DE102020127362A1 - Organische elektrolumineszenzvorrichtung - Google Patents

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Abstract

Es wird eine organische Elektrolumineszenzvorrichtung bereitgestellt. Die organische Elektrolumineszenzvorrichtung umfasst eine erste Elektrode, eine zweite Elektrode und mindestens zwei lichtemittierende Einheiten, die zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode angeordnet sind, wobei die lichtemittierenden Einheiten jeweils mindestens eine lichtemittierende Schicht umfassen und eine Verbindungsschicht mit einer spezifischen Struktur ferner zwischen zwei benachbarten lichtemittierenden Einheiten angeordnet ist. Durch die Verwendung einer Verbindungsschicht mit einer spezifischen Struktur reduziert die organische lichtemittierende Vorrichtung die Vorrichtungsspannung, verlängert die Lebensdauer der Vorrichtung und verbessert die Leistung der Vorrichtung.

Description

  • QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNG(EN)
  • Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der Chinesischen Patentanmeldung Nr. CN 201910987157.0 , eingereicht am 17. Oktober 2019, deren Offenbarung hiermit durch Verweis in ihrer Gesamtheit hierin aufgenommen ist.
  • TECHNIISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine organische Elektrolumineszenzvorrichtung. Genauer bezieht sich die vorliegende Offenbarung auf eine organische Elektrolumineszenzvorrichtung, die mehrere lichtemittierende Einheiten und eine spezifische Verbindungsschicht enthält.
  • HINTERGRUND
  • Die organische lichtemittierende Vorrichtung (OLED) besteht aus einer Kathode, einer Anode und organischen lichtemittierenden Materialien, die zwischen der Kathode und der Anode gestapelt sind., die, durch das Anlegen von Spannungen sowohl an der Kathode als auch an der Anode der OLED, elektrische Energie in Licht umwandelt und die Vorteile eines weiten Winkels, eines hohen Kontrasts und einer schnellen Reaktionszeit hat. Im Jahr 1987 berichteten Tang und Van Slyke von der Eastman Kodak Company über eine organische lichtemittierende Vorrichtung, die eine Arylamin-Lochtransportschicht und eine Tris-8-Hydroxychinolin-Aluminium-Schicht als Elektronentransportschicht und lichtemittierende Schicht enthält (Applied Physics Letters, 1987, 51 (12): 913-915). Sobald eine Vorspannung an die Vorrichtung angelegt wird, wurde grünes Licht aus der Vorrichtung emittiert. Diese Erfindung hat den Grundstein für die Entwicklung moderner organischer lichtemittierender Dioden (OLEDs) gelegt. Da die OLED eine selbstleuchtende Festkörper-Dünnschichtvorrichtung ist, bietet sie großes Potenzial für Display- und Beleuchtungsanwendungen.
  • In Bezug auf die Struktur der Vorrichtung können OLEDs in konventionelle OLEDs mit einer Einzelschicht-Struktur und OLEDs mit einer Tandem-Struktur (auch als Stapel-Struktur bezeichnet) unterteilt werden. Die konventionelle OLED enthält nur eine lichtemittierende Einheit zwischen der Kathode und der Anode, während die Tandem-OLED mehrere lichtemittierende Einheiten gestapelt hat. Eine lichtemittierende Einheit umfasst in der Regel mindestens eine lichtemittierende Schicht, eine Lochtransportschicht und eine Elektronentransportschicht. Neben den oben erwähnten Schichten kann die lichtemittierende Einheit außerdem eine Lochinjektionsschicht, eine Elektroneninjektionsschicht, eine Lochsperrschicht und eine Elektronensperrschicht enthalten. Beachtet werden sollte, dass, obwohl die herkömmliche Einzelschicht-OLED nur eine lichtemittierende Einheit hat, diese