DE102007020644A1 - Organic light emitting diode comprises electrode, counter electrode and light emitting organic area, which is arranged between the electrode and the counter electrode and has emission layer having a massive layer of fluorescent emitter - Google Patents
Organic light emitting diode comprises electrode, counter electrode and light emitting organic area, which is arranged between the electrode and the counter electrode and has emission layer having a massive layer of fluorescent emitter Download PDFInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Licht emittierendes Bauelement, insbesondere eine organische Leuchtdiode (OLED), mit einer Elektrode und einer Gegenelektrode und einem zwischen der Elektrode und der Gegenelektrode angeordneten, organischen Bereich mit einem Licht emittierenden organischen Bereich, welcher eine Emissionsschicht enthält und welcher, beim Anlegen einer elektrischen Spannung an die Elektrode und die Gegenelektrode, Licht in mehreren Farbbereichen im sichtbaren Spektralbereich emittiert, wahlweise bis hin zu Weißlicht.The The invention relates to a light-emitting component, in particular an organic light emitting diode (OLED), with an electrode and a Counter electrode and one between the electrode and the counter electrode arranged, organic region with a light-emitting organic region containing an emission layer and which, when applying an electrical voltage to the electrode and the counter electrode, light in several color areas in the visible Spectral range emitted, optionally up to white light.
Organischen
Leuchtdioden (OLED) wird mittlerweile allgemein das Potential zuerkannt,
im Bereich der Beleuchtungstechnik eine Alternative zu herkömmlichen
Leuchtmitteln wie Glühlampen oder Leuchtstoffröhren
zu bieten. Inzwischen liegen die erreichten Leistungseffizienzen
(siehe
Ein
weiteres wichtiges Kriterium neben der Leistungseffizienz für
die alltägliche Anwendbarkeit als Leuchtmittel ist die
Betriebslebensdauer. In
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Licht emittierendes Bauelement der eingangs erwähnten Art zu schaffen, welches eine hohe Effizienz auch bei hohen Leuchtdichten beibehält.Of the Invention is based on the object, an improved light-emitting To create a device of the type mentioned, which maintains high efficiency even at high luminance.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Licht emittierendes Bauelement nach dem unabhängigen Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von abhängigen Unteransprüchen.These The object is achieved by a light-emitting Component solved according to independent claim 1. Advantageous embodiments of the invention are the subject of dependent Dependent claims.
Erfindungsgemäß ist
ein Licht emittierendes Bauelement, insbesondere organische Leuchtdiode, mit
einer Elektrode und einer Gegenelektrode und einem zwischen der
Elektrode und der Gegenelektrode angeordneten, organischen Bereich
mit einem Licht emittierenden organischen Bereich geschaffen, welcher
eine Emissionsschicht enthält und welcher, beim Anlegen
einer elektrischen Spannung an die Elektrode und die Gegenelektrode,
Licht in mehreren Farbbereichen im sichtbaren Spektralbereich emittiert,
wahlweise bis hin zu Weißlicht, wobei:
die Emissionsschicht
von einem Gemisch aus einem überwiegend im blauen oder
blaugrünen Spektralbereich Licht emittierenden, fluoreszierenden
Emitter und einem phosphoreszierenden Emitter gebildet wird; die
Triplettenergie für ein Energieniveau eines Triplettzustandes
des fluoreszierenden Emitters größer als eine
Triplettenergie für ein Energieniveau eines Triplettzustandes
des beigemischten phosphoreszierenden Emitters ist; und ein mindestens 5%-iger
Anteil von dem im Licht emittierenden organischen Bereich erzeugten
Licht im sichtbaren Spektralbereich als Fluoreszenzlicht von Singulettzuständen
des fluoreszierenden Emitters in der Emissionsschicht gebildet wird.According to the invention, a light-emitting component, in particular an organic light-emitting diode, is provided with an electrode and a counter electrode and an organic region arranged between the electrode and the counter electrode with a light-emitting organic region which contains an emission layer and which, upon application of an electrical voltage the electrode and the counterelectrode, light emitted in several color ranges in the visible spectral range, optionally up to white light, wherein:
the emission layer is formed by a mixture of a fluorescent emitter emitting predominantly in the blue or blue-green spectral range, and a phosphorescent emitter; the triplet energy for an energy level of a triplet state of the fluorescent emitter is greater than a triplet energy for an energy level of a triplet state of the admixed phosphorescent emitter; and at least 5% of the light generated in the organic light-emitting region is formed in the visible spectral region as fluorescent light of singlet states of the fluorescent emitter in the emission layer.
Überraschend
zeigt sich, dass eine organische Leuchtdiode nach dieser Anordnung
einen sehr geringen Abfall der Quanteneffizienz mit zunehmendem
Strom hat. Die Erfindung hat damit gegenüber dem Stand
der Technik, insbesondere gegenüber
Allerdings
zeigt es sich, dass hierbei eine sorgfältige Auslegung
des Bauelements notwendig ist: eine zu hohe Konzentration des phosphoreszierenden
Emitters in der Emissionsschicht begünstigt auch den Übertrag
der Singulettexzitonen vom fluoreszierenden Emitter. Dies ist ab
einem gewissen Grad ein unerwünschter Effekt, da dadurch
kein Fluoreszenzlicht mehr aus den Singulettexzitonen entstehen
kann. Unsere Experimente haben ergeben, dass eine Konzentration
des phosphoreszierenden Emitters von 0,25 Gewichtsprozent im fluoreszierenden
Emitter in der Emissionsschicht einer OLED zu einer ausgeglichenen
Emission von Fluoreszenz- und Phosphoreszenzlicht führt.
Dies ist eine technisch noch gut beherrschbare Konzentration (
Die
Lösung des Problems durch direktes Beimischen des phosphoreszierenden
Emitters lag insofern nicht nahe, da in
Auch
hebt sich die Erfindung ab vom Stand der Technik in mehrfarbig emittierenden
Polymer-OLEDs, wo die Emissionsschicht im allgemeinen aus einem
Polymer mit guten Ladungsträgerleiteigenschaften besteht,
welchem mehrere Emittermolekülsorten beigemischt werden
(
Ein weiterer wichtiger Vorteil der Erfindung besteht in der einfacheren Herstellung des Bauelementes, da durch das Mischen der Emitter weniger Schichten aufzubringen sind.One Another important advantage of the invention is the simpler Production of the component, since by mixing the emitter fewer layers are to raise.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf Figuren der Zeichnung näher erläutert. Hierbei zeigen:The Invention will be described below with reference to exemplary embodiments explained in more detail with reference to figures of the drawing. Hereby show:
Die
OLED arbeitet folgendermaßen: Löcher werden durch
die Anode
Im folgenden werden zur weiteren Erläuterung der Erfindung Ausführungsbeispiele für OLEDs beschrieben.in the The following will be used to further explain the invention Embodiments for OLEDs described.
Zunächst wurde eine Referenz-OLED nach Stand der Technik mit folgender Schichtanordnung hergestellt:
- 1) Anode: Indium-Zinn-Oxid (ITO)
- 2) P-dotierte Löcher-Transportschicht: 60 nm N,N,N',N'-Tetrakis(4-methoxyphenyl)-benzidine (MeO-TPD) dotiert mit Tetrafluoro-Tetracyano-Quinodimethane (F4-TCNQ)
- 3) Löcherseitige Zwischenschicht: 10 nm 2,2',7,7'-Tetrakis(N,N-diphenylamino)-9,9'-spirobifluoren (Spiro-TAD)
- 4) Rote Emissionsschicht: 20 nm N,N'-Di(naphthalen-1-yl)-N,N'-diphenyl-benzidine (α-NPD) dotiert mit Iridium (III) bis (2-methyldibenzo[f,h]quinoxaline) (acetylacetonate) (ADS_076RE) (5 Gewichtsprozent)
- 5) Blaue Emissionsschicht: 20 nm N,N'-di-1-naphthalenyl-N,N'-diphenyl-[1,1':4',1'':4'',1'''-Quaterphenyl]-4,4'''-diamine (4P-NPD)
- 6) Grüne Emissionsschicht: 10 nm 1,3,5-Tris(N-phenylbenzimidazol-2-yl)benzene (TPBi) dotiert mit fac Tris (2-phenylpyridine) iridium (Ir(ppy)3) (4 Gewichtsprozent)
- 7) Elektronenseitige Zwischenschicht: 10 nm Bathophenanthrolin (BPhen)
- 8) N-dotierte Elektronen-Transportschicht: 30 nm BPhen dotiert mit Cs
- 9) Kathode: 100 nm Aluminium
- 1) anode: indium tin oxide (ITO)
- 2) P-doped hole transport layer: 60 nm N, N, N ', N'-tetrakis (4-methoxyphenyl) benzidines (MeO-TPD) doped with tetrafluoro-tetracyano-quinodimethanes (F4-TCNQ)
- 3) Hole-side intermediate layer: 10 nm 2,2 ', 7,7'-tetrakis (N, N-diphenylamino) -9,9'-spirobifluorene (spiro-TAD)
- 4) Red emission layer: 20 nm N, N'-di (naphthalen-1-yl) -N, N'-diphenylbenzidine (α-NPD) doped with iridium (III) bis (2-methyldibenzo [f, h] quinoxaline) (acetylacetonate) (ADS_076RE) (5% by weight)
- 5) Blue emission layer: 20 nm N, N'-di-1-naphthalenyl-N, N'-diphenyl- [1,1 ': 4', 1 '': 4 '', 1 '''- quaterphenyl] - 4,4 '''- diamine (4P-NPD)
- 6) Green emission layer: 10 nm 1,3,5-tris (N-phenylbenzimidazol-2-yl) benzene (TPBi) doped with fac tris (2-phenylpyridine) iridium (Ir (ppy) 3) (4% by weight)
- 7) Electron-side intermediate layer: 10 nm bathophenanthroline (BPhen)
- 8) N-doped electron transport layer: 30 nm BPhen doped with Cs
- 9) Cathode: 100 nm aluminum
Diese
pin-OLED zeigt gemäß
- 1) Anode: Indium-Zinn-Oxid (ITO)
- 2) P-dotierte Löcher-Transportschicht: 60 nm N,N,N',N'-Tetrakis(4-methoxyphenyl)-benzidine (MeO-TPD) dotiert mit Tetrafluoro-Tetracyano-Quinodimethane (F4-TCNQ)
- 3) Löcherseitige Zwischenschicht: 10 nm N,N'-Di(naphthalen-1-yl)-N,N'-diphenyl-benzidine (α-NPD)
- 4) Blau und rot emittierende Schicht: N,N'-di-1-naphthalenyl-N,N'-diphenyl-[1,1':4',1'':4'',1'''-Quaterphenyl]-4,4''-diamine (4P-NPD) dotiert mit Iridium(III) bis (2-methyldibenzo[f,h]quinoxaline) (acetylacetonate) (ADS_076RE) (0,15 Gewichtsprozent)
- 5) Grüne Emissionsschicht: 10 nm 1,3,5-Tris(N-phenylbenzimidazol-2-yl)benzene (TPBi) dotiert mit fac Tris (2-phenylpyridine) iridium (Ir(ppy)3) (1 Gewichtsprozent)
- 6) Elektronenseitige Zwischenschicht: 10 nm Bathophenanthrolin (BPhen)
- 7) N-dotierte Elektronen-Transportschicht: 30 nm BPhen dotiert mit Cs
- 8) Kathode: 100 nm Aluminium
- 1) anode: indium tin oxide (ITO)
- 2) P-doped hole transport layer: 60 nm N, N, N ', N'-tetrakis (4-methoxyphenyl) benzidines (MeO-TPD) doped with tetrafluoro-tetracyano-quinodimethanes (F4-TCNQ)
- 3) Hole-side intermediate layer: 10 nm N, N'-di (naphthalen-1-yl) -N, N'-diphenyl-benzidine (α-NPD)
- 4) Blue and red emitting layer: N, N'-di-1-naphthalenyl-N, N'-diphenyl- [1,1 ': 4', 1 '': 4 '', 1 '''- quaterphenyl] -4,4 "-diamine (4P-NPD) doped with iridium (III) bis (2-methyldibenzo [f, h] quinoxaline) (acetylacetonate) (ADS_076RE) (0.15% by weight)
- 5) Green emission layer: 10 nm of 1,3,5-tris (N-phenylbenzimidazol-2-yl) benzene (TPBi) doped with fac tris (2-phenylpyridine) iridi um (Ir (ppy) 3) (1% by weight)
- 6) Electron-side intermediate layer: 10 nm bathophenanthroline (BPhen)
- 7) N-doped electron transport layer: 30 nm BPhen doped with Cs
- 8) Cathode: 100 nm aluminum
Diese
OLED ist eine weiße pin-OLED, welche bei einer Spannung
von 4,2 V eine Helligkeit von über 1000 cd/m2 zeigt.
Das Elektroluminszenzspektrum hat gemäß
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- - EP 1705727 A1 [0003, 0003, 0007, 0009] - EP 1705727 A1 [0003, 0003, 0007, 0009]
Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature
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- - siehe beispielsweise Shao et al., Appl. Phys. Lett. 86, 073510 (2005) [0008] see, for example, Shao et al., Appl. Phys. Lett. 86, 073510 (2005) [0008]
- - siehe beispielsweise Shih et al., Appl. Phys. Lett. 88, 251110 (2006) [0010] see, for example, Shih et al., Appl. Phys. Lett. 88, 251110 (2006) [0010]
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