DE102006023508B4

DE102006023508B4 - Organische lichtemittierende Vorrichtung und Anzeigevorrichtung mit metall-organischen Mischschicht-Anoden

Info

Publication number: DE102006023508B4
Application number: DE102006023508.8A
Authority: DE
Inventors: Hany Aziz; Zoran D. Popovic; Jennifer A. Coggan; Nemanja Stefanovic; Anthony J. Paine
Original assignee: LG Display Co Ltd
Current assignee: LG Display Co Ltd
Priority date: 2005-05-20
Filing date: 2006-05-18
Publication date: 2016-09-15
Anticipated expiration: 2026-05-19
Also published as: TWI330193B; KR20060120504A; US7943244B2; TW200643146A; DE102006063007B3; GB0610043D0; US20060263628A1; GB2426379B; CN1866572B; JP5351375B2; FR2886058A1; DE102006023508A1; CN1866572A; GB2426379A; KR101323537B1; FR2886058B1; JP2006332047A

Abstract

Organische lichtemittierende Vorrichtung, umfassend eine Anode; eine Kathode; und einen zwischen der Anode und der Kathode angeordneten Lumineszenzbereich, der ein organisches Elektrolumineszenzmaterial umfasst; wobei die Anode eine metall-organische Mischschicht, umfassend i) ein Metallmaterial und ii) ein organisches Material, umfasst, und wobei die metall-organische Mischschicht operativ mit einem elektronenaufnehmenden Material kombiniert ist, und wobei die Anode eine Mischung aus der metall-organischen Mischschicht und dem elektronenaufnehmenden Material umfasst, und wobei das elektronenaufnehmende Material aus der Gruppe gewählt ist, bestehend aus AlCl3, InCl3, GaCl3, SbCl5, Trinitrofluorenon, 2,3,5,6-Tetrafluor-7,7,8,8-tetracyanochinodimethan, und Kombinationen davon.