lichtemittierende Einheit mehrere lichtemittierende Schichten enthalten kann, zum Beispiel kann die lichtemittierende Einheit eine gelblichtemittierende Schicht und eine blaulichtemittierende Schicht enthalten. Jede lichtemittierende Einheit enthält jedoch nur ein Paar aus Lochtransportschicht und Elektronentransportschicht. Die Tandem-OLED enthält mindestens zwei lichtemittierende Einheiten, d.h. die Tandem-OLED enthält mindestens zwei Paare von Lochtransportschicht und Elektronentransportschicht. Hierin sind mehrere lichtemittierende Einheiten in einer vertikal gestapelten physikalischen Form angeordnet, die eine Tandem-Charakteristik auf der Schaltung realisiert, daher wird diese Art von OLEDs als Tandem-OLED (in Bezug auf die Schaltungsverbindung) oder als gestapelte OLED (in Bezug auf die physikalische Form) bezeichnet. Das heißt, dass bei gleicher Helligkeit die von der Tandem-OLED benötigte Stromdichte geringer ist als die der herkömmlichen Einzelschicht-OLED, wodurch sich die Lebensdauer verlängert. Im Gegenteil ist bei konstanter Stromdichte die Helligkeit der Tandem-OLED höher als die der konventionellen Einzelschicht-OLED, aber die Spannung steigt entsprechend. Benachbarte lichtemittierende Einheiten der Tandem-OLED sind durch eine Ladungserzeugungsschicht verbunden, und die Qualität der Ladungserzeugungsschicht beeinflusst direkt Parameter der Tandem-OLED wie Spannung, Lebensdauer und Effizienz. Daher muss der Bereich der Ladungserzeugungsschicht in der Lage sein, effektiv Löcher und Elektronen zu erzeugen und die Löcher und Elektronen reibungslos in die entsprechenden lichtemittierenden Einheiten zu injizieren, und er muss auch eine größere Durchlässigkeit im Bereich des sichtbaren Lichts haben, und gleichzeitig muss er eine stabile Leistung haben und leicht herzustellen sein.
  • Die Ladungserzeugungsschicht beinhaltet im Allgemeinen zwei Teile, nämlich ein n-Typ-Material und ein p-Typ-Material, um Elektronen und Löcher zu erzeugen, und die angegebenen Kombinationen sind im Allgemeinen anorganische n-Typ-Metalle/anorganische Metalle, wie Ca/Ag und Al/Au (Appl. Phys. Lett. 2005, 87, 093504). In der Anmeldung Nr. US20160285025A1 wird die Ladungserzeugungsschicht durch zwei Metallschichten gebildet, wobei die erste Metallschicht ein Metall ausgewählt aus Li, Cs, Na, Ba, Ca, Mg und Al enthält und die zweite Metallschicht ein Metall ausgewählt aus Au, Ag, Cu, Sn, Ti und Al enthält. Es wird auch über Kombinationen von metalldotierten organischen n-Typ-Materialien/anorganischen p-Typ-Metallen oder -Oxiden berichtet, wie Mg:Alq3/WO\3 (Jpn. J. Appl. Phys. 43 6418) oder Bphen:Li/HAT-CN (Appl. Phys. Lett. 2008, 92, 223311). Bei dieser Kombination besteht das üblicherweise verwendete n-Typ-Material der Ladungserzeugungsschicht aus einem Alkalimetall oder einer Alkalimetallverbindung, die mit einem organischen Elektronentransportmaterial mit hoher Elektronenbeweglichkeit dotiert ist, wie CsN3:Bphen, Li:Bphen, Mg:Alq3, Li:Alq3 und dergleichen. Das p-Typ-Material der Ladungserzeugungsschicht, das üblicherweise verwendet wird, besteht aus organischen Lochtransportmaterialien oder Metalloxiden, wie MoO3, WO3, V2O5, HATCN und dergleichen. Die Ladungserzeugungsschicht kann auch organische n-Typ-Materialien / organische p-Typ- Materialien verwenden, wie z. B. F16CuPc/CuPc (J. Appl. Phys. 2007, 101, 014509). In den obigen Materialausdrücken bezieht sich das Symbol „:“ auf eine Mischung aus zwei Materialien, und das Symbol „/“ bezieht sich auf ein Laminat aus zwei Komponenten vor und nach diesem Symbol.
  • Die Anmeldung Nr. US20080171226A1 offenbart eine weiße organische lichtemittierende Vorrichtung, die eine Ladungserzeugungsschicht umfasst. In der Ladungserzeugungsschicht besteht das n-Typ-Material aus CS2CO3, das mit BCP dotiert ist, und das p-Typ-Material besteht aus MoO3. Für das oben genannte Metalloxid ist die Aufdampftemperatur jedoch zu hoch, die Transmission ist schlecht, die Leitfähigkeit ist schwach und es ist schlecht kompatibel mit organischen Filmen, so dass es kein ideales p-Typ-Material ist und die Gesamteffizienz der Vorrichtung beeinträchtigen würde. Um die Ladungstransportfähigkeit zu verbessern, muss das n-Typ-Material mit einem Alkalimetall wie Li dotiert werden. In diesem Fall wird Li3N aufgedampft und im Prozess der Aufdampfung zerfällt Li3N in Li und N2 (Organic Electronics, 42, 102). N2 würde den Vakuumgrad der Aufdampfkammer beeinflussen, den Vakuumgrad verringern und somit die Qualität der Vorrichtung beeinträchtigen. Außerdem würde die gleichzeitige Abscheidung von organischen Elektronentransportmaterialien und Alkalimetallmaterialien den Aufdampfprozess komplex machen und die Kreuzkontamination von Materialien in der Vakuumkammer verursachen.
  • Das Patent Nr. US671735 8B1 offenbart eine organische Elektrolumineszenzvorrichtung, die eine Elektronentransportschicht umfasst, die die Spannungsstabilität verbessern kann und die sequentiell aus einer n-Typ-Materialschicht, einer Grenzflächenschicht und einer p-Typ-Materialschicht zusammengesetzt ist. Obwohl die Elektronentransportschicht die Spannungsstabilität der Vorrichtung verbessern kann, ist das n-Typ-Material aus einem organischen Elektronentransportmaterial zusammengesetzt, das mit einem Alkalimetall dotiert ist. In diesem Fall macht einerseits die Aufdampfung von zwei Materialien den Prozess komplex und andererseits würde die Aufdampfung des Alkalimetalls den Vakuumgrad der Aufdampfkammer beeinflussen. Das Material der Grenzflächenschicht besteht aus Oxiden, Sulfiden, Seleniden, Nitriden oder Karbiden bestimmter Metalle, wie z.B. der Verbindung der Metalle Titan, Zirkonium, Molybdän und Blei.
  • Die Anmeldung Nr. US20160141338A1 offenbart eine Tandem-Vorrichtung mit einer Ladungserzeugungsschicht, die sequentiell eine Lochtransportschicht, eine Elektronen-Loch-Erzeugungsschicht, eine aktive Metallschicht und eine Elektronentransportschicht enthält, wobei die Elektronen-Loch-Erzeugungsschicht aus HATCN oder einem Metalloxid besteht. Obwohl jede Schicht separat aufgedampft wird und der Prozess ohne Aufdampfen einfacher ist, hat die Ladungserzeugungsschicht eine große Anzahl von Schichten und eine komplexe Struktur und die Metallschicht ist nicht kompatibel mit der organischen Schicht, die aus HATCN mit einem Energieniveau des niedrigsten unbesetzten Molekülorbitals (LUMO) von nur 4,8 eV besteht, was bedeutet, dass die Lochinjektionsfähigkeit schlecht ist, was dazu führt, dass die Spannung und die Lebensdauer nicht den Anforderungen entsprechen. Daher muss diese Vorrichtung weiter verbessert werden.
  • In der Literatur Journal ofLuminescence, 154, 345-349, wurde die Vorrichtung mit der folgenden Struktur hergestellt: ITO/PEDOT:PSS/PVK:PBD(70:30 Gew./Gew.):Ir(ppy)3(1 Gew.-%)LiF(1 nm)/Al(10 nm)/HATCN/TAPC:PVK/PVK:PBD(70:30 Gew./Gew.):Ir(ppy)3(1 Gew.-%)LiF/A1, wobei die beiden Schichten, HATCN/TAPC:PVK, als Ladungserzeugungsschicht verwendet wurden, alle Schichten außer LiF und Al schleudergeschichtet wurden, und der Transmissionsgrad des Al-Films mit der Dicke von 10 nm im Bereich des sichtbaren Lichts schlecht war, was die weitere Verbesserung der Effizienz der Vorrichtung einschränkte. Die Struktur der offengelegten lichtemittierenden Einheit ist zu einfach, so dass die Leistung der Vorrichtung weiter verbessert werden muss.
  • Obwohl die Tandem-Elektrolumineszenzvorrichtung weithin untersucht wurde, hat sie derzeit noch einige Nachteile, wie z.B. eine hohe Spannung, keine signifikante Erhöhung der Lebensdauer, kompliziertes Herstellungsverfahren und dergleichen, die hauptsächlich durch Leistungsdefekte der Verbindungsschicht verursacht werden, die die lichtemittierenden Einheiten verbindet.
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • Um die oben genannten Probleme zu lösen, zielt die vorliegende Offenbarung darauf ab, eine organische Tandem-Elektrolumineszenzvorrichtung bereitzustellen, um zumindest einen Teil der oben genannten Probleme zu lösen. Die hier offenbarte organische Tandem-Elektrolumineszenzvorrichtung ist mit einer speziellen Verbindungsschicht zwischen zwei lichtemittierenden Einheiten versehen, die die Vorrichtungsspannung reduziert, die Lebensdauer der Vorrichtung verlängert und die Leistung der Vorrichtung verbessert.
  • Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist eine organische Elektrolumineszenzvorrichtung offenbart, enthaltend:
    • eine erste Elektrode,
    • eine zweite Elektrode, und
    • mindestens zwei lichtemittierende Einheiten, die zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode angeordnet sind;
    • wobei die lichtemittierenden Einheiten jeweils mindestens eine lichtemittierende Schicht enthalten;
    • wobei ferner eine Verbindungsschicht bestehend aus einer Metallschicht und einer Pufferschicht zwischen mindestens einem Satz von zwei benachbarten lichtemittierenden Einheiten angeordnet ist, wobei das Material der Pufferschicht ein organisches Material ist; und
    • wobei die lichtemittierende Einheit in Kontakt mit der Pufferschicht des Weiteren eine Lochinjektionsschicht enthält und die Lochinjektionsschicht der lichtemittierenden Einheit in Kontakt mit der Pufferschicht das Material der Pufferschicht enthält.
  • Gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist eine organische Elektrolumineszenzvorrichtung offenbart, enthaltend:
    • eine erste Elektrode,
    • eine zweite Elektrode, und
    • mindestens zwei lichtemittierende Einheiten, die zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode angeordnet sind;
    • wobei die lichtemittierenden Einheiten jeweils mindestens eine lichtemittierende Schicht enthalten;
    • wobei ferner eine Verbindungsschicht bestehend aus einer Metallschicht und einer Pufferschicht zwischen mindestens einem Satz von zwei benachbarten lichtemittierenden Einheiten angeordnet ist; und
    • wobei das Material der Pufferschicht ein organisches Material ist und das organische Material ein Energieniveau des niedrigsten unbesetzten Molekülorbitals (LUMO) von größer als 4,9 eV aufweist.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird eine Anzeigeanordnung umfassend eine beliebige, oben beschriebene organische Elektrolumineszenzvorrichtung offenbart.
  • Die in der vorliegenden Offenbarung offenbarte organische Tandem-Elektrolumineszenzvorrichtung ist mit einer speziellen Verbindungsschicht zwischen zwei lichtemittierenden Einheiten versehen, die die Vorrichtungsspannung reduziert, die Lebensdauer der Vorrichtung verlängert und die Leistung der Vorrichtung verbessert. In der vorliegenden Offenbarung ist die Verbindungsschicht aus einer Metallschicht und einer organischen Pufferschicht zusammengesetzt. Das von der Metallschicht verwendete Material hat eine hohe Elektroneninjektionsfähigkeit, lässt sich leicht abscheiden und ist mit dem organischen Material der Pufferschicht kompatibel, und die Verbindungsschicht erfordert keinen komplexen Co-Verdampfungsprozess, und das Verfahren ist einfach. Daher kann die Tandem-Elektrolumineszenzvorrichtung mit einer solchen Verbindungsschicht die Leistung der Vorrichtung erheblich verbessern.
  • Figurenliste
    • 1 ist eine schematische Darstellung einer organischen Tandem-Elektrolumineszenzvorrichtung 100 gemäß einer spezifischen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
    • 2 ist eine schematische Darstellung einer organischen Tandem-Elektrolumineszenzvorrichtung 200 gemäß einer anderen spezifischen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
    • 3 ist eine schematische Darstellung einer organischen Tandem-Elektrolumineszenzvorrichtung 300 gemäß einer anderen spezifischen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
    • 4 ist eine schematische Darstellung einer organischen Tandem-Elektrolumineszenzvorrichtung 400 gemäß einer anderen spezifischen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
    • 5 ist eine schematische Darstellung des Aufbaus einer herkömmlichen Rotlichtvorrichtung.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
  • Die OLED kann auf verschiedenen Arten von Substraten wie Glas, Kunststoff und Metall hergestellt werden. 1 zeigt schematisch ein Schnittdiagramm einer organischen Tandem-Elektrolumineszenzvorrichtung 100, ohne Einschränkung. Das Diagramm ist nicht notwendigerweise maßstabsgetreu gezeichnet, und einige der Schichten können im Diagramm nach Bedarf weggelassen werden. Die organische Tandem-Elektrolumineszenzvorrichtung 100 beinhaltet ein Substrat 110, eine erste Elektrode 120, eine erste lichtemittierende Einheit 130a, eine zweite lichtemittierende Einheit 130b, eine zweite Elektrode 160 und eine Verbindungsschicht 140, wobei die Verbindungsschicht aus einer Metallschicht 140a und einer Pufferschicht 140b besteht. Das Substrat 110 kann ein Substrat mit einem hohen Transmissionsgrad oder ein biegsames Substrat sein, wie Glas, Kunststoff oder Metall. OLED-Vorrichtungen können auch in Bezug auf die Struktur in Bottom-emittierende OLED-Vorrichtungen und Top-emittierende OLED-Vorrichtungen unterteilt werden. Die Bottom-emittierende OLED-Vorrichtung bezieht sich auf die OLED-Vorrichtung, die Licht vom Substrat emittiert, und die Top-emittierende OLED-Vorrichtung bezieht sich auf die OLED-Vorrichtung, die Licht von der zweiten Elektrode der Vorrichtung emittiert.
  • Wie hierin verwendet bedeutet „Top“ eine weiteste Entfernung vom Substrat, während „Bottom“ eine nächste Entfernung vom Substrat. In einem Fall, in dem eine erste Schicht als „über“ einer zweiten Schicht angeordnet beschrieben wird, ist die erste Schicht weiter vom Substrat entfernt angeordnet. Zwischen der ersten und der zweiten Schicht können sich weitere Schichten befinden, es sei denn, es wird angegeben, dass die erste Schicht „in Kontakt mit“ der zweiten Schicht ist. So kann beispielsweise eine Kathode als „über“ einer Anode angeordnet beschrieben werden, obwohl sich zwischen der Kathode und einer Anode verschiedene organische Schichten befinden. In ähnlicher Weise bedeutet der Ausdruck, dass die erste Schicht „in Kontakt mit“ der zweiten Schicht ist, dass sich zwischen der ersten Schicht und der zweiten Schicht keine weiteren Schichten befinden.
  • Der Filmbildungsprozess des Metallfilms ist wie folgt: auf der Substratoberfläche bilden Atome einheitliche, kleine und bewegliche Atomcluster, die auch „Inseln“ genannt werden; diese Inseln nehmen fortlaufend neue abgeschiedene Atome auf und verschmelzen dann mit anderen Inseln, um größer zu werden; im Prozess des Verschmelzens werden allmählich neue Inseln auf der Substratoberfläche gebildet, die aufgrund des Verschmelzens frei wird, und dann verschmelzen diese neuen Inseln wieder, und der Prozess wiederholt sich, bis ein strukturell kontinuierlicher Film gebildet wird, wenn alle isolierten Inseln miteinander verbunden sind, oder ein diskontinuierlicher Film gebildet wird, wenn die isolierten Inseln nicht miteinander verbunden sind. In einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist die Pufferschicht der Verbindungsschicht Ytterbium, und der Atomradius des Metalls, Ytterbium, beträgt 2,4 Angström (Å) (https://www.lookchem.cn/yuansu/101/). Wenn die Dicke der aufgedampften Schicht 10 Å beträgt, was der Dicke von zwei Atomen entspricht, können diese zwei Atome nur isolierte Inseln bilden, und in diesem Fall ist die gebildete Schicht diskontinuierlich.
  • Die Transmission bezieht sich hierin auf den prozentualen Anteil des durch die detektierte Folie gedrungenen Lichts zum einfallenden Licht, gemessen im Bereich des sichtbaren Lichts (380-780 nm). Die Transmission verschiedener Folien variiert normalerweise mit der Wellenlänge. Die hier beschriebene Transmission bezieht sich auf die maximale Transmission im Bereich des sichtbaren Lichts.
  • Die lichtemittierende Einheit bezieht sich hierin auf eine Einheit aus organischen Materialschichten, die bei angelegter Spannung oder Strom Licht emittieren können, und die lichtemittierende Einheit kann eine oder mehrere lichtemittierende Schichten enthalten. Die lichtemittierende Einheit enthält im Allgemeinen auch eine oder mehrere Schichten aus organischem Material, um Ladung zu injizieren oder zu übertragen. Zum Beispiel kann die lichtemittierende Einheit neben der lichtemittierenden Schicht auch mindestens eine Lochinjektionsschicht, eine Lochtransportschicht, eine Elektronensperrschicht, eine Lochsperrschicht, eine Elektronentransportschicht und eine Elektroneninjektionsschicht enthalten. In einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung besteht die lichtemittierende Einheit nahe der Anode beispielsweise sequentiell aus einer Lochinjektionsschicht, einer Lochtransportschicht, einer Elektronensperrschicht, einer lichtemittierenden Schicht, einer Lochsperrschicht und einer Elektronentransportschicht, und die lichtemittierende Einheit nahe der Kathode besteht aus einer Lochinjektionsschicht, einer Lochtransportschicht, einer Elektronensperrschicht, einer lichtemittierenden Schicht, einer Lochsperrschicht, einer Elektronentransportschicht und einer Elektroneninjektionsschicht. In einer Ausführungsform kann eine OLED-Vorrichtung als eine OLED-Vorrichtung beschrieben werden, die eine „organische Schicht“ aufweist, die zwischen der Kathode und der Anode angeordnet ist. Die organische Schicht kann eine oder mehrere Schichten umfassen.
  • Die gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung hergestellte Vorrichtung kann in verschiedene Verbraucherprodukte eingebaut werden, die ein oder mehrere elektronische Komponentenmodule (oder Einheiten) der Vorrichtung aufweisen. Einige Beispiele für solche Verbraucherprodukte beinhalten Flachbildschirme, Monitore, medizinische Monitore, Fernsehgeräte, Werbetafeln, Leuchten für die Innen- oder Außenbeleuchtung und/oder Signalisierung, Head-up-Displays, vollständig oder teilweise transparente Displays, flexible Displays, Smartphones, Tablets, Phablets, tragbare Vorrichtungen, Smartwatches, Laptops, Digitalkameras, Camcorder, Sucher, Mikrodisplays, 3D-Displays, Fahrzeugdisplays und Fahrzeugrückleuchten.
  • Die Arbeitsfunktion des Metalls bezieht sich hierin auf die minimale Energie, die benötigt wird, um ein Elektron vom Inneren zur Oberfläche eines Objekts zu bewegen. Die „Arbeitsfunktion des Metalls“ wird hierin durch absolute Werte (positive Werte) dargestellt, d.h. je höher der Zahlenwert ist, desto mehr Energie ist erforderlich, um das Elektron in das Vakuumniveau zu ziehen. Wie hierin beschrieben bedeutet die Größe der „Arbeitsfunktion des Metalls“ die Größe des absoluten Wertes. Zum Beispiel bedeutet „die Arbeitsfunktion des Metalls ist größer als 5 eV“, dass die Energie, die benötigt wird, um das Elektron auf das Vakuumniveau zu ziehen, größer als 5 eV ist.
  • Die Zahlenwerte des höchsten besetzten Molekülorbitals (HOMO) und des niedrigsten besetzten Molekülorbitals (LUMO), die hierin erwähnt werden, wurden mit Hilfe der Gaussian 09 Software, der B3LYP-Methode und dem 6-311g (d)-Basissatz berechnet. Die Niveaus des „HOMO“ und „LUMO“ werden durch absolute Werte (positive Werte) dargestellt, d.h. je größer der Zahlenwert, desto tiefer das Niveau. Zum Beispiel wird das LUMO-Niveau von HATCN mit dieser Methode auf 4,81 eV berechnet.
  • Die „Verbindungsschicht“, wie hierin verwendet, ist eine Schicht, die zwischen zwei lichtemittierenden Einheiten angeordnet ist, um Elektronen und Löcher bereitzustellen. Sie besteht aus einer Metallschicht und einer Pufferschicht, wobei die Metallschicht in Kontakt mit der Elektronentransportschicht oder Elektroneninjektionsschicht einer lichtemittierenden Einheit steht und die Pufferschicht in Kontakt mit der Lochinjektionsschicht oder Lochtransportschicht einer benachbarten lichtemittierenden Einheit steht. Die „Verbindungsschicht“ kann ein Teil einer Ladungserzeugungsschicht sein, oder sie kann eine Ladungserzeugungsschicht sein. Wenn die „Verbindungsschicht“ ein Teil einer Ladungserzeugungsschicht ist, kann die Verbindungsschicht weiterhin die Ladungserzeugungsschicht mit dem p-Typ-Material bilden, das Löcher in der lichtemittierenden Einheit erzeugt, wobei das Metallmaterial als das n-Typ-Material verwendet wird, um Elektronen zu erzeugen, die Pufferschicht zur Optimierung der Schnittstelle verwendet wird und das p-Typ-Material das Material der Lochinjektionsschicht einer nächsten lichtemittierenden Einheit ist. Wenn die „Verbindungsschicht“ eine Ladungserzeugungsschicht ist, wird das Metallmaterial als das n-Typ-Material verwendet, um Elektronen zu erzeugen, und die Pufferschicht wird als das p-Typ-Material verwendet, um Löcher zu erzeugen, insbesondere wenn die Pufferschicht dick ist, um einen kontinuierlichen oder nahezu kontinuierlichen Film zu bilden.
  • Die „Pufferschicht“, wie hierin verwendet, ist eine Schicht mit einer Funktion zur Optimierung der Grenzfläche, optional mit einer Funktion zur Erzeugung von Löchern, und sie ist ein Teil der Verbindungsschicht. Wenn die „Verbindungsschicht“ ein Teil einer Ladungserzeugungsschicht ist, hat die „Pufferschicht“ die Funktion, die Grenzfläche zu optimieren, Grenzflächendefekte zu reduzieren und den reibungslosen Transport von Ladungsträgern sicherzustellen. Wenn die „Verbindungsschicht“ eine Ladungserzeugungsschicht ist, hat das Material der „Pufferschicht“ als ein p-Typ-Material eine Funktion zur Erzeugung von Löchern sowie eine Funktion zur Optimierung der Grenzfläche. Das Material der Pufferschicht ist hierin ein organisches Material, vorzugsweise ein organisches Material mit einem LUMO-Energieniveau von größer als 4,9 eV, bevorzugter eine Verbindung mit einer durch Formel 1 dargestellten Struktur oder eine Chinonverbