aus der (e-v)-Löschsubstanz selbst bestehen, oder diese enthalten, beispielsweise an deren Oberfläche oder OH-Gruppen an der Oberfläche besitzen.

Vorteilhaft können auch noch weitere Maßnahmen zum Schutz des organischen elektrolumineszenten Bauelements vor der Einwirkung von Sauerstoff und anderen reaktiven Substanzen vorgesehen werden. Ein weiterer wirksamer Schutz ist dabei ein Gettermaterial für Wasser und/oder Sauerstoff.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert, wobei gleiche und ähnliche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen sind und die Merkmale verschiedener Ausführungsbeispiele miteinander kombiniert werden können.

Es zeigen:
1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines als OLED ausgebildeten erfindungsgemäßen organischen elektrolumineszenten Bauelements,
2 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines als OLED ausgebildeten erfindungsgemäßen organischen elektrolumineszenten Bauelements,
3 ein Ausführungsbeispiel mit strukturierte Widerstandsschicht, welche die (e-v)-Löschsubstanz enthält,
4 ein schematisches Zustandsdiagramm mit HOMO- und LUMO-Zuständen der aktiven Moleküle der organischen Schicht und der (e-v)-Löschsubstanz,
5 eine Variante des in 1 gezeigten Ausführungsbeispiels mit einer die (e-v)-Löschsubstanz enthaltenden Folie, und
6 einen in die organische funktionelle Schicht eingebetteten Partikel mit einer (e-v)-Löschsubstanz.
1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines als Ganzes mit dem Bezugszeichen 1 bezeichneten organischen elektrolumineszenten Bauelements, beziehungsweise einer OLED.
Der Schichtaufbau einer OLED, wie sie in 1 schematisch gezeigt ist, sowie die geeigneten Materialien sind dem Fachmann bekannt. Allgemein umfaßt eine OLED typischerweise eine Schichtfolge mit einer organischen elektrolumineszenten Schicht mit einem organischen elektrolumineszenten Material, welches zwischen zwei Elektrodenschichten der Schichtfolge angeordnet ist.
Zusätzlich können zwischen den Elektrodenschichten weitere funktionelle Schichten vorgesehen werden, um unter anderem die Quanteneffizienz der OLED zu steigern. Beispielsweise wird vielfach eine sogenannte Lochtransportschicht eingesetzt, um die unterschiedlichen Beweglichkeiten von injizierten Löchern und Elektronen auszugleichen.
Das Bauelement 1 umfaßt ein Substrat 3 mit Seiten 31, 32, auf welchem eine transparente Elektrodenschicht 7 abgeschieden ist. Als transparente Elektrodenschicht 7 kommt beispielsweise das leitfähige transparente Indium-Zinn-Oxid in Frage. Auf die mit der Elektrodenschicht 7 beschichtete Seite 31 des Substrats ist eine organische elektrolumineszente Schicht 5 mit einer organischen elektrolumineszenten Substanz abgeschieden. Die Schicht 5 kann beispielsweise eine Polymerschicht sein, die mittels Flüssigbeschichtung aufgebracht wird. Ebenso kann die organische elektrolumineszente Schicht 5 aber auch aufgedampft werden. Wie oben erwähnt, können noch weitere funktionelle Schichten in der Schichtfolge zwischen den Elektrodenschichten 7, 9 vorhanden sein. Diese sind dem Fachmann bekannt und zum Zwecke der Übersichtlichkeit in 1 nicht dargestellt.
Auf der mit erster Elektrodenschicht 7. und organischer elektrolumineszenter Schicht 5 versehenen Seite 31 des Substrats wird eine weitere Elektrodenschicht 9 aufgebracht. Die Elektrodenschicht 9 ist bevorzugt eine Metallschicht, die eine sich von der ersten Elektrodenschicht 7 unterscheidende elektronische Austrittsarbeit aufweist. Günstig ist es, für die Elektrodenschicht 9 ein Material mit einer Austrittsarbeit zu wählen, die niedriger als die Austrittsarbeit der ersten Elektrodenschicht 7 ist. Geeignete Materialien sind unter anderem Aluminium, Barium oder Calzium. Weitere Materialien sind dem Fachmann bekannt. Die Schichtfolge kann aber auch invers ausgelegt sein, wobei eine transparente Abdeckung auf dem Substrat vorgesehen wird, durch welche das erzeugte Licht austreten kann.
Aufgrund der unterschiedlichen Austrittsarbeiten werden von der einen Elektrodenschicht ausgehend Löcher in besetzte Zustände der organischen elektrolumineszenten Substanz der Schicht 5 und von der anderen Elektrodenschicht ausgehend Elektronen in unbesetzte Zustände injiziert, welche dann in den elektrolumineszenten Molekülen unter Elektrolumineszenz rekombinieren. Die geeigneten elektrolumineszenten Materialien sind typischerweise sauerstoffempfindlich. Ebenso kann auch die Elektrodenschicht 9 oxidieren. Um die empfindlichen Schichten 5, 9 zu schützen, ist bei dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel eine Abdeckung 11 mit dem Substrat 3 unter Bildung von Klebestellen oder Verklebungen 13 aufgeklebt. Die Abdeckung 11 schließt dabei eine Kavität 12 ein. Als weitere Schutzmaßnahme für die Schichten 5, 9 ist außerdem innerhalb der Kavität 12 an der Abdeckung 11 ein Gettermaterial 15 für Wasser und/oder Sauerstoff vorhanden. Als Gettermaterial 15 ist unter anderem Calziumoxid geeignet. Weitere Abdeckungsmethoden und -ausführungen sind dem Fachmann bekannt.
Erfindungsgemäß ist in dem als OLED ausgebildeten organischen Bauelement 1 außerdem noch eine (e-v)-Löschsubstanz 4 für Singulett-Sauerstoff vorhanden. Die Löschsubstanz 4 kann insbesondere, wie in 1 gezeigt, in der funktionellen Schicht 5 vorhanden sein. Eine Möglichkeit zum Einbringen in die Schicht 5 ist, bei einer Flüssigbeschichtung der Seite 31 des Substrats 1 die (e-v)-Löschsubstanz 9 einfach in der aufzubringenden polymeren oder dendrimeren Lösung mitzulösen und zusammen mit der oder den anderen Komponenten der Schicht aufzubringen. Eine andere Möglichkeit ist, bei einer aufgedampften Schicht 5 die (e-v)-Löschsubstanz 4 durch Coverdampfung zusammen mit den aktiven Molekülen -bei einer OLED also insbesondere den elektrolumineszenten Molekülen- der funktionellen Schicht 5 abzuscheiden.
Eine weitere Möglichkeit zum Einbringen der (e-v)-Löschsubstanz 4 in die funktionelle Schicht 5, die alternativ oder zusätzlich vorgesehen werden kann, ist, die (e-v)-Löschsubstanz 4 innerhalb der Abdeckung 11, welche die funktionelle organische Schicht 5 verkapselt, einzubringen. Die Löschsubstanz 4 ist dann in der durch die Abdeckung gebildete Kavität 12 vorhanden. Weisen die Moleküle der Löschsubstanz 4 eine hinreichend kleine Molmasse auf, so können die Moleküle in ausreichender Menge auch in die funktionelle Schicht 5 unter Einstellung eines Gleichgewichtsdampfdrucks hineindiffundieren.
Die (e-v)-Löschsubstanz kann auch in einer separaten Schicht vor oder nach dem Aufbringen der elektrolumineszenten Schicht 5 aufgebracht werden. Aus dieser separaten Schicht kann die Löschsubstanz 4 dann zumindest teilweise in die organische elektrolumineszente Schicht 5 eindiffundieren. Dabei kann sich die separate Schicht auch vollständig auflösen.
Auch kann, wie in 1 dargestellt, die (e-v)-Löschsubstanz 4 alternativ oder zusätzlich in der Verklebung 13 vorhanden sein, beispielsweise indem beim Aufkleben der Abdeckung 11 ein die Löschsubstanz 4 enthaltender Kleber verwendet wird.
In 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen organischen elektrolumineszenten Bauelements 1 dargestellt. Das Bauelement 1 kann ebenso wie das in 1 gezeigte Bauelement eine Abdeckung 11 aufweisen. Die Abdeckung oder andere Verkapselungen sind jedoch zum Zwecke der Übersichtlichkeit in 2 weggelassen.
Bei diesem Ausführungsbeispiel ist auf der leitfähigen transparenten Elektrodenschicht 7 zusätzlich eine leitfähige Sperrschicht 17 für die funktionelle organische Schicht 5 aufgebracht. Zwischen den Elektrodenschichten 7 und 9 ist außerdem noch eine Lochtransportschicht 19 als weitere funktionelle Schicht vorhanden, wie sie vielfach in OLEDs verwendet wird, um die Quanteneffizienz zu steigern.
Indium-Zinn-Oxid als transparente leitfähige Elektrodenschicht 7 gibt im Laufe der Zeit Sauerstoff ab. Die Sperrschicht dient dabei als Sauerstoffbarriere, um das Eindringen von Sauerstoff in die funktionellen Schichten 5 und 19 zu verhindern oder zu verlangsamen. Um den Schutz der organischen funktionellen Schicht 5 und/oder der Lochtransportschicht 19 zu verbessern, ist bei diesem Ausführungsbeispiel außerdem vorgesehen, daß die Sperrschicht 17 eine (e-v)-Löschsubstanz enthält. Zusätzlich kann auch hier, wie in 2 gezeigt, eine (e-v)-Löschsubstanz auch in der organischen elektrolumineszenten Schicht 5 eingebracht sein.
Das in 3 dargestellte Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen organischen Bauelements 1 umfaßt zusätzlich eine lateral strukturierte Isolations- oder Widerstandsschicht 35 zwischen den Elektrodenschichten 7 und 9. Die Schicht 35 ist derart lateral, also entlang der Substratoberfläche strukturiert, daß sie die darunterliegende Oberfläche in Bereichen 37 bedeckt und in Bereichen 39 freiläßt. Bei dem in 3 gezeigten Beispiel bedeckt die Schicht 35 die Oberfläche der Elektrodenschicht 7 Mittels der Isoltions- oder Widerstandsschicht 35 wird der Stromfluß zwischen den Elektrodenschichten 7, 9 in den bedeckten Bereichen 37 unterbrochen oder zumindest abgeschwächt. Dementsprechend wird in diesen Bereichen die elektrolumineszente Schicht 5 nicht oder schwächer angeregt, so daß diese Bereiche 37 bei Betrieb dunkel oder dunkler bleiben. Damit wird eine strukturierte Leuchtfläche geschaffen werden. Auf diese Weise können beispielsweise Informationen, wie Schriftzüge, Symbole und Logos dargestellt werden. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist insbesondere die (e-v)-Löschsubstanz 4 in der. Isolations- oder Widerstandsschicht 35 eingebracht. Diese kann gemäß einer Weiterbildung der Erfindung, nachdem die organische elektrolumineszente Schicht 5 aufgebracht wurde, auch in die Schicht 5 zumindest teilweise hineindiffundieren, um so auch in dem oder den Bereichen 39 wirksam zu sein Band die organischen Substanzen der Schicht 5 in diesen Bereichen vor Degradierung durch Singulett-Sauerstoff zu schützen.
Die Auswahl geeigneter (e-v)-Löschsubstanzen erfolgt vorteilhaft auch anhand der Abstände der elektronischen Zustände der aktiven Moleküle und der Moleküle der (e-v)-Löschsubstanz. 4 zeigt zur Verdeutlichung ein schematisches Zustandsdiagramm. Die durchgezogenen Linien stellen jeweils das höchste besetzte Molekülorbital ("HOMO") und das niedrigste unbesetzte Molekülorbital ("LUMO") der aktiven Moleküle dar. Die gestrichelten Linien kennzeichnen den HOMO- und LUMO-Zustand der Moleküle der (e-v)-Löschsubstanz. Um den Einfluß auf die elektrischen und/oder elektrooptischen Eigenschaften der aktiven Schicht möglichst klein zu halten, wird die (e-v)-Löschsubstanz so ausgewählt, daß, wie im Diagramm gezeigt, die HOMO- und LUMO-Zustände der Moleküle der (e-v)-Löschsubstanz einen höheren energetischen Abstand als die HOMO- und LUMO-Zustände der aktiven Moleküle der organischen funktionellen Schicht aufweisen.
Liegen die LUMO-Zustände der Moleküle der (e-v)-Löschsubstanz zu tief, können sie als Fallenzustände für Elektronen wirken, welche die Schicht durchfließen. Ebenso können energetisch zu hoch liegende HOMO-Zustände der Moleküle der (e-v)-Löschsubstanz als Fallen für Löcher wirken. In beiden Fällen kann beispielsweise der Stromfluß durch die Schicht nachteilig beeinflusst werden. Auch kann es in einer elektrolumineszenten organischen Schicht 5, wie sie in den Ausführungsbeispielen der 1 und 2 vorhanden ist, durch diese Fallenwirkung zu einer Dämpfung der Elektrolumineszenz und damit zu einer Erniedrigung der Quanteneffizienz kommen.
Um ein effizientes Quenchen von Singulett-Sauerstoff zu erreichen, wird die (e-v)-Löschsubstanz weiterhin bevorzugt so gewählt, daß sie Moleküle mit zumindest einer funktionelle Gruppe mit einem terminalen Oszillator enthält, dessen Schwingungsenergie der Fundamentalschwingung oder eines Obertons der Streckschwingung gleich dem Energieunterschied zwischen dem O₂(a¹D_g)- und dem O₂(X³S^– _g)-Zustand molekularem Sauerstoffs ist oder dessen Schwingungsenergie von diesem Energieunterschied um höchstens 37%, bevorzugt höchstens 10% abweicht.
Diese Bedingung wird insbesondere von Molekülen erfüllt, die zumindest eine Hydroxyl-Gruppe enthalten. Geeignet sind diesbezüglich weiterhin auch noch Moleküle mit zumindest einer NH- oder NH₂-Gruppe, oder C-H-Bindungen, wobei eine N-H-Bindung oder C-H-Bindung im Vergleich zu einer O-H-Bindung als terminaler Oszillator jedoch eine geringere Deaktivierungs-Effizienz zeigen. Die Energien der Streckschwingung liegen bei E = 2960 cm^–1 für eine C-H, E = 3355 cm^–1 für eine N-H- und 3755 cm^–1 für eine O-H-Bindung.
Geeignete Substanzen mit derartigen terminalen O-H-, C-H- oder N-H-Oszillatoren sind unter anderem:

– ein- oder mehrwertige Alkohole, beispielsweise Ethanol, Ethylenglykol, Glyzerin, Cyclohexanol;
– Kohlehydrate, zum Beispiel Mono-, Di- und Trisaccharide;
– Cellulosederivate und/oder Stärkederivate, beispielsweise Zellglas;
– Glycerinmonooleate, beispielsweise Glycerinmonooleat, Glycerinmonooricinoleat, Glycerinmonostearat;
– Aminoalkohole;
– Polyamine;
– Polyamide.

Cellulosederivate, Stärkederivate, Polyamine und Polyamide sind außerdem Beispiele für eine (e-v)-Löschsubstanz, die ein Hydroxygruppen oder NH- oder NH₂-Gruppen aufweisendes Polymer umfassen. Derartige (e-v)-Löschsubstanzen können beispielsweise in Form einer Folie oder eines Substrats für die organische funktionelle Schicht im organischen Bauelement verwendet werden. So kann beispielsweise das Substrat 3 der in den 1 oder 2 gezeigten Ausführungsbeispiele ein solches Polymer umfassen.
Ein Ausführungsbeispiel mit einer Folie mit einer polymeren (e-v)-Löschsubstanz zeigt 5. Dieses Ausführungsbeispiel ist eine Variante der in 1 dargestellten OLED. Die Schichten 5, 7, 9 dieses organischen Bauelements sind mit einer innerhalb der Abdeckung 11 angeordneten Folie 29 aus polymerer (e-v)-Löschsubstanz abgedeckt. Die Folie 29 kann dabei beispielsweise wie in 5 gezeigt mit den Verklebungen 13 fixiert sein. Als (e-v)-Löschsubstanz 4 für die Folie kann unter anderem Polyimid, Polyamid oder ein Stärke- oder Cellulosederivat, wie etwa Zellglas verwendet werden. Zusätzlich kann auch (e-v)-Löschsubstanz in der Verklebung 13 und/oder der Kavität vorhanden sein.
Anders als in 5 dargestellt, kann das organische Bauelement auch so aufgebaut werden, daß die Folie 29 oder das Substrat mit der (e-v)-Löschsubstanz mit der organischen elektrolumineszenten Schicht 5 in Kontakt ist.
Es ist auch möglich, eine (e-v)-Löschsubstanz in Form von Partikeln einzusetzen. 6 zeigt ein Beispiel für eine solche (e-v)-Löschsubstanz in Partikelform. Die (e-v)-Löschsubstanz 4 dieses Ausführungsbeispiels umfaßt Nanopartikel 41, welche in die organische funktionelle Schicht 5 eingebettet sind. Die Nanopartikel 41 umfassen Moleküle 42 mit einem durch einen Strich symbolisierten unpolaren Ende 43 und einer oder mehreren durch einen Kreis symbolisierten Hydroxylgruppen am anderen Ende des Moleküls 42. Beispiele für solche Moleküle sind unter anderem einwertige Alkohole, wie Ethanol, Propanol oder Hexanol.
Hydroxylgruppen erhöhen die Polarität des Moleküls 42, wodurch sich im allgemeinen die Löslichkeit in einer organischen, unpolaren Umgebung verschlechtert. Andererseits sind Hydroxylgruppen hervorragend als terminale Oszillatoren geeignet, um Singulett-Sauerstoff zu deaktivieren, beziehungsweise in den Triplett-Grundzustand zu überführen.
In Form von Partikeln, wie sie beispielhaft in 6 gezeigt wird, können nun auch Moleküle mit schlechter Löslichkeit in eine organische funktionelle Schicht eingebettet werden. Dabei zeigen die unpolaren Reste 43 der Moleküle 42 im Partikel nach außen, so daß die polaren OH-Gruppen im Inneren der Partikel 41 liegen. Auf diese Weise können im Inneren der Partikel 41 sogar weitere Moleküle 45 der (e-v)-Löschsubstanz eingebettet werden, die isoliert aufgrund der hohen Zahl von polaren OH-Gruppen nur schlecht oder gar nicht in der aktiven organischen Schicht 5 löslich sind.
Der Singulett-Sauerstoff wird bei diesem Ausführungsbeispiel vor allem während des Hindurchdiffundierens durch die Nanopartikel 41 stoßinduziert deaktiviert.
Es ist dem Fachmann ersichtlich, dass die Erfindung nicht auf die vorstehend beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen beschränkt ist, sondern vielmehr in vielfältiger Weise variiert werden kann. Insbesondere können die Merkmale der einzelnen Ausführungsbeispiele auch miteinander kombiniert werden.

1: Organisches Bauelement
3: Substrat
4: (e-v) -Löschsubstanz
5: organische funktionelle Schicht
7: leitfähige transparente Elektrodenschicht
9: Elektrodenschicht
11: Abdeckung
12: Kavität
13: Verklebung
15: Gettermaterial
17: Sperrschicht
19: Lochtransportschicht
21: SiO₂-Isolationsschicht
23, 25: Elektroden
27: Isolationsschicht
29: Polymerfolie
31,32: Seite von 3
35: lateral strukturierte Isolationsschicht
37: von 35 bedeckter Bereich
39: von 35 nicht bedeckter Bereich
41: Nanopartikel
42, 45: Moleküle von 4, 41
43: unpolares Ende von 42,
44: Hydroxy-Gruppe

Claims

Organisches elektrolumineszierendes Bauelement mit zumindest einer organischen funktionellen Schicht, gekennzeichnet durch eine (e-v)-Löschsubstanz für Singulett-Sauerstoff
Organisches elektrolumineszierendes Bauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Molekulargewicht der (e-v)-Löschsubstanz kleiner als 528 g/Mol, bevorzugt kleiner als 374 g/Mol, besonders bevorzugt kleiner als 178 g/Mol ist.
Organisches elektrolumineszierendes Bauelement gemäß Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die (e-v)-Löschsubstanz Moleküle mit zumindest einer funktionellen Gruppe mit einem terminalen Oszillator mit einer Schwingungsenergie der Fundamentalschwingung oder eines Obertons der Streckschwingung enthält, welche gleich dem Energieunterschied zwischen dem O₂(a¹Δ_g)- und dem O₂(X³Σ^– _g)-Zustand molekularem Sauerstoffs ist oder dessen Schwingungsenergie von diesem Energieunterschied um höchstens 37%, insbesondere mit n <= 2, bevorzugt um höchstens 10% abweicht.
Organisches elektrolumineszentes Bauelement gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die (e-v)-Löschsubstanz Moleküle mit zumindest einer funktionellen Gruppe mit einem terminalen Oszillator mit einer Schwingungsenergie der eines Obertons der Streckschwingung mit n <= 3 enthält, welche gleich dem Energieunterschied zwischen dem O₂(a¹Δ_g)- und dem O₂(X³Σ^– _g)-Zustand molekularem Sauerstoffs ist oder dessen Schwingungsenergie von diesem Energieunterschied um höchstens 37%, bevorzugt höchstens 10% abweicht.
Organisches elektrolumineszierendes Bauelement gemäß zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die (e-v)-Löschsubstanz organische Moleküle mit zumindest eine Hydroxyl-Gruppe enthält.
Organisches Bauelement elektrolumineszierendes gemäß zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die (e-v)-Löschsubstanz Moleküle mit zumindest einer NH- oder NH2-Gruppe enthält.
Organisches elektrolumineszierendes Bauelement gemäß zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die (e-v)-Löschsubstanz ein Hydroxygruppen oder NH- oder NH₂-Gruppen aufweisendes Polymer umfaßt.
Organisches elektrolumineszierendes Bauelement gemäß zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die (e-v)-Löschsubstanz zumindest eine der Stoffe einen ein- oder mehrwertigen Alkohol, ein Kohlehydrat enthält.
Organisches elektrolumineszierendes Bauelement gemäß zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die (e-v)-Löschsubstanz in der funktionellen Schicht vorhanden ist.
Organisches elektrolumineszierendes Bauelement gemäß zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die (e-v)-Löschsubstanz innerhalb einer Abdeckung, welche die zumindest eine funktionelle organische Schicht verkapselt, vorhanden ist.
Organisches elektrolumineszierendes Bauelement gemäß zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Sperrschicht mit einer (e-v)-Löschsubstanz.
Organisches elektrolumineszierendes Bauelement gemäß zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Verklebung mit einer Substanz, die aus einer (e-v)-Löschsubstanz besteht oder diese beinhaltet.
Organisches elektrolumineszierendes Bauelement gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Partikel, insbesondere Nanopartikel, welche eine (e-v)-Löschsubstanz zumindest an der Oberfläche enthält.
Organisches elektrolumineszentes Bauelement, gekennzeichnet durch eine lateral strukturierte Isolations- oder Widerstandsschicht zwischen den Elektrodenschichten des Bauelements, wobei die Isolations- oder Widerstandsschicht die (e-v)-Löschsubstanz enthält.
Organisches Bauelement gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die HOMO- und LUMO-Zustände der Moleküle der (e-v)-Löschsubstanz einen höheren energetischen Abstand als die HOMO- und LUMO-Zustände der aktiven Moleküle der organischen funktionellen Schicht aufweisen.
Organisches elektrolumineszierendes Bauelement gemäß zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die (e-v)-Löschsubstanz eine Folie oder eine Substrat für die organische funktionelle Schicht umfaßt.
Organisches elektrolumineszierendes Bauelement gemäß Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie oder das Substrat mit der zumindest einen funktionellen organischen Schicht in Kontakt ist.
Organisches elektrolumineszierendes Bauelement gemäß zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die (e-v)-Löschsubstanz in einer Konzentration von höchstens 5 Gewichtsprozent der aktiven Substanz der organischen funktionellen Schicht, bevorzugt höchstens 1 Gewichtsprozent in der organischen funktionellen Schicht vorhanden ist.
Organisches elektrolumineszierendes Bauelement gemäß zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine (e-v)-Löschsubstanz in Form von Partikeln.
Organisches Bauelement gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Gettermaterial für Wasser oder Sauerstoff.
Organisches elektrolumineszentes Bauelement gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die (e-v)-Löschsubstanz organische Moleküle mit zumindest einer Hydroxygruppe enthält, wobei das Verhältnis von Gesamt-Molmasse dieser Moleküle zur Molmasse der Hydroxygruppen höchstens 5 zu 1, bevorzugt höchstens 3.5 zu 1 beträgt.
Verfahren zur Herstellung eines organischen elektrolumineszenten Bauelements, insbesondere eines organischen elektrolumineszenten Bauelements gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, bei welchem auf einem Substrat eine Schichtfolge mit zwei Elektrodenschichten und zumindest einer elektrolumineszenten Schicht aufgebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß in die Schichtfolge oder in Kontakt mit dieser eine (e-v)-Löschsubstanz eingebracht wird.
Verfahren gemäß Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrolumineszente Schicht auf dem Substrat mittels Beschichtung aus der Flüssig- oder Gelphase, insbesonere Spin Coating, Tauch- oder Rinnenbeschichten, oder einer Drucktechnik, insbesondere Ink-Jet Printing, Siebdruck oder Flexodruck aufgebracht wird.
Verfahren gemäß Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die (e-v)-Löschsubstanz in einer Beschichtungslösung gelöst und zusammen mit den aktiven elektrolumineszenten Molekülen oder deren Ausgangsstoffen als elektrolumineszente Schicht auf dem Substrat aufgebracht wird.
Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine organische elektrolumineszente Schicht durch Aufdampfen abgeschieden wird.
Verfahren gemäß Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die (e-v)-Löschsubstanz durch Coverdampfung zusammen mit den aktiven Molekülen der elektrolumineszenten Schicht abgeschieden wird.
Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, bei welchem die elektrolumineszente Schicht in einer Abdeckung eingekapselt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die (e-v)-Löschsubstanz in der Abdeckung eingeschlossen wird.
Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Sperrschicht aufgebracht wird, welche eine (e-v)-Löschsubstanz enthält.
Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche; bei welchem ein Substrat verwendet wird, welches eine (e-v)-Löschsubstanz enthält oder bei welchem eine Folie mit einer (e-v)-Löschsubstanz aufgebracht wird.
Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, bei welchem zumindest ein Teil auf das Substrat aufgeklebt wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kleber mit einer (e-v)-Löschsubstanz verwendet wird.
Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die (e-v)-Löschsubstanz in die zumindest eine elektrolumineszente Schicht hineindiffundiert.
Verfahren gemäß Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß die (e-v)-Löschsubstanz in einer separaten Schicht vor oder nach dem Aufbringen der elektrolumineszenten Schicht aufgebracht wird.
Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine (e-v)-Löschsubstanz eingebracht wird, die Moleküle mit zumindest einer Hydroxy-Gruppe oder mit zumindest einer NH- oder NH2-Gruppe enthält.
Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine (e-v)-Löschsubstanz eingebracht wird, die einen Alkohol enthält.
Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine (e-v)-Löschsubstanz eingebracht wird, die ein Hydroxygruppen oder NH- oder NH2-Gruppen aufweisendes Polymer umfaßt.
Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die (e-v)-Löschsubstanz in Form von Partikeln eingebracht wird.
Verwendung von (e-v)-Löschsubstanzen, insbesondere mit einem Molekulargewicht von kleiner als 528 g/Mol in organischen elektrolumineszierenden Bauelementen.