Description

HINTERGRUND
Die vorliegende Offenbarung betrifft, in verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen, organische lichtemittierende Vorrichtungen und Anzeigevorrichtungen umfassend eine metall-organische Mischschicht als Teil der Anodenanordnung. Insbesondere betrifft die vorliegende Offenbarung organische lichtemittierende Vorrichtungen und Anzeigevorrichtungen umfassend eine metall-organische Mischschicht als Teil der Anode und operativ kombiniert mit einem elektronenaufnehmenden Material. Obwohl die Anodenanordnungen mit speziellem Bezug auf organische lichtemittierende Vorrichtungen (OLEDs) beschrieben werden, ist klar, dass die Anoden für andere ähnliche Anwendungen und Anzeigevorrichtungen zugänglich sind.
Organische lichtemittierende Vorrichtungen (OLEDs) stellen eine vielversprechende Technologie für Anzeigeanwendungen dar. Eine typische organische lichtemittierende Vorrichtung beinhaltet eine erste Elektrode; einen Lumineszenzbereich, der ein oder mehrere lumineszierende organische Materialien umfasst; und eine zweite Elektrode; wobei eine der ersten und der zweiten Elektrode als Leerstellen-einspritzende Anode, und die andere Elektrode als Elektronen-einspritzende Kathode fungiert; und wobei eine der ersten und der zweiten Elektrode eine Frontelektrode, und die andere Elektrode eine Rückelektrode ist. Die Frontelektrode ist transparent (oder zumindest teilweise transparent), während die Rückelektrode üblicherweise hoch reflektiv gegenüber Licht ist. Wenn eine Spannung zwischen den ersten und zweiten Elektroden angelegt wird, wird Licht aus dem lichtemittierenden Bereich und durch die transparente Frontelektrode emittiert. Wenn sie unter starker Umgebungsbeleuchtung betrachtet wird, reflektiert die reflektive Rückelektrode eine beträchtliche Menge der Umgebungsbeleuchtung auf den Beobachter, was in höheren Anteilen von reflektierter Beleuchtung resultiert, verglichen mit der Eigenemission der Vorrichtung, was ein „Washout” des angezeigten Bildes ergibt.
Um allgemein den Kontrast von elektrolumineszierenden Vorrichtung zu verbessern, wurden die Lichteflektion vermindernde Schichten, wie sie bspw. im US-Patent US 4 287 449 A beschrieben sind, oder optische Interferenzbauteile, wie sie bspw. im US-Patent US 5 049 780 A beschrieben sind, verwendet, um die Reflektion der Umgebungsbeleuchtung zu verringern.
Andere kürzliche Entwicklungen zur Verringerung von Umgebungslicht in Anzeigevorrichtungen waren auf metall-organische Mischschichten gerichtet, wie sie z. B. in der US-Patentanmeldung US 2002/0180349 A1 veröffentlicht ist, und in der US-Patentanmeldung US 2003/0234609 A1 beschrieben sind.
Anoden in Anzeigevorrichtungen wie zum Beispiel OLEDs werden typischerweise aus Materialien wie zum Beispiel ITO gebildet. Die Verwendung von ITO hat jedoch insoweit Nachteile, als ITO nicht einfach durch Dampfabscheidungstechniken hergestellt werden kann, die üblicherweise verwendet werden, um die anderen Komponenten der OLED herzustellen oder auszubilden. Eine ITO-Anode erfordert normalerweise aggressivere Herstellungstechniken wie zum Beispiel Sputtern, und wird daher getrennt vom Rest der OLED hergestellt, um eine Beschädigung des relativ zerbrechlichen organischen Stapels und der Komponenten der benachbarten Schichten zu vermeiden. Dies resultiert in einem Anstieg sowohl der Zeit als auch der Kosten, die benötigt werden, um eine OLED-Struktur herzustellen oder auszubilden. Es besteht daher eine Notwendigkeit, ein Material oder eine Anordnung für eine Anode bereit zu stellen, die es erlauben, die Anode unter Verwendung von Abscheidetechniken auszubilden, die verwendet werden, um die anderen Schichten der OLED auszubilden.
Zudem sind nicht-reflektive Anoden (schwarze Anoden) wichtig für erstklassig emittierende Vorrichtungen, in denen die elektronischen Antriebsschaltkreise auf der Anodenseite anstatt auf der Kathodenseite der Anzeigevorrichtung angeordnet sind, wie es bei normalen boden-emittierenden OLEDs der Fall ist. Obwohl von den metall-organischen Mischschichten, wie sie in den vorerwähnten Patenten und Anmeldungen beschrieben sind, gezeigt wurde, dass sie für eine Kathode verwendet werden können, haben Materialienkompatibilitätsfragen Probleme bezüglich ihrer Verwendung als nicht-reflektive oder schwarze Anoden aufgeworfen.
Es besteht daher eine Notwendigkeit für neue Anodenmaterialien und/oder Anordnungen. Es existiert eine Notwendigkeit für Anodenanordnungen und Materialien, die weniger aggressiven Abscheidetechniken, wie zum Beispiel thermische Abscheidung, zugänglich sind. Es besteht weiterhin eine Notwendigkeit für eine Anodenanordnung, die es erlaubt, dass die Transparenz oder Opazität der Anode so gesteuert werden kann, dass die Anode und/oder OLED je nach Wunsch im Wesentlichen reflektierend, im Wesentlichen lichtabsorbierend (z. B. schwarz), oder im Wesentlichen lichtdurchlässig (z. B. halbdurchlässig) ausgebildet werden kann.
KURZE BESCHREIBUNG
Die vorliegende Offenbarung betrifft, in einigen Ausführungsformen davon, eine organische lichtemittierende Vorrichtung und eine Anzeigevorrichtung umfassend eine Anode; eine Kathode; und einen zwischen der Anode und der Kathode angeordneten Lumineszenzbereich, wobei die Anode eine metall-organische Mischschicht umfasst, die operativ mit einem elektronenaufnehmenden Material kombiniert ist, gemäß den Ansprüchen 1, 8 oder 24.
Die vorliegende Offenbarung betrifft auch, in verschiedenen Ausführungsformen davon, eine organische lichtemittierende Vorrichtung und eine Anzeigevorrichtung umfassend eine Anode; eine Kathode; und einen zwischen der Anode und der Kathode angeordneten Lumineszenzbereich, wobei die Anode eine Mischung einer metall-organischen Mischschicht und einem elektronenaufnehmenden Material umfasst, wobei die metall-organische Mischschicht umfasst i) ein Metallmaterial, und ii) ein organisches Material, gemäß den Ansprüchen 1, 8 oder 24.
Zusätzlich betrifft die vorliegende Offenbarung, in verschiedenen Ausführungsformen davon, eine organische lichtemittierende Vorrichtung umfassend eine Anode; eine Kathode; und einen zwischen der Anode und der Kathode angeordneten Lumineszenzbereich, wobei die Anode eine metall-organische Mischschicht und eine Pufferschicht umfasst, wobei die metall-organische Mischschicht i) ein Metallmaterial, und ii) ein organisches Material umfasst, und die Pufferschicht ein elektronenaufnehmendes Material umfasst, gemäß Anspruch 8.
Die vorliegende Offenbarung betrifft auch, in weiteren Ausführungsformen davon, eine organische lichtemittierende Vorrichtung umfassend eine Anode; eine Kathode; und einen zwischen der Anode und der Kathode angeordneten Lumineszenzbereich, wobei die Anode eine metall-organische Mischschicht und eine Pufferschicht umfasst, wobei die Pufferschicht ein elektronenaufnehmendes Material und optional ein Leerstellen-Transportmaterial umfasst, gemäß Anspruch 10.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Das folgende ist eine kurze Beschreibung der Zeichnungen, die zum Zwecke der Erläuterung der beispielhaft hierin offenbarten Ausführungsformen und nicht zum Zwecke der Beschränkung derselben vorgelegt wird.
1 ist eine schematische Querschnittsansicht einer Ausführungsform einer Anzeigevorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung; und
2 ist eine schematische Querschnittsansicht einer anderen Ausführungsform einer Anzeigevorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Die vorliegende Offenbarung betrifft Anzeigevorrichtungen wie zum Beispiel OLEDs. Eine Anzeigevorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung beinhaltet eine Anode, eine Kathode, und einen zwischen der Anode und der Kathode angeordneten Lumineszenzbereich. Eine Anode gemäß der vorliegenden Offenbarung umfasst eine metall-organische Mischschicht (MOML), die operativ mit einem elektronenaufnehmenden Material kombiniert ist.
Unter Bezugnahme auf 1 umfasst eine OLED 10 eine Anode 12, eine Kathode 16 und einen zwischen der Anode 12 und der Kathode 16 angeordneten Lumineszenzbereich 14. Die Anode 12 umfasst eine Mischung aus einer MOML und einem elektronenaufnehmenden Material.
Unter Bezugnahme auf 2 umfasst eine OLED 20 eine Anode 22, einen Lumineszenzbereich 26 und eine Kathode 28. Die Anode 22 umfasst die MOML 24 und die Pufferschicht oder den -bereich 25. Die Pufferschicht oder der -bereich 25 umfasst ein elektronenaufnehmendes Material, und die MOML 24 wird als operativ mit dem elektronenaufnehmenden Material der Pufferschicht 25 betrachtet.
Um Verwirrung beim Verständnis des Umfangs der vorliegenden Offenbarung zu vermeiden können die folgenden Richtlinien verwendet werden: (1) der Begriff „Schicht” bezeichnet eine einzelne Beschichtung, die im Allgemeinen eine Zusammensetzung aufweist, die sich von der Zusammensetzung einer benachbarten Schicht unterscheidet; (2) der Begriff „Bereich” betrifft eine einzelne Schicht, eine Vielzahl von Schichten wie zum Beispiel zwei, drei oder mehr Schichten, und/oder eine oder mehrere „Zonen”; (3) der Begriff „Zone”, wie er zum Beispiel im Zusammenhang mit der Ladungs-Transportzone (d. h., Leerstellen-Transportzone und Elektronen-Transportzone) oder der lichtemittierenden Zone verwendet wird, betrifft eine einzelne Schicht, eine Vielzahl von Schichten, ein einzelnes funktionelles Gebiet in einer Schicht, oder einer Vielzahl von funktionellen Gebieten in einer Schicht; (4) im Allgemeinen werden alle Bereiche und Schichten der Anzeigevorrichtung, die sich zwischen den beiden Elektroden befinden, oder die an den Ladungsleitungsprozessen teilhaben, die notwendig sind, um die Anzeigevorrichtung zu betreiben, als Teil entweder der Kathode, des Lumineszenzbereichs oder der Anode angesehen; (5) im Allgemeinen soll eine Schicht (z. B. Substrat), die nicht an den Ladungsleitungsprozessen der Anzeigevorrichtung partizipiert, und die als außerhalb der zwei Elektroden liegend angesehen werden kann, nicht als Teil der Elektroden betrachtet werden; eine solche Schicht (z. B. Substrat) kann jedoch dennoch als Teil der Anzeigevorrichtung angesehen werden; (6) eine Deckschicht (die eine Elektrode vor der Umgebung schützt) wird jedoch als Teil der Elektrode angesehen, ungeachtet dessen, ob der Deckbereich an den Ladungsleitungsprozessen der Anzeigevorrichtung partizipiert; (7) jeder Bereich oder jede Schicht (z. B. Elektroneninjektionsbereich und Leerstelleninjektionsbereich), die Ladung in den Lumineszenzbereich injiziert, wird als Teil der Elektrode betrachtet; (8) wenn eine MOML gleichwohl als Teil der Elektrode oder des Lumineszenzbereichs angesehen werden kann, ist die Vereinbarung so, dass die MOML Teil der Elektrode ist; (9) in Ausführungsformen, die eine Vielzahl von benachbarten (z. B. sich berührenden) MOMLs enthalten, ist die Vereinbarung, falls einige oder alle der MOMLs gleichwohl als Teil der Elektrode oder des Lumineszenzbereichs angesehen werden können, so, dass die MOMLs als Teil der Elektrode betrachtet werden; (10) Verunreinigungen (die in kleinen Mengen in den zwei, drei, vier oder mehr Materialkomponenten, die die MOML ausmachen, vorhanden sein können) werden im Allgemeinen nicht als gewünschte Komponente der MOML betrachtet; zum Beispiel würde die Gegenwart von Verunreinigungen in einer „binären MOML”, zusammengesetzt aus den zwei gewünschten Komponenten des anorganischen metallhaltigen Materials und der organischen Verbindung die Kennzeichnung der MOML als eine „binäre MOML” nicht ändern; und (11) „lichtemittierender Bereich” und „Lumineszenzbereich” werden austauschbar verwendet.
Die Anode umfasst eine operativ mit einem elektronenaufnehmenden Material kombinierte MOML. Die MOML ist operativ mit dem elektronenaufnehmenden Material kombiniert, wenn (i) die MOML mit einem elektronenaufnehmenden Material in einer Einzelschicht oder -zusammensetzung vermischt ist, oder (ii) die MOML und das elektronenaufnehmende Material sind nicht physikalisch verbunden, sondern existieren in separaten, benachbarten Schichten.
Die MOML umfasst ein Metallmaterial und ein organisches Material. Ein Metallmaterial, so wie hierin verwendet, beinhaltet, ist aber nicht beschränkt auf, elementare Metalle und Metallverbindungen wie zum Beispiel anorganische Verbindungen (z. B., Metalloxide, Metallhalogenide, etc.). Während Aspekte einer MOML unten beschrieben sind, sind MOMLs weiterhin beschrieben im US-Patent US 6 841 932 B2 und der US-Patentanmeldung US 2003/0234609 A1 .
Geeignete Metallmaterialien für die MOML beinhalten zum Beispiel Metalle und anorganische Metallverbindungen. Wie hierin verwendet, bezieht sich der Ausdruck „Metall des Metallmaterials” (wo ein solcher Ausdruck einer Liste von speziellen elementaren Metallen vorausgeht) sowohl auf elementare Metalle als auch die Metallkomponente von anorganischen Metallverbindungen. Die Metalle können sein, sind aber nicht beschränkt auf, zum Beispiel Li, Na, K, Rb, Cs, Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Sc, Y, La, Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Nm, Tc, Fe, Ru, Os, Co, Rh, Ir, Ni, Pd, Pt, Cu, Ag, Au, Zn, Cd, B, Al, Ga, In, Sn, Pb, Sb, Bi, Se, Te, Ce, Nd, Sm, Eu, und Kombinationen davon. In einigen Ausführungsformen beinhaltet der Begriff „Metalle” Sb, Se und Te. In einigen Ausführungsformen kann eine Metalllegierung verwendet werden, um die MOML auszubilden. Ein Metall der Metalllegierung wird als das Metallmaterial betrachtet; das andere Metall oder die Metalle der Metalllegierung werden als die zusätzliche Komponente oder Komponenten der MOML betrachtet. Zum Beispiel würde eine binäre Metalllegierung in Kombination mit dem organischen Material als ternäre MOML angesehen.
Die anorganischen Metallverbindungen für die MOML können ein Metallhalogenid (z. B. Fluorid, Chlorid, Bromid, Iodid), Metalloxid, Metallhydroxid, Metallnitrid, Metallsulfid, Metallcarbid und Metallborid sein. Geeignete Metallhalogenide können sein, sind aber nicht beschränkt auf, zum Beispiel, LiF, LiCl, LiBr, LiI, NaF, NaCl, NaBr, NaI, KF, KCl, KBr, KI, RbF, RbCl, CsF, CsCI, MgF₂, CaF₂, SrF₂, AlF₃, AgCl, AgF, and CuCl₂. Geeignete Metalloxide können sein, sind aber nicht beschränkt auf, Li₂O, Ca₂O, Cs₂O, In₂O₃, SnO₂, ZnO, ITO, Cu₂O, CuO, Ag₂O, NiO, TiO, Y₂O₃, ZrO₂, Cr₂O₃. Das Metallhydroxid kann sein, ist aber nicht beschränkt auf, zum Beispiel, AgOH. Beispiele geeigneter Metallnitride können sein, sind aber nicht beschränkt auf, LaN, YN and GaN. Geeignete Metallsulfide können sein, sind aber nicht beschränkt auf, ZnS, Sb₂S₃, Sb₂S₅, und CdS. Ein geeignetes Metallcarbid kann sein, ist aber nicht beschränkt auf, Li₂C, FeC and NiC. Ein geeignetes Metallborid kann sein, ist aber nicht beschränkt auf, CaB₆.
Anorganische Materialien für die MOML beinhalten zum Beispiel: (i) elementare Nichtmetall-Materialien wie zum Beispiel C, Si und Ge; (ii) anorganische Verbindungen dieser elementaren Nichtmetall-Materialien wie zum Beispiel SiC, SiO, SiO₂, Si₃N₄; und (iii) anorganische Metallverbindungen wie zum Beispiel solche, die hierin beschrieben sind. Da es (in der Liste der Komponenten für die MOML) eine separate Komponentenkategorie für Metalle gibt, sind Metalle nicht als anorganische Materialien klassifiziert.
Wie hierin beschrieben sind einige Metallverbindungen als elektrisch leitend und Licht absorbierend bekannt. Mischungen von organischen Verbindungen und diesen Metallverbindungen können daher in einigen Ausführungsformen in der Lage sein, die gewünschten Merkmale der dünne MOMLs gemäß der vorliegenden Offenbarung enthaltenden Vorrichtungen zu realisieren. In einigen Ausführungsformen kann das Metall enthaltende Material zur Verwendung in der MOML eine Metallverbindung sein, insbesondere Metallverbindungen, die sowohl elektrisch leitend als auch Licht absorbierend sein können, wie zum Beispiel Ag₂O, Cu₂O, CuO, FeO, Fe₂O₃, Fe₃O₄, NiO, V₂O₅, ZnS, ZnO, In₂O₃ und SnO₂ und dergleichen.
Geeignete organische Materialien für die MOML können zum Beispiel elektrolumineszente Materialien sein, die bei der Herstellung des lumineszenten Bereichs der Anzeigevorrichtung verwendet werden, wobei solche elektrolumineszenten Materialien hierin beschrieben sind. Zum Beispiel können für die MOML geeignete Materialien molekulare (niedermolekulare) organische Verbindungen wie zum Beispiel Metalloxinoide, Metallchelate, tertiäre aromatische Amine, Indolcarbazole, Porphyrine, Phthalocyanide, Triazine, Anthracene und Oxadiazole beinhalten; und polymere Verbindungen wie zum Beispiel Polythiophene, Polyfluorene, Polyphenylene, Polyaniline und Polyphenylenvinylene. Andere organische Verbindungen, die ebenfalls in einer dünnen MOML verwendet werden können, beinhalten Polypolycarbonate, Polyethylene, Polystyrole, organische Farbstoffe und Pigmente (z. B., Perinone, Coumarine und andere kondensierte aromatische Ringverbindungen).
Eine Klasse von organischen Materialien, die in einer MOML verwendet werden können, beinhalten, sind aber nicht beschränkt auf, die Metalloxinoid-Verbindungen, wie sie in den US-Patenten US 4 539 507 A , US 5 151 629 A , US 5 150 006 A , US 5 141 671 A und US 5 846 666 A offenbart sind. Erläuternde Beispiele beinhalten Tris(8-hydroxychinolat)aluminium (AlQ3), und Bis(8-hydroxychinolat)(4-phenylphenolato)aluminium (BAlq). Andere Beispiele dieser Klasse von Materialien beinhalten Tris(8-hydroxychinolat)gallium, Bis(8-hydroxychinolat)magnesium, Bis(8-hydroxychinolat)zink, Tris(5-methyl-8-hydroxychinolat)aluminium, Tris(7-propyl-8-chinolat)aluminium, Bis[benzo{f}-8-chinolat]zink, Bis(10-hydroxybenzo[h]chinolat)beryllium und dergleichen, und Metallthioxinoid-Verbindungen, die im US-Patent Nr. 5,846,666 offenbart sind (das hierin durch Bezugnahme vollständig aufgenommen wird), wie zum Beispiel Metallthioxinoid-Verbindungen von Bis(8-chinolinthiolat)zink, Bis(8-chinolinthiolat)cadmium, Tris(8-chinolinthiolat)gallium, Tris(8-chinolinthiolat)indium, Bis(5-methylchinolinthiolat)zink, Tris(5-methylchinolinthiolat)gallium, Tris(5-methylchinolinthiolat)indium, Bis(5-methylchinolinthiolat)cadmium, Bis(3-methylchinolinthiolat)cadmium, Bis(5-methylchinolinthiolat)zink, Bis[benzo{f}-8-chinolinthiolat]zink, Bis[3-methylbenzo{f}-8-chinolinthiolat]zink, Bis[3,7-dimethylbenzo{f}-8-chinolinthiolat]zink, Bis[3-methylthiobenzo{f}-8-chinolinthiolat)zink
Wie hierin diskutiert kann die MOML eine „binäre MOML” (mit zwei Komponenten), eine „ternäre MOML” (mit drei Komponenten), „quaternäre MOML” (mit vier Komponenten), oder eine andere MOML mit mehr als vier Komponenten sein. In diesen Ausführungsformen wird die Auswahl des anorganischen, metallenthaltenden Materials, der organischen Verbindung und jeder der anderen zusätzlichen Komponenten auf der Basis durchgeführt, dass die MOML die gewünschte Eigenschaften oder Eigenschaften aufweisen sollte. Zusätzlich dazu, dass sie die Lichtreflektion reduziert, kann die MOML optional eine oder mehrere zusätzliche gewünschte Eigenschaften haben, einschließlich zum Beispiel, dass sie elektrisch leitend ist, oder jedwede anderen Eigenschaften, die die MOML in der Anzeigevorrichtungen aufweisen sollte (wie zum Beispiel die Notwendigkeit, auch in der Lage zu sein, Ladung wirksam zu injizieren, falls die MOML Teil einer Elektrode ist, die dem Lumineszenzbereich benachbart ist). In Fällen, in denen die Anzeigevorrichtung eine Vielzahl von MOMLs beinhaltet, können die MOMLs (in Bezug auf die Komponenten und ihre Konzentrationen) aus derselben oder einer unterschiedlichen Materialzusammensetzung bestehen.
Es ist anzumerken, dass sich die Listen von geeigneten Materialien für die Komponenten in einem speziellen MOML-Typ überlappen können. Zum Beispiel sind in einer „ternären MOML” geeignete Materialien für die zweite Komponente (d. h., ein organisches Material) die gleichen wie die Auswahl von „organischen Materialien” für die dritte Komponente. Zudem überlappen in einer „ternären MOML” geeignete Materialien für die erste Komponente (d. h., ein Metallmaterial) mit der Auswahl von „Metallen” und „anorganischen Materialien” für die dritte Komponente. Es gibt jedoch keine Ungereimtheit, auch wenn die Listen von geeigneten Materialien für die Komponenten in einem speziellen MOML-Typ überlappen, solange als die ausgewählten Komponenten sich voneinander unterscheiden, d. h., jede ausgewählte Komponente einzig ist.
In einer Ausführungsform kann die MOML eine binäre MOML sein. Der Ausdruck „binäre MOML” bezieht sich auf eine aus zwei Komponenten zusammengesetzte metallorganische Mischschicht: (i) ein Metallmaterial, und (ii) ein organisches Material. Illustrative Beispiele einer solchen binären MOML können beinhalten, sind aber nicht beschränkt auf, eine MOML, zusammengesetzt aus Ag oder einer anorganischen Verbindung davon (z. B., ein Oxid, Hydroxid, Halogenid, Sulfid, Nitrid, Carbid, Borid und dergleichen) und einer organischen Verbindung; einen MOML zusammengesetzt aus einem Metall der Gruppe 11 (wie zum Beispiel Cu, Ag oder Au) oder einer anorganischen Verbindung davon (z. B., ein Oxid, Hydroxid, Halogenid, Sulfid, Nitrid, Carbid, Borid und dergleichen) und einer organischen Verbindung; einer MOML zusammengesetzt aus einem Metall der Gruppe 10 (wie zum Beispiel Ni, Pd oder Pt) oder einer anorganischen Verbindung davon (z. B., ein Oxid, Hydroxid, Halogenid, Sulfid, Nitrid, Carbid, Borid und dergleichen) und einer organischen Verbindung; einer MOML zusammengesetzt aus einem Metall der Gruppe 13 (wie zum Beispiel In) oder einer anorganischen Verbindung davon (z. B., ein Oxid, Hydroxid, Halogenid, Sulfid, Nitrid, Carbid, Borid und dergleichen) und einer organischen Verbindung; eine MOML zusammengesetzt aus einem Metall der Gruppe 4 (wie zum Beispiel Ti) oder einer anorganischen Verbindung davon (z. B., ein Oxid, Hydroxid, Halogenid, Sulfid, Nitrid, Carbid, Borid und dergleichen) und einer organischen Verbindung; eine MOML zusammengesetzt aus einem Metall oder einer anorganischen Verbindung davon (z. B., ein Oxid, Hydroxid, Halogenid, Sulfid, Nitrid, Carbid, Borid und dergleichen) und einer organischen Verbindung mit einer signifikanten optischen Absorption im Wellenlängenbereich von 400–700 nm des Spektrums (zum Beispiel eine organische Farbstoffverbindung); eine MOML zusammengesetzt aus einem Metall der Gruppe 16 (d. h., Se und Te) oder einer anorganischen Verbindung davon (z. B., ein Oxid, Hydroxid, Halogenid, Sulfid, Nitrid, Carbid, Borid und dergleichen) und einer organischen Verbindung.
In anderen Ausführungsformen kann die MOML eine ternäre MOML sein. Der Ausdruck „ternäre MOML” bezieht sich auf eine aus drei Komponenten zusammengesetzte metall-organische Mischschicht: (i) ein Metallmaterial, (ii) ein organisches Material, und (iii) eine zusätzliche dritte Komponente (unterschiedlich von den beiden anderen Komponenten), die ein Metall, ein organisches Material oder ein anorganisches Material sein kann. Illustrative Beispiele einer solchen ternären MOML können beinhalten, sind aber nicht beschränkt auf, eine MOML aus einer binären MOML wie zum Beispiel, die obigen Ausführungsformen und weiterhin enthaltend ein Metall der Gruppe 1 (also manchmal Alkalimetall genannt) wie zum Beispiel Li, Na, K, Rb oder Cs oder eine Verbindung davon wie zum Beispiel ein Metallhalogenid der Gruppe 1 (z. B., Fluorid, Chlorid, Bromid, Iodid), Oxid, Hydroxid, Nitrid oder Sulfid; eine MOML aus einer binären MOML wie zum Beispiel die obigen Ausführungsformen, und weiterhin umfassend ein Metall der Gruppe 2 (also manchmal Erdalkalimetall genannt) wie zum Beispiel Be, Mg, Ca, Sr oder Ba oder eine Verbindung davon wie zum Beispiel ein Metallhalogenid der Gruppe 2 (z. B., Fluorid, Chlorid, Bromid, Iodid), Oxid, Hydroxid, Nitrid, Borid oder Sulfid; eine MOML zusammengesetzt aus mindestens einem Metallmaterial, einer organischen Verbindung, und Ag oder einer Ag-Verbindung (z. B., ein Silberoxid, Hydroxid, Halogenid, Sulfid, Nitrid, Carbid, Borid und dergleichen); eine MOML zusammengesetzt aus (i) einem Metallmaterial, (ii) organische Verbindung, und (iii) Zn, In oder Sn oder Verbindungen davon (z. B., ZnO, ZnS, In₂O₃, SnO₂); eine MOML zusammengesetzt aus mindestens einer organischen Verbindung und einer Legierung zusammengesetzt aus einer Vielzahl von Metallen wie zum Beispiel INCONEL^TM; eine MOML zusammengesetzt aus mindestens Al oder einer anorganischen Verbindung davon (z. B., ein Oxid, Hydroxid, Halogenid, Sulfid, Nitrid, Carbid, Borid und dergleichen), einer organischen Verbindung, und irgendeiner dritten Komponente, die ein anderes Metall (z. B., Ag, ein Metall der Gruppe 1 oder ein Metall der Gruppe 2) oder Verbindungen davon sein kann; eine MOML zusammengesetzt aus (i) Porphyrin, tertiärem aromatischem Amin, Indolocarbazol, Polythiophen, PEDOT^TM (was ein spezielles Polythiophen ist) (ii) Ag oder einer Verbindung davon, und (iii) Au, Cr, Cu, Pt, In, Ni, Sn oder Verbindungen davon wie zum Beispiel In₂O₃, SnO₂ und dergleichen.
In noch anderen Ausführungsformen kann die MOML eine quaternäre MOML sein. Der Ausdruck „quaternäre MOML” bezieht sich auf eine aus vier Komponenten zusammengesetzte metall-organische Mischschicht: (i) ein Metall, (ii) ein organisches Material, (iii) eine zusätzliche dritte Komponente, und (iv) eine zusätzliche vierte Komponente. Die zusätzlichen dritten und vierten Komponenten (die voneinander unterschiedlich und unterschiedlich von den ersten und zweiten Komponenten sind) können Metalle, organische Materialien oder anorganische Materialien sein. Illustrative Beispiele von quaternären MOMLs beinhalten, sind aber nicht beschränkt auf, eine MOML zusammengesetzt aus einer organischen Verbindung, Ag, Mg und einem Metall der Gruppe 1 (z. B., Li) oder einer Verbindung davon (z. B., LiF); einer MOML zusammengesetzt aus einer organischen Verbindung, Ag, Ca und einem Metall der Gruppe 1 (z. B., Li) oder einer Verbindung davon (z. B., LiF); einer MOML zusammengesetzt aus einer organischen Verbindung, Ag, Ca und einem anderen Metall der Gruppe 2 (z. B., Mg) oder einer Verbindung davon (z. B., MgO); einer MOML zusammengesetzt aus einer organischen Verbindung, Ag, Al und einem Metall der Gruppe 1 (z. B., Li) oder einer Verbindung davon (z. B., LiF), oder einem Metall der Gruppe 2 (z. B., Ca oder Mg) oder einer Verbindung davon; und dergleichen.
Die MOML besitzt in einigen Ausführungsformen eine im Allgemeinen einheitliche Zusammensetzung über die gesamte MOML-Dicke. Um die im Allgemeinen einheitliche Zusammensetzung zu erzielen, kann die MOML unter Verwendung eines „Verfahrens des kontrollierten Mischungsverhältnisses” (z. B., Spin-Coating und Co-Abscheidung) hergestellt werden. Folglich ist in einigen Ausführungsformen, die MOML eine Mischung einer kontrollierten Zusammensetzung in dem Sinn, dass das Mischungsverhältnis der unterschiedlichen Komponenten auf bestimmte Level gesteuert wird mittels der Steuerung beispielsweise der Verdampfungsrate der unterschiedlichen Komponenten, die aus separaten Verdampfungsquellen gleichzeitig verdampft werden. In einigen Ausführungsformen bleiben die Verhältnisse der unterschiedlichen Komponenten in der MOML im Allgemeinen gleich und ändern sich nicht mit der Zeit (d. h., die Verhältnisse der Komponenten in der MOML, falls sie unmittelbar nach der Herstellung gemessen werden, werden gleich ihren Verhältnissen nach ein paar Tagen und länger sein).
In anderen Ausführungsformen kann die MOML eine uneinheitliche Zusammensetzung über die gesamte MOML-Dicke aufweisen. Co-Abscheidung kann dazu verwendet werden, die uneinheitliche Zusammensetzung der MOML zu erzeugen (z. B. durch Variieren der Co-Abscheidungsraten der MOML-Materialien während der Bildung der MOML). Aufgrund von Intraschicht-Diffusion oder Interschicht-Diffusion kann in bestimmten Ausführungsformen der MOML ein Wechsel von einer im Allgemeinen einheitlichen Zusammensetzung (wenn durch ein „Verfahren des kontrollierten Mischungsverhältnisse” hergestellt) zu einer uneinheitlichen Zusammensetzung über lange Zeitspannen auftreten. Zudem kann eine Interschicht-Diffusion von Materialien verwendet werden, um die MOML herzustellen. Diffusion ist ein weniger bevorzugter Ansatz zur Herstellung der MOML aufgrund folgender Gründe: (a) Diffusion kann eine erhebliche Zeit benötigen (Tage, Wochen, Monate oder länger); (b) das Mischungsverhältnis ändert sich mit der Zeit; und (c) man hat weniger Kontrolle über das gewünschte Verhältnis der MOML-Materialien.
In einigen Ausführungsformen werden benachbarte MOMLs, die aus den gleichen Komponenten, aber mit unterschiedlichen Konzentrationen zusammengesetzt sind, eher als verschiedene als eine einzelne MOML mit einer uneinheitlichen Zusammensetzung angesehen, wenn die Konzentration einer der Komponenten sich um mindestens 5% über eine Entfernung von nicht mehr als 5 nm in einer Richtung parallel zur Dicke der MOMLs, gemessen während oder unmittelbar nach der Herstellung der MOMLs ändert.
In einigen Ausführungsformen ist die MOML im Allgemeinen elektrisch leitend. Eine elektrisch leitende MOML kann einen Ohmschen Querschnitts-(z. B. über die MOML-Dicke)widerstand aufweisen, der zum Beispiel ungefähr 100000 Ohm nicht übersteigt, und insbesondere ungefähr 5000 Ohm nicht übersteigt, und vorzugsweise 1000 Ohm nicht übersteigt. In anderen Ausführungsformen kann die MOML jedoch als elektrisch nicht-leitend angesehen werden, z. B., als einen ohmschen Widerstandswert irgendwo höher als der hierin beschriebene veranschaulichte Bereich aufweisend.
In dieser Hinsicht kann die MOML teilweise oder vollständig lichtabsorbierend, teilweise oder vollständig lichtdurchlässig oder teilweise oder vollständig lichtreflektierend sein. Eine teilweise oder vollständig lichtabsorbierende MOML kann zum Beispiel eine optische Dichte von mindestens 0,1 aufweisen, und die optische Dichte beträgt normalerweise mindestens 0,5, und noch typischerweise beträgt die optische Dichte mindestens 1,0 über mindestens einen Teil des Bereichs des sichtbaren Lichts (d. h., elektromagnetische Strahlung im Bereich von 400–700 nm). Eine teilweise oder vollständig transmissive (transparente) MOML kann im Allgemeinen – zum Beispiel – eine Transmission von mindestens 50%, und typischerweise, eine Transmission von mindestens 75% über zumindest einen Teil des Bereichs des sichtbaren Lichts (d. h., elektromagnetische Strahlung im Bereich von 400–700 nm) aufweisen.
Die MOML umfasst im Allgemeinen das Metallmaterial in einer Menge von ungefähr 5 bis ungefähr 95 Volumenprozent der MOML, und die organische Verbindung in einer Menge von ungefähr 5 bis ungefähr 95 Volumenprozent der MOML. In anderen Ausführungsformen umfasst die MOML ein Metallmaterial in einer Menge von ungefähr 20 bis ungefähr 80 Volumenprozent der MOML und ein organisches Material in einer Menge von ungefähr 20 bis ungefähr 80 Volumenprozent der MOML.
Das in der Anodenanordnung gemäß der vorliegenden Offenbarung verwendete elektronenaufnehmende Materialist ist ein Oxidationsmittel, das in der Lage ist, eine im Lumineszenzbereich einer Anzeigevorrichtung verwendete organische Verbindung zu oxidieren. AlCl₃, InCl₃, GlCl₃, SbCl₅ sind Lewissäure-Verbindungen. Andere erfindungsgemäß geeignete elektronenaufnehmende Materialien sind organische Verbindungen wie Trinitrofluorenon und 2,3,5,6-Tetrafluor-7,7,8,8,-tetracyanochinodimethan (F₄-TCNQ).
Wie vorstehend beschrieben umfasst die Anode eine MOML, die operativ mit einem elektronenaufnehmenden Material kombiniert ist. Eine MOML kann im Allgemeinen operativ mit einem elektronenaufnehmenden Material kombiniert werden durch das erfindungsgemäße Einbinden des elektronenaufnehmenden Materials als Teil der MOML-Mischung, oder durch Vorsehen der MOML und des elektronenaufnehmenden Materials in separaten, benachbarten Schichten.
In Ausführungsformen, in denen die Anode eine Mischung einer MOML und eines elektronenaufnehmenden Materials umfasst, ist die MOML in einer Menge von ungefähr 5 bis ungefähr 95 Volumenprozent der Anodenschicht vorhanden, und das elektronenaufnehmende Material ist in einer Menge von ungefähr 5 bis ungefähr 95 Volumenprozent der Anode vorhanden.
In einer Ausführungsform besteht die Pufferschicht einer Anode in einer Anzeigevorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung aus einem elektronenaufnehmenden Material oder einer Kombination von elektronenaufnehmenden Materialien. In anderen Ausführungsformen kann die Pufferschicht eine Mischung eines elektronenaufnehmenden Materials und eines organischen Materials, wie zum Beispiel eines Leerstellen-Transportmaterials beinhalten. Beispiele für Leerstellen-Transportmaterialien, die für eine Verwendung in einer Pufferschicht mit einem elektronenaufnehmenden Material geeignet sind, beinhalten Leerstellen-Transportmaterialien, die hierin offenbart sind. Einige spezielle Beispiele von Leerstellen-Transportmaterialien, die für die Verwendung in einer Anoden-Pufferschicht geeignet sind, beinhalten, sind aber nicht beschränkt auf, N,N'-Di(naphthalen-1-yl)-N,N'-diphenyl-benzidin (NPB), 4,4',4''-Tris(N,N-diphenylamino)triphenylamin (mTDATA), 2,5-Di-tert-butylphenyl-N,N'-diphenyl-N,N'-bis(3-methylphenyl-(1,1'-biphenyl)-4,4'-diamin (BP-TDP), N,N'-Diphenyl-N,N'-bis-(3-methylphenyl-(1,1'-biphenyl)-4,4'-diamin (TPD), Kupfer-Phthalocyanin (CuPc), Vanadyl-Phthalocyanin (VOPc), Poly-(3,4-Ethylendioxythiophen) (PEDOT), Polyanilin (PAni) und dergleichen, und Kombinationen davon. Wo die Pufferschicht eine Mischung aus einem elektronenaufnehmenden Material und einem Leerstellen-Transportmaterial umfasst, ist das elektronenaufnehmende Material in einer Menge von ungefähr 1 bis ungefähr 99 Volumenprozent vorhanden, und das Leerstellen-Transportmaterial ist in einer Menge von ungefähr 99 bis ungefähr 1 Volumenprozent vorhanden, und üblicherweise ist das elektronenaufnehmende Material in einer Menge von ungefähr 5 bis ungefähr 50 Volumenprozent vorhanden, und das Leerstellen-Transportmaterial ist in einer Menge von ungefähr 95 bis ungefähr 50 Volumenprozent vorhanden.
Die Anodenpufferschicht oder das -gebiet (z. B., Pufferschicht 25 in 2) kann eine Einzelschicht- oder Mehrfachschicht-Anordnung umfassend 2, 3 oder mehr Schichten sein. In einer Mehrschicht-Anordnung umfasst zumindest die der MOML benachbarte Pufferschicht ein elektronenaufnehmendes Material. Die Zusammensetzung der Pufferschichten kann wie gewünscht für eine speziellen Zweck oder eine beabsichtigte Verwendung gewählt werden. Zum Beispiel kann in einer Anode, umfassend eine MOML und eine Pufferschicht, umfassend eine erste Pufferschicht und eine zweite Pufferschicht, jede der ersten oder zweiten Pufferschicht aus einem elektronenaufnehmenden Material bestehen. In einer anderen Ausführungsform kann die erste Pufferschicht aus einem elektronenaufnehmenden Material bestehen und die zweite Pufferschicht kann ein elektronenaufnehmendes Material und eine Leerstellen-Transportmaterial umfassen. In einer weiteren Ausführungsform kann die erste Pufferschicht ein elektronenaufnehmendes Material und ein Leerstellen-Transportmaterial umfassen. In noch einer anderen Ausführungsform umfasst jede der ersten und zweiten Pufferschichten ein elektronenaufnehmendes Material und ein Leerstellen-Transportmaterial. Andere Ausführungsformen und Anordnungen sind möglich und liegen innerhalb des Umfangs einer Anode gemäß der vorliegenden Offenbarung.
Die Dicke der Anode kann von ungefähr 10 bis ungefähr 500 nm betragen. In einigen Ausführungsformen weist die Anode eine Dicke von ungefähr 15 bis ungefähr 200 nm auf. In Ausführungsformen, in denen die Anode eine MOML und eine separate Pufferschicht umfasst oder umfassend ein elektronenaufnehmendes Material, kann die Pufferschicht eine Gesamtdicke von ungefähr 1 bis ungefähr 50 nm aufweisen. Individuelle Schichten einer Mehrschicht-Pufferschicht-Anordnung könne eine Dicke von ungefähr 1 bis ungefähr 9 nm aufweisen. In einigen Ausführungsformen weist die Pufferschicht eine Gesamtdicke von ungefähr 5 bis ungefähr 30 nm auf.
Die Eigenschaften der Anode und/oder der Anzeigevorrichtung kann wie gewünscht so abgestimmt oder angepasst werden, dass sie eine gewünschte Eigenschaft für einen speziellen Zweck oder eine beabsichtigte Verwendung besitzt. Zum Beispiel können die elektrischen Eigenschaften der Vorrichtung gewählt oder variiert werden durch Variation der Zusammensetzung einer der MOMLs, oder der Konzentrationen des Metallmaterials und des organischen Materials in der MOML und/oder der Konzentration des elektronenaufnehmenden Materials. Zudem können die Fähigkeit zur Lichtabsorption, Transmission oder Reflektion der Anode und/oder der Anzeigevorrichtung durch Variieren der Dicke der MOML oder der Metallkonzentration der MOML oder beider angepasst werden. Im Allgemeinen wird die MOML weniger transparent, mehr absorbierend oder mehr reflektierend, wenn die Dicke und/oder die Metallkonzentration erhöht wird. In einer Ausführungsform sind die Anode und die Anzeigevorrichtung im Wesentlichen transparent. In einer anderen Ausführungsform reduziert eine Anzeigevorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung die Lichtreflektion um mindestens 30 Prozent, verglichen mit einer Anzeigevorrichtung ohne jegliche MOML. In einer anderen Ausführungsform reduziert eine Vorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung die Lichtreflektion um mindestens 50 Prozent, verglichen mit einer Anzeigevorrichtung ohne jegliche MOML. In anderen Ausführungsformen weist eine Anzeigevorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung eine Sun/Eye-gewichtete Integrierte Reflektivität (SEIR) von weniger als ungefähr 75% auf. In weiteren Ausführungsformen besitzt eine Anzeigevorrichtung eine SEIR von weniger als ungefähr 50%. In noch weiteren Ausführungsformen zeigt eine Anzeigevorrichtung eine SEIR von weniger als ungefähr 20%.
Ausführungsformen einer Anzeigevorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung umfassen die Verwendung einer oder mehrerer MOMLs in irgendeiner Art von OLEDs, einschließlich molekular (niedermolekular)-basierte OLEDs, Polymer-basierte OLEDs oder Hybrid-OLEDs, enthaltend sowohl molekulare als auch polymere Materialien im Lumineszenzbereich. MOMLs können auch auf Hybrid-OLEDs angewendet werden, die sowohl aus organischen als auch anorganischen Materialien in dem Lumineszenzbereich zusammengesetzt sind. Des weitern beinhalten innerhalb der vorliegenden Offenbarung enthaltene Arten von Anzeigevorrichtungen OLEDs, anorganische elektrolumineszente oder Phosphorvorrichtungen, Flüssigkristallanzeigen, Plasma-Anzeigen und dergleichen.
Es kann jedes geeignete Verfahren angewendet werden, um die Anode und/oder die MOMLs und die Pufferschicht auszubilden Zum Beispiel kann thermische Abscheidung aus der Dampfphase (d. h., physical vapor deposition – „PVD”), Spin-Coating, Sputtern, Elektronenstrahl, Elektronen-Lichtbogen, chemische Abscheidung aus der Dampfphase („CVD”) und dergleichen verwendet werden. Die ersten beiden Techniken, und insbesondere PVD, sind wohl die gewünschteren Ansätze. Im Falle von PVD kann die MOML mittels beispielsweise Co-Verdampfung der Komponenten der MOML und dem elektronenaufnehmenden Material ausgebildet werden, wobei die Abscheidungsrate jeder der Materialien unabhängig voneinander gesteuert wird, um das gewünschte Mischungsverhältnis zu erreichen. Bestimmte Bereiche des Mischungsverhältnisses der verschiedenen Komponenten sind bei der Herstellung der gewünschten Charakteristika der MOML wirksamer. Diese bevorzugten Mischungsverhältnisse können für bestimmte Materialkombinationen auf der Basis des Trial-and-Error-Verfahrens bestimmt werden. Allgemein ausgedrückt kann die Anode in Ausführungsformen, die eine Mischung aus einer MOML und einem elektronenaufnehmenden Material umfassen, die MOML in einer Menge von ungefähr 5 bis ungefähr 95 Volumenprozent umfassen, und das elektronenaufnehmende Material kann in einer Menge von ungefähr 95 bis ungefähr 5 Volumenprozent der Anode vorhanden sein. Bevorzugtere Bereiche werden von den speziell ausgewählten Materialien abhängen. Der Ausdruck „Verfahren des kontrollierten Mischungsverhältnisses” bezieht sich auf Spin Coating und Co-Abscheidung. Co-Abscheidung bezieht sich auf thermische Abscheidung (d. h., thermische Abscheidung aus der Dampfphase – „PVD”), Sputtern, Elektronenstrahl, Elektronen-Lichtbogen, chemische Abscheidung aus der Dampfphase („CVD”) und dergleichen.
Des weiteren sind diese Techniken einschließlich Papier-Abscheidung auch geeignet zur Ausbildung der Pufferschicht, umfassend ein elektronenaufnehmendes Material und optional ein Leerstellen-Transportmaterial in Ausführungsformen, in denen die MOML und das elektronenaufnehmende Material sich in separaten, benachbarten Schichten der Anode befinden (wie zum Beispiel in 2).
Die Kombination einer MOML und eines elektronenaufnehmenden Materials, ob in einer Mischung kombiniert oder in separaten, benachbarten Schichten, überwindet einige der Schwierigkeiten, die mit der Verwendung einer MOML als Anode einhergehen. Die Fähigkeit, eine MOML als Anode zu verwenden, erlaubt die Verwendung von Abscheidungstechniken, die bei herkömmlichen Anodenmaterialien, wie zum Beispiel ITO, nicht zur Verfügung stehen. Die Verwendung einer MOML in einer Anode erlaubt es ebenfalls, die Reflektion einer Anzeigevorrichtung zu verringern, und erlaubt die Herstellung einer schwarzen Anode als Rückelektrode.
Obwohl nicht in den Figuren gezeigt, ist klar, dass eine Anzeigevorrichtung, wie zum Beispiel die OLEDs der 1–2, ein einer der Elektroden benachbartes Substrat beinhalten kann, d. h., benachbart entweder der Anode oder der Kathode. Ein im Wesentlichen transparentes Substrat kann unterschiedliche geeignete Materialien umfassen, einschließlich zum Beispiel polymere Komponenten, Glas, Quartz und dergleichen. Geeignet polymere Materialien beinhalten, sind aber nicht beschränkt auf, Polyester wie zum Beispiel MYLAR^®, Polycarbonate, Polyacrylate, Polymethacrylate, Polysulfone und dergleichen. Andere Substratmaterialien können ebenfalls ausgewählt werden, vorausgesetzt, zum Beispiel, dass die Materialien die anderen Schichten wirksam unterstützen können und nicht mit der funktionellen Leistung der Vorrichtung interferieren.
Ein opakes Substrat kann unterschiedliche geeignete Materialien umfassen, einschließlich zum Beispiel polymere Komponenten wie zum Beispiel MYLAR^®, Polycarbonate, Polyacrylate, Polymethacrylate, Polysulfone und dergleichen, die Färbungsmittel oder Farbstoffe wie zum Beispiel Ruß enthalten. Das Substrat kann auch aus Silizium bestehen, wie zum Beispiel amorphes Silizium, polykristallines Silizium, Einkristallsilizium und dergleichen. Eine andere Klasse von Materialien, die in dem Substrat verwendet werden können, sind Keramiken wie zum Beispiel metallische Verbindungen wie Metalloxide, Metallhalogenide, Metallhydroxide, Metallsulfide und andere.
In einigen Ausführungsformen kann das Substrat eine Dicke aufweisen, die sich zum Beispiel im Bereich zwischen ungefähr 10 und ungefähr 5000 Mikrometer bewegt. In anderen Ausführungsformen kann das Substrat eine Dicke von ungefähr 25 bis ungefähr 1000 Mikrometer aufweisen.
Die Kathode kann geeignete Elektronen-Einspritzmaterialien, wie zum Beispiel Metalle, enthalten, einschließlich Komponenten mit hoher Austrittsarbeit, wie zum Beispiel Metalle mit, zum Beispiel, einer Austrittsarbeit von ungefähr 4 eV bis ungefähr 6 eV, oder Komponenten mit niedriger Austrittsarbeit, wie zum Beispiel Metalle mit, zum Beispiel, einer Austrittsarbeit von ungefähr 2 eV bis ungefähr 4 eV. Die Kathode kann eine Kombination eines Metalls mit niedriger Austrittsarbeit (weniger als ungefähr 4 eV) und mindestens einem weiteren Metall umfassen. Wirksame Verhältnisse des Metalls mit niedriger Austrittsarbeit zu dem zweiten oder anderen Metall liegen zwischen weniger als ungefähr 0,1 Gew.-% bis ungefähr 99,9 Gew.-%. Veranschaulichende Beispiele von Metallen mit niedriger Austrittsarbeit beinhalten, sind aber nicht beschränkt auf, Alkalimetalle wie zum Beispiel Lithium oder Natrium; Metalle der Gruppe 2A oder Erdalkalimetalle wie zum Beispiel Beryllium, Magnesium, Calcium oder Barium; und Metalle der Gruppe III einschließlich Seltenerdmetalle und die Metalle der Actinidengruppe wie zum Beispiel Scandium, Yttrium, Lanthan, Cer, Europium, Terbium oder Actinium. Lithium, Magnesium und Calcium sind bevorzugte Metalle mit niedriger Austrittsarbeit. Geeignete Materialien zur Ausbildung der Kathode beinhalten, sind aber nicht beschränkt auf, die Mg-Ag-Legierungs-Kathoden, die in den US-Patenten US 4 885 211 A , US 4 720 432 A und US 5 703 436 A beschrieben sind. Andere geeignete Kathoden umfassen eine metall-organische Mischschicht (MOML), wie sie im US-Patent US 6 841 932 B2 offenbart ist, und im US-Patent US 5 429 884 A . Die Kathoden können aus Lithiumlegierungen mit anderen Metallen mit niedriger Austrittsarbeit, wie zum Beispiel Aluminium oder Indium, hergestellt werden.
Eine im Wesentlichen transparente Kathode kann sehr dünne, im Wesentlichen transparente metallische Schichten umfassen, die ein Metall mit einer Austrittsarbeit umfassen, die sich im Bereich von ungefähr 2 eV bis ungefähr 4 eV bewegt, wie zum Beispiel Mg, Ag, Al, Ca, In, Li und ihre Legierungen wie zum Beispiel Mg:Ag-Legierungen, die zum Beispiel aus ungefähr 80 bis 95 Volumenprozent Mg und ungefähr 20 bis ungefähr 5 Volumenprozent Ag zusammengesetzt sind; und Li:Al-Legierungen, die zum Beispiel aus ungefähr 90 bis 99 Volumenprozent Al und ungefähr 10 bis ungefähr 1 Volumenprozent Li zusammengesetzt sind, und dergleichen, mit einer Dicke von ungefähr 1 nm bis ungefähr 20 nm und, in einigen Ausführungsformen, von ungefähr 3 nm bis ungefähr 10 nm. Natürlich kann auch eine Dicke außerhalb dieses Bereiches verwendet werden.
In einigen Ausführungsformen können die Kathoden eine oder mehrere zusätzliche Schichten umfassen. Die eine oder mehreren zusätzlichen Schicht(en) der Kathoden können mindestens ein Metall und/oder mindestens ein anorganisches Material umfassen. Geeignete beispielhafte Metalle, die in den zusätzlichen Schichten verwendet werden können, beinhalten, sind aber nicht beschränkt auf, Mg, Ag, Al, In, Ca, Sr, Au, Li, Cr und Mischungen davon. Geeignete beispielhafte anorganische Materialien, die in den zusätzlichen Schichten verwendet werden können, beinhalten, sind aber nicht beschränkt auf, SiO, SiO₂, LiF, MgF₂ und Mischungen davon.
Die eine oder mehreren zusätzlichen Schicht(en) können die gleichen oder voneinander unterschiedliche Funktionen aufweisen. Zum Beispiel können eine oder mehrere Schichten der Kathode ein Metall umfassen oder im Wesentlichen daraus bestehen, um eine leitfähige Schicht mit einem niedrigen Flächenwiderstand (z. B. < 10 Ω/square) auszubilden. Zusätzlich können eine oder mehrere zusätzliche Schichten der Kathode die metall-organische Mischschicht vor der Umgebung durch Ausbildung einer Passivierungsschicht (wie zum Beispiel einer Feuchtigkeitsbarriere) schützen, die das Eindringen von Umgebungsfeuchtigkeit in die MOML, den Lumineszenzbereich und die Anode verhindert oder zumindest reduziert. Ebenfalls können eine oder mehrere zusätzliche Schichten der Kathode als thermische Schutzschicht wirken, um einen Schutz vor Kurzschlüssen in der Vorrichtung bei erhöhten Temperaturen vorzusehen. Zum Beispiel kann ein solcher Schutz bei Temperaturen bereit gestellt werden, die sich im Bereich von ungefähr 60°C bis ungefähr 110°C bewegen, wie es detaillierter in dem US-Patent US 6 765 348 B2 beschrieben ist.
Die Dicke der Kathode kann sich im Bereich von, zum Beispiel, ungefähr 10 Nanometer bis ungefähr 1000 Nanometer bewegen. Dicken außerhalb dieses Bereiches können ebenfalls verwendet werden.
Die Kathode kann eine einzelne Schicht sein, oder sie kann zwei, drei oder mehr Schichten umfassen. Zum Beispiel kann die Elektrode zusammengesetzt sein aus einer Ladungsinjektionsschicht (d. h., eine Elektronen-Injektionsschicht oder eine Leerstellen-Injektionsschicht) und einer Deckschicht. In einigen Ausführungsformen kann die Ladungs-Injektionsschicht jedoch als von der Elektrode verschieden angesehen werden.
Der lumineszierende Bereich der vorliegenden Anzeigevorrichtungen umfasst in einigen Ausführungsformen mindestens ein elektrolumineszentes organisches Material. Das elektrolumineszente Material ist nicht entscheidend und kann jedes beliebige Material sein, das zur Verwendung als elektrolumineszentes Material in einer Anzeigevorrichtung verwendet werden kann. Geeignete elektrolumineszente Materialien beinhalten, sind aber nicht beschränkt auf, zum Beispiel Polyphenylenvinylene wie zum Beispiel Poly(p-phenylenvinylen) PPV, Poly(2-methoxy-5-(2-ethylhexyloxy)-1,4-phenylenvinylen) (MEHPPV) und Poly(2,5-dialkoxyphenylenvinylen) (PDMeOPV), und andere Materialien, die im US-Patent Nr. 5,247,190 offenbart sind, das hierin vollständig durch Bezugnahme aufgenommen wird; Polyphenylene, wie zum Beispiel Poly(p-phenylen) (PPP), Leiter-polypara-phenylen (LPPP), und Poly(tetrahydropyren) (PTHP); und Polyfluorene, wie zum Beispiel Poly(9,9-di-n-octylfluoren-2,7-diyl), Poly(2,8-6,7,12,12-tetraalkylindenfluoren) und Fluorene enthaltende Copolymere wie zum Beispiel Fluoren-Amin-Copolymere (siehe z. B., Bemius et al., „Developmental Progress of Electroluminescent Polymeric Materials and Devices”, Proceedings of SPIE Conference on Organic Light Emitting Materials and Devices III, Denver, Colo., Juli 1999, Band 3797, S. 129).
Eine andere Klasse von organischen elektrolumineszenten Materialien, die in den lumineszenten Bereichen verwendet werden können, beinhalten, sind aber nicht beschränkt auf, die Metalloxinoid-Verbindungen, wie sie in den US-Patenten US 4 539 507 A , US 5 151 629 A , US 5 150 006 A , US 5 141 671 A und US 5 846 666 A offenbart sind. Erläuternde Beispiele beinhalten Tris(8-hydroxychinolat)aluminium (AlQ3), und Bis(8-hydroxychinolat)-(4-phenylphenolato)aluminium (BAlq). Andere Beispiele dieser Klasse von Materialien beinhalten Tris(8-hydroxychinolat)gallium, Bis(8-hydroxychinolat)magnesium, Bis(8-hydroxychinolat)zink, Tris(5-methyl-8-hydroxychinolat)aluminium, Tris(7-propyl-8-chinolat)aluminium, Bis[benzo{f}-8-chinolat]zink, Bis(10-hydroxybenzo[h]chinolat)beryllium und dergleichen, und Metallthioxinoid-Verbindungen, die im US-Patent Nr. 5,846,666 offenbart sind (das hierin durch Bezugnahme vollständig aufgenommen wird), wie zum Beispiel Metallthioxinoid-Verbindungen von Bis(8-chinolinthiolat)zink, Bis(8-chinolinthiolat)cadmium, Tris(8-chinolinthiolat)gallium, Tris(8-chinolinthiolat)indium, Bis(5-methylchinolinthiolat)zink, Tris(5-methylchinolinthiolat)gallium, Tris(5-methylchinolinthiolat)indium, Bis(5-methylchinolinthiolat)cadmium, Bis(3-methylchinolinthiolat)cadmium, Bis(5-methylchinolinthiolat)zink, Bis[benzo{f}-8-chinolinthiolat]zink, Bis[3-methylbenzo{f}-8-chinolinthiolat]zink, Bis[3,7-dimethylbenzo{f}-8-chinolinthiolat]zink, Bis[3-methylthiobenzo{f}-8-chinolinthiolat)zink und dergleichen. Eine weitere Klasse von organischen lumineszierenden Materialien, die in dem Lumineszenzbereich verwendet werden können, umfasst Stilbenderivate, wie zum Beispiel solche, die im US-Patent US 5 516 577 A offenbart sind, was durch Bezugnahme hierin vollständig aufgenommen wird. Ein nicht beschränkendes Beispiel eines geeigneten Stilbenderivats ist 4,4'-Bis(2,2-diphenylvinyl)biphenyl. Eine andere Klasse von organischen lumineszierenden Materialien, die in dem Lumineszenzbereich verwendet werden können, umfasst Anthracene, wie zum Beispiel 2-t-Butyl-9,19-di-(2-naphthyl)anthracen, 9,10-Di-(2-naphthyl)anthracen, 9,10-Diphenylanthracen, 9,9-Bis[4-(9-anthryl)phenyl]fluorin, und 9,9-Bis[4-(10-phenyl-9-anthryl)phenyl]fluorin. Andere geeignete Anthracene sind im US-Patent US 6 465 115 B2 offenbart (entspricht EP 1009044 A2 ), sowie in den US-Patenten US 5 972 247 A , US 6 497 172 B2 , und US 5 935 721 A offenbart.
Eine andere Klasse geeigneter organischer elektrolumineszenter Materialien, die zur Verwendung in dem Lumineszenzbereich geeignet sind, sind die Oxadiazol-Metallchelate, die im US-Patent US 5 925 472 A offenbart sind.
Diese Materialien beinhalten Bis[2-(2-hydroxyphenyl)-5-phenyl-1,3,4-oxadiazolato]zink; Bis[2-(2-hydroxyphenyl)-5-phenyl-1,3,4-oxadiazolato]beryllium; Bis[2-(2-hydroxyphenyl)-5-(1-naphthyl)-1,3,4-oxadiazolato]zink; Bis[2-(2-hydroxyphenyl)-5-(1-naphthyl)-1,3,4-oxadiazolato]beryllium; Bis[5-biphenyl-2-(2-hydroxyphenyl)-1,3,4-oxadiazolatolzink; Bis[5-biphenyl-2-(2-hydroxyphenyl)-1,3,4oxadiazolato]beryllium; Bis(2-hydroxyphenyl)-5-phenyl-1,3,4-oxadiazolato]lithium; Bis[2-(2-hydroxyphenyl)-5-p-tolyl-1,3,4-oxadiazolato]zink; Bis[2-(2-hydroxyphenyl)-5-p-tolyl-1,3,4-oxadiazolato]beryllium; Bis[5-(p-tert-butylphenyl)-2-(2-hydroxyphenyl)1,3,4-oxadiazolato]zink; Bis[5-(p-tert-butylphenyl)-2-(2-hydroxyphenyl)-1,3,4-oxadiazolato]beryllium; Bis[2-(2-hydroxyphenyl)-5-(3-fluorophenyl)-1,3,4-oxadiazolato]zink; Bis[2-(2-hydroxyphenyl)-5-(4-fluorophenyl)-1,3,4-oxadiazolato]zink; Bis[2(2-hydroxyphenyl)-5-(4-fluorophenyl)-1,3,4-oxadiazolato]beryllium; Bis[5-(4-chlorophenyl)-2-(2-hydroxyphenyl)-1,3,4-oxadiazolato]zink; Bis[2-(2-hydroxyphenyl)-5-(4-methoxyphenyl)-1,3,4-oxadiazolato]zink; Bis[2-(2-hydroxy-4-methylphenyl)-5-phenyl-1,3,4-oxadiazolato]zink; Bis[2-u,-(2-hydroxynaphthyl)-5-phenyl-1,3,4-oxadiazolato]zink; Bis[2-(2-hydroxyphenyl)-5-p-pyridyl-1,3,4-oxadiazolato]zink; Bis[2-(2-hydroxyphenyl)-5-p-pyridyl-1,3,4-oxadiazolato]beryllium; Bis[2-(2-hydroxyphenyl)-5-(2-thiophenyl)-1,3,4-oxadiazolato]zink; Bis[2-(2-hydroxyphenyl)-5-phenyl-1,3,4-thiadiazolato]zink; Bis[2-(2-hydroxyphenyl)-5-phenyl-1,3,4-thiadiazolato]beryllium; Bis[2-(2-hydroxyphenyl)-5-(1-naphthyl)-1,3,4-thiadiazolato]zink; und Bis[2-(2-hydroxyphenyl)-5-(1-naphthyl)-1,3,4-thiadiazolato]beryllium, und dergleichen; und die Triazine einschließlich der in den US-Patenten US 6 057 048 A und US 6 821 643 B1 offenbarten.
Der lumineszierende Bereich kann weiterhin von ungefähr 0,01 Gewichtsprozent bis ungefähr 25 Gewichtsprozent eines lumineszierenden Materials als Dotierungsmittel beinhalten. Beispiele von Dotierungsmitteln, die in dem Lumineszenzbereich verwendet werden können, sind fluoreszierende Materialien, wie zum Beispiel Coumarin, Dicyanomethylenpyrane, Polymethin, Oxabenzanthran, Xanthen, Pyrylium, Carbostyl, Perylen, und dergleichen. Eine andere geeignete Klasse von fluoreszierenden Materialien sind Chinacridon-Farbstoffe. Erläuternde Beispiele von Chinacridon-Farbstoffen beinhalten Chinacridon, 2-Methylchinacridon, 2,9-Dimethylchinacridon, 2-Chlorchinacridon, 2-Fluorochinacridon, 1,2-Benzochinacridon, N,N'-Dimethylchinacridon, N,N'-Dimethyl-2-methylchinacridon, N,N'-Dimethyl-2,9-dimethylchinacridon, N,N'-Dimethyl-2-chlorchinacridon, N,N'-Ddimethyl-2-fluorchacridon, N,N'-Demeyl-1,2-benzochacridon, und dergleichen, wie in den US-Patenten US 5 227 252 A , US 5 276 381 A und US 5 593 788 A offenbart. Eine andere Klasse von fluoreszierenden Materialien, die verwendet werden können, sind fluoreszierende Farbstoffe mit kondensierten Ringen. Beispielhafte geeignete fluoreszierende Farbstoffe mit kondensierten Ringen beinhalten Perylen, Rubren, Anthracen, Coronen, Phenanthrecen, Pyren und dergleichen, wie im US-Patent US 3 172 862 A offenbart. Die fluoreszierenden Materialien beinhalten ebenfalls Butadiene, wie zum Beispiel 1,4-Diphenylbutadien und Tetraphenylbutadien, und Stilbene, und dergleichen, wie in den US-Patenten US 4 356 429 A und US 5 516 577 A offenbart. Andere Beispiele von fluoreszierenden Materialien, die verwendet werden können, sind die, die im US-Patent US 5 601 903 A offenbart sind, das hierin durch Bezugnahme vollständig aufgenommen wird.
Zusätzlich sind lumineszierende Dotierungsmittel, die in dem licht-Lumineszenzbereich verwendet werden können, die fluoreszierenden Farbstoffe, die im US-Patent Nr. US 5 935 720 A offenbart sind, wie zum Beispiel 4-(Dicyanomethylen)-2-2-propyl-6-(1,1,7,7-tetramethyljulolidyl-9-enyl)-4H-pyran (DCJTB); Die Lanthaniden-Metallchelat-Komplexe, wie zum Beispiel Tris(acetylacetonato)(phenanthrolin)terbium, Tris(acetylacetonato)(phenanthrolin)europium, und Tris(thenoyltrisfluoracetonato)(phenanthrolin)europium, und diejenigen, die in Kido et al., „White light emitting organic electroluminescent device using lanthanide complexes”, Jpn. J. Appl. Phys., Band 35, Seiten L395–L396 (1996) offenbart sind, was durch Bezugnahme hierin vollständig aufgenommen wird; und phosphoreszierende Materialien, wie zum Beispiel organometallische Verbindungen, die Schwermetallatome enthalten, die zu einer starken Spin-Bahn-Kopplung, wie zum Beispiel solche, die in Baldo et al., „Highly efficient organic phosphorescent emission from organic electroluminescent devices”, Letters to Nature, Band 395, Seiten 151–154 (1998) offenbart sind, was hierin durch Bezugnahme vollständig aufgenommen wird. Bevorzugte Beispiele beinhalten 2,3,7,8,12,13,17,18-Octaethyl-21H23H-porphin-platin(II) (PtOEP) und fac Tris(2-phenylpyridin)iridium (Ir(ppy)3).
Der lumineszierende Bereich kann auch ein oder mehrere Materialien mit Leerstellen-Transporteigenschaften enthalten. Beispiele von Leerstellen-Transportmaterialien, die in dem Lumineszenzbereich verwendet werden können, beinhalten Polypyrrole, Polyanilin, Poly(phenylenvinylen), Polythiophen, Polyarylamin, wie im US-Patent US 5 728 801 A offenbart, und ihre Derivate, und bekannte halbleitende organische Materialien; Porphyrinderivate wie zum Beispiel 1,10,15,20-tetraphenyl-21H,23H-porphyrin-Kupfer(II), offenbart im US-Patent US 4 356 429 A; Kupfer-Phthalocyanin; Kupfertetramethylphthalocyanin; Zink-Phthalocyanin; Titanoxid-Phthalocyanine; Magnesium-Phthalocyanine; und dergleichen.
Eine spezielle Klasse von Leerstellen-Transportmaterialien, die in dem Lumineszenzbereich verwendet werden können, sind die aromatischen tertiären Amine, wie zum Beispiel solche, die in dem US-Patent US 4 539 507 A offenbart sind. Geeignete beispielhafte aromatische tertiäre Amine beinhalte, sind aber nicht beschränkt auf, Bis(4dimethylamino-2-methylphenyl)phenylmethan; N,N,N-Tri(p-tolyl)amin; 1,1-bis(4-di-p-tolylaminophenyl)cyclohexan; 1,1-Bis(4-di-p-tolylaminophenyl)-4-phenylcyclohexan; N,N'-Diphenyl-N,N'-bis(3-methylphenyl)-1,1'-biphenyl-4,4'-diamin; N,N'-Diphenyl-N,N'-bis(3-methylphenyl)-1,1'-biphenyl-4,4'-diamin; N,N'-Diphenyl-N,N'-bis(4-methoxyphenyl)-1,1'-biphenyl-4,4'-diamin; N,N,N',N'-Tetra-p-tolyl-1,1'-biphenyl-4,4'-diamine; N,N'-Di-1-naphthyl-N,N'-diphenyl-1,1'-biphenyl-4,4'-diamin; N,N'-Di(naphthalen-1-y1)-N,N'-diphenyl-benzidin (”NPB”); Mischungen davon und dergleichen. Eine andere Klasse von aromatischen tertiären Aminen sind polynukleare aromatisch Amine. Beispiele dieser polynuklearen aromatischen Amine beinhalten, sind aber nicht beschränkt auf, N,N-Bis-[4'-(N-phenyl-N-m-tolylamino)-4-biphenylyl]anilin; N,N-Bis-[4'-(N-phenyl-N-m-tolylamino)-4-biphenylyl]-m-toluidin; N,N-Bis-[4'-(N-phenyl-N-m-tolylamino)-4-biphenylyl]-p-toluidin; N,N-Bis-[4'-(N-phenyl-N-p-tolylamino)-4-biphenylyl]anilin; N,N-Bis-[4'-(N-phenyl-N-p-tolylamino)-4-biphenylyl]-m-toluidin; N,N-Bis-[4'-(N-phenyl-N-p-tolylamino)-4-biphenylyl]-p-toluidin; N,N-Bis-[4'-(N-Phenyl-N-p-chlorphenylamino)-4-biphenylyl]-m-toluidin; N,N-Bis-[4'-(N-Phenyl-N-m-chlorphenylamino)-4-biphenylyl]-m-toluidin; N,N-Bis-[4'-(N-phenyl-N-m-chlorphenylamino)-4-biphenylyl]-p-toluidin; N,N-Bis-[4'-(N-phenyl-N-m-tolylamino)-4-biphenylyl]-p-chloranilin; N,N-Bis-[4'-(N-phenyl-N-p-tolylamino)-4-biphenylyl]-m-chloroanilin, N,N-Bis-[4'-(N-phenyl-N-m-tolylamino)-4-biphenylyl]-1-aminonaphthalen, Mischungen davon und dergleichen; 4,4'-Bis-(9-carbazolyl)-1,1'-biphenyl-Verbindungen, wie zum Beispiel 4,4'-Bis-(9-carbazolyl)-1,1'-biphenyl und 4,4'-Bis-(3-methyl-9-carbazoy)-1,1'-biphenyl, und dergleichen.
Eine spezielle Klasse von Leerstellen-Transportmaterialien, die in dem lumineszenten Bereich verwendet werden können, sind die Indol-Carbazole, wie solche, die in den US-Patenten Nr. 5,942,340 und 5,952,115 offenbart sind, jeweils hierin durch Bezugnahme vollständig aufgenommen, wie zum Beispiel 5,11-Di-naphthyl-5,11-dihydroindolo[3,2-b]carbazol, und 2,8-Dimethyl-5,11-di-naphthyl-5,11-dihydroindolo[3,2-b]carbazol; N,N,N'N'-Tetraarylbenzidine, worin Aryl ausgewählt sein kann aus Phenyl, m-Tolyl, p-Tolyl, m-Methoxyphenyl, p-Methoxyphenyl; 1-Naphthyl, 2-Naphthyl und dergleichen. Erläuternde Beispiele von N,N,N'N'-Tetraarylbenzidin sind N,N,-Di-1-naphthyl-N,N'-diphenyl-1,1'-biphenyl-4,4'-diamin; N,N'-Bis(3-methylphenyl)-N,N'-diphenyl-1,1'-biphenyl-4,4'diamin; N,N'-Bis(3-methoxyphenyl)-N,N'-diphenyl-1,1'-biphenyl-4,4'-diamin, und dergleichen. Geeignete Leerstellen-Transportmaterialien, die in dem Lumineszenzbereich verwendet werden können, sind die Naphtyl-substituierten Benzidinderivate.
Der lumineszierende Bereich kann auch ein oder mehrere Materialien mit Elektronen-Transporteigenschaften beinhalten. Ein Beispiel von Elektronen-Transportmaterialien, die in dem Lumineszenzbereich verwendet werden können, sind Polyfluorene, wie zum Beispiel Poly(9,9-di-noctylfluoren-2,7-diyl), Poly(2,8-(6,7,12,12-tetraalkylindenofluoren)) und Copolymere enthaltend Fluoren wie zum Beispiel Fluoren-Amin-Copolymere, wie in dem aufgenommenen Artikel Bemius et al., Proceedings of SPIE Conference an Organic Light Emitting Materials and Devices III, Denver, Colo., Juli 1999, Band 3797, S. 129.
Andere Beispiele von Elektronen-Transportmaterialien, die in dem Lumineszenzbereich verwendet werden können, können aus den Metalloxinoid-Verbindungen, den Oxadiazol-Metallchelat-Verbindungen, den Triazinverbindungen und den Stilbenverbindungen gewählt werden, von denen oben detaillierte Beispiele gegeben wurden.
In einigen Ausführungsformen, in denen der lumineszierende Bereich ein oder mehrere Leerstellen-Transportmaterialien und/oder ein oder mehrere Elektronen-Transportmaterialien zusätzlich zu dem/den organischen elektrolumineszierenden Material(ien) beinhaltet, kann das organische elektrolumineszierende Material, das/die Leerstellen-Transportmaterial(ien) und/oder das/die Elektronen-Transportmaterial(ien) in separaten Schichten ausgebildet sein, wie zum Beispiel die in den US-Patenten US 4 539 507 A , US 4 720 432 A und US 4 769 292 A offenbarten OLEDs; oder in derselben Schicht, wo sie auf diese Weise gemischte Zonen von zwei oder mehr materialien ausbilden, wie zum Beispiel die in dem US-Patenten US 6 131 001 A , US 6 392 339 B1 , US 6 392 250 B1 und US 6 614 175 B2 offenbarten OLEDs.
Zudem kann der lumineszierende Bereich eine MOML beinhalten, wie im US-Patent US 6 841 932 B2 und der Anmeldung US 2003/0234609 A1 beschrieben.
Die Dicke des Lumineszenzbereichs kann variieren von, zum Beispiel, ungefähr 1 nm bis ungefähr 1000 nm. In einigen Ausführungsformen liegt die Dicke des Lumineszenzbereichs zwischen ungefähr 20 nm und ungefähr 200 nm, in anderen Ausführungsformen zwischen ungefähr 50 nm und ungefähr 150 nm.
Eine Anzeigevorrichtung umfassend eine Anode gemäß der vorliegenden Offenbarung wird weiter beschrieben mit Bezug auf die folgenden Beispiele. Die Beispiele dienen lediglich dem Zweck der Veranschaulichung einer Anodenanordnung gemäß der vorliegenden Offenbarung und sind nicht als beschränkende Ausführungsformen davon gedacht.
BEISPIELE
Beispiele 1–16
Die Beispiele 1–16 in Tabelle 1 fassen OLED-Vorrichtungen zusammen, die in die Praxis umgesetzt wurden. Alle Vorrichtungen wurden hergestellt unter Verwendung von thermischer Abscheidung aus der Dampfphase im Vakuum (5 × 10⁶ Torr). Tabelle 1 zeigt den in den entsprechenden OLED-Vorrichtungen verwendeten Anodenaufbau. Der lumineszierende Bereich der Vorrichtungen war aus zwei Schichten zusammengesetzt; (i) eine NPB-Schicht von 60 nm, die als Leerstellen-Transportzone fungierte, und (ii) eine AlQ3-Schicht von 75 nm, die der Doppelfunktionen der Lichtemission und des Elektronentransports diente. Die Kathode wurde aus Mg:Ag gebildet. Die NPB-, AlQ3- und Kathodenschichten wurden, der Abscheidung der Anodenschicht folgend, aufeinanderfolgend abgeschieden. In den Proben 1–5 hatte die Anode eine Anordnung umfassend eine MOML und eine Pufferschicht, die über der MOML abgeschieden war, worin die Pufferschicht eine aus einem elektronenaufnehmenden Material zusammengesetzte Einzelschicht darstellte. In den Beispielen 6–8 umfasst die Anode eine MOML und eine über der MOML angeordnete Einzelschicht-Pufferschicht, wobei die Pufferschichtanordnung ein elektronenaufnehmendes Material und eine Leerstellen-Transportmaterial umfasste. In den Beispielen 9–11 umfasst die Anode eine MOML und eine über der MOML angeordnete Mehrschicht-Pufferanordnung. Das elektronenaufnehmende Material kann in einer oder beiden Schichten der Mehrschicht-Pufferanordnung vorhanden sein. In Beispiel 12 umfasst die Anode eine Einzelschicht, umfassend eine Mischung aus einer MOML und einem elektronenaufnehmenden Material, d. h., ohne irgendeine zusätzliche Pufferschicht. Die Beispiele 13–16 sind Vergleichsbeispiele, die entweder ein herkömmliches Anodenmaterial (d. h., ITO) verwenden, oder eine MOML- oder MOML/Puffer-Anordnung ohne irgendein elektronenaufnehmendes Material umfassen.

Tabelle 1 zeigt die OLED-Treiberspannung bei 5 mA/m² und beweist, dass Anoden gemäß der vorliegenden Offenbarung geeignete Leerstellen-Injektionseigenschaften bereitstellen kann, die mit herkömmlichen Anoden vergleichbar sind. Tabelle 1

Beispiel Nr.	Anodenanordnung	V @ 25 mA/m²
1	AlQ3(90%) + Ag(10%)(150 Ǻ)/F4-TCNQ(50 Ǻ)	7
2	AlQ3(90%) + Ag(10%)(500 Ǻ)/F4-TCNQ(50 Ǻ)	7
3	AlQ3(80%) + Ag(20%)(1000 Ǻ)/F4-TCNQ(50 Ǻ)	7
4	AlQ3(80%) + Ag(20%)(2000 Ǻ)/F4-TCNQ(50 Ǻ)	7
5	AlQ3(80%) + Ag(20%)(500 Ǻ)/F4-TCNQ(50 Ǻ)	7,4
6	AlQ3(80%) + Ag(20%)(500 Ǻ)/NPB + 2%F4-TCNQ(200 Ǻ)	10,4
7	AlQ3(80%) + Ag(20%)(500 Ǻ)/NPB + 10%F4-TCNQ(200 Ǻ)	7,2
8	AlQ3(80%) + Ag(20%)(500 Ǻ)/CuPc + 2%F4-TCNQ(150 Ǻ)	9,12
9	AlQ3(80%) + Ag(20%)(500 Ǻ)/F4-TCNQ(50 Ǻ)/CuPc(150°)	7,7
10	AlQ3(80%) + Ag(20%)(500 Ǻ)/F4-TCNQ(50 Ǻ)/NPB + 2% F4-TCNQ(150 Ǻ)	7,4
11	AlQ3(80%) + Ag(20%)(500 Ǻ)/CuPc + 2%F4-TCNQ(150 Ǻ)/NPB + 2% F4-TCNQ(200 Ǻ)	8,6
12	AlQ3(70%) + Ag(10%) + F4-TCNQ(20%)(300 Ǻ)	18
13	ITO (1000 Ǻ)	6,9
14	AlQ3(80%) + Ag(20%)(500 Ǻ)/CuPc(150 Ǻ)	18,3
15	AlQ3(80%) + Ag(20%)(500°)/mTDATA (150 Ǻ)	22
16	AlQ3(80%) + Ag(20%)(500 Ǻ)	17

Beispiele 17–21

Die Beispiele 17–21 wurden in der gleichen Weise wie in bezug auf die Beispiele 1–16 beschrieben, hergestellt und beinhalten die in Tabelle 2 dargelegte Anodenanordnung. Die Beispiele 18–21 umfassen Anodenanordnungen gemäß der vorliegenden Offenbarung und Beispiel 17 ist ein Vergleichsbeispiel umfassend eine herkömmliche ITO-Anode. Die Konzentration der Komponenten der MOML sind neben den entsprechenden Komponenten in Klammern angegeben, und die Zahl in Klammern bezieht sich auf die Schichtdicke in Ǻngström. Wie in Tabelle 2 gezeigt können durch einfaches Variieren der Dicke oder Zusammensetzung der MOML unterschiedliche optische Eigenschaften erzielt werden, die im Bereich von im Wesentlichen transparent (wie durch große SEIR-Werte angegeben) bis zu lichtabsorbierend oder schwarz (wie durch kleine SEIR-Werte angegeben) reichen. Tabelle 2

Beispiel	Anodenanordnung	SEIR
Nr.
17	ITO	79,60%
18	AlQ3(90%) + Ag(10%)(150 Ǻ)/F4-TCNQ(50 Ǻ)	72,50%
19	AlQ3(90%) + Ag(10%)(500 Ǻ)/F4-TCNQ(50 Ǻ)	58,40%
20	AlQ3(80%) + Ag(20%)(1000 Ǻ)/F4-TCNQ(50 Ǻ)	15,80%
21	AlQ3(80%) + Ag(20%)(2000 Ǻ)/F4-TCNQ(50 Ǻ)	17,80%

Obwohl spezielle Ausführungsformen beschrieben wurden, können sich für Anmelder oder andere Fachleuten Alternativen, Modifikationen, Variationen, Verbesserungen und wesentliche Äquivalente ergeben, die derzeit unvorhergesehen sind oder sein können.

Claims

Organische lichtemittierende Vorrichtung, umfassend eine Anode; eine Kathode; und einen zwischen der Anode und der Kathode angeordneten Lumineszenzbereich, der ein organisches Elektrolumineszenzmaterial umfasst; wobei die Anode eine metall-organische Mischschicht, umfassend i) ein Metallmaterial und ii) ein organisches Material, umfasst, und wobei die metall-organische Mischschicht operativ mit einem elektronenaufnehmenden Material kombiniert ist, und wobei die Anode eine Mischung aus der metall-organischen Mischschicht und dem elektronenaufnehmenden Material umfasst, und wobei das elektronenaufnehmende Material aus der Gruppe gewählt ist, bestehend aus AlCl₃, InCl₃, GaCl₃, SbCl₅, Trinitrofluorenon, 2,3,5,6-Tetrafluor-7,7,8,8-tetracyanochinodimethan, und Kombinationen davon.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Metallmaterial ein Metall umfasst, gewählt aus der Gruppe, bestehend aus Li, Na, K, Rb, Cs, Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Sc, Y, La, Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Mn, Tc, Fe, Ru, Os, Co, Rh, Ir, Ni, Pd, Pt, Cu, Ag, Au, Zn, Cd, B, Al, Ga, In, Sn, Pb, Sb, Bi, Se, Te, Ce, Nd, Sm, Eu, und Kombinationen davon.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die metall-organische Mischschicht in einer Menge von etwa 5 bis etwa 95 Vol.-%, bezogen auf das Volumen der Anode, vorliegt, und das elektronenaufnehmende Material in einer Menge von etwa 95 bis etwa 5 Vol.-% der Anode vorliegt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Anode eine Dicke im Bereich von etwa 10 bis etwa 500 nm besitzt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Anode lichtabsorbierend ist, und die metall-organische Mischschicht so gewählt ist, dass die Vorrichtung Lichtreflektion um mindestens etwa 30% reduziert.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Anode im wesentlichen transparent ist und die metall-organische Mischschicht so gewählt ist, dass die Anoden-Lichtdurchlässigkeit im sichtbaren Bereich mindestens 50% beträgt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Anode im wesentlichen reflektiv ist und die metall-organische Mischschicht so gewählt ist, dass die Anodenreflektanz im sichtbaren Bereich mindestens 50% beträgt.
Organische lichtemittierende Vorrichtung, umfassend: eine Anode; eine Kathode; und einen zwischen der Anode und der Kathode angeordneten Lumineszenzbereich, der ein organisches Elektrolumineszenzmaterial umfasst; wobei die Anode eine metall-organische Mischschicht und eine Pufferschicht umfasst, wobei die metall-organische Mischschicht i) ein Metallmaterial und ii) ein organisches Material umfasst, und die Pufferschicht ein elektronenaufnehmendes Material umfasst, und wobei die Anode eine Mischung aus der metall-organischen Mischschicht und dem elektronenaufnehmenden Material umfasst, und wobei das elektronenaufnehmende Material aus der Gruppe gewählt ist, bestehend aus AlCl₃, InCl₃, GaCl₃, SbCl₅, Trinitrofluorenon, 2,3,5,6-Tetrafluor-7,7,8,8-tetracyanochinodimethan, und Kombinationen davon.
Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei die Pufferschicht eine Dicke von etwa 1 bis etwa 50 nm besitzt.
Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei die Pufferschicht weiterhin ein Leerstellen- bzw. Defektelektronen-Transportmaterial umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei die Pufferschicht ein Leerstellen- bzw. Defektelektronen-Transportmaterial umfasst, gewählt aus der Gruppe, bestehend aus N,N'-Di(naphthalin-1-yl)-N,N'-diphenyl-benzidin (NPB), 4,4',4''-Tris(N,N-diphenylamino)triphenylamin (mTDATA), 2,5-Di-tert-butylphenyl-N,N'-diphenyl-N,N'-bis(3-methylphenyl-(1,1'-biphenyl)-4,4'-diamin (BP-TPD), N,N'-Diphenyl-N,N'-bis(3)methylphenyl-(1,1'-biphenyl)-4,4'-diamin (TPD), Kupferphthalocyanin (CuPc), Vanadylphthalocyanin (VOPc), Poly(3,4-ethylendioxythiophen (PEDOT), Polyanilin (PAni), und Kombinationen hiervon.
Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei das elektronenaufnehmende Material in einer Menge von etwa 1 bis etwa 99 Vol.-% der Pufferschicht vorliegt, und das Leerstellen- bzw. Defektelektronen-Transportmaterial in einer Menge von etwa 99 bis etwa 1 Vol.-% der Pufferschicht vorliegt.
Vorrichtung nach Anspruch 12, wobei das elektronenaufnehmende Material in einer Menge von etwa 5 bis etwa 50 Vol.-% der Pufferschicht vorliegt, und das Leerstellen- bzw. Defektelektronen-Transportmaterial in einer Menge von etwa 95 bis etwa 50 Vol.-% der Pufferschicht vorliegt.
Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei die Pufferschicht aus einem elektronenaufnehmenden Material besteht.
Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei die Pufferschicht eine Vielzahl von Pufferschichten umfasst, wobei jede Pufferschicht unabhängig voneinander ein elektronenaufnehmendes Material und wahlweise ein Leerstellen- bzw. Defektelektronen-Transportmaterial umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 15, wobei jede der Vielzahl der Pufferschichten unabhängig voneinander eine Dicke im Bereich von etwa 0,1 bis etwa 49,9 nm besitzt.
Vorrichtung nach Anspruch 15, wobei mindestens eine der Vielzahl der Pufferschichten aus einem elektronenaufnehmenden Material besteht.
Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei die metall-organische Mischschicht so gewählt ist, dass die Vorrichtung Lichtreflektion um mindestens etwa 30% reduziert.
Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei die Anode im wesentlichen transparent ist und die metall-organische Mischschicht so gewählt ist, dass die Anoden-Lichtdurchlässigkeit im sichtbaren Bereich mindestens 50% beträgt.
Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei die Anode im wesentlichen reflektiv ist und die metall-organische Mischschicht so gewählt ist, dass die Anodenreflektanz im sichtbaren Bereich mindestens 50% beträgt.
Vorrichtung nach Anspruch 15, wobei jede Pufferschicht unabhängig voneinander ein Elektronentransportmaterial in einer Menge von etwa 1 bis etwa 100 Vol.-% und ein Leerstellen- bzw. Defektelektronen-Transportmaterial in einer Menge von etwa 0 bis etwa 99 Vol.-% umfasst.
Anzeigevorrichtung, umfassend die Vorrichtung nach Anspruch 1.
Anzeigevorrichtung, umfassend die Vorrichtung nach Anspruch 8.
Anzeigevorrichtung, umfassend: eine Anode; eine Kathode; und einen zwischen der Anode und der Kathode angeordneten Lumineszenzbereich, wobei die Anode eine metall-organische Mischschicht umfasst, welche operativ mit einem elektronenaufnehmenden Material kombiniert ist, und wobei die Anode eine Mischung aus der metall-organischen Mischschicht und dem elektronenaufnehmenden Material umfasst, und wobei das elektronenaufnehmende Material aus der Gruppe gewählt ist, bestehend aus AlCl₃, InCl₃, GaCl₃, SbCl₅, Trinitrofluorenon, 2,3,5,6-Tetrafluor-7,7,8,8-tetracyanochinodimethan, und Kombinationen davon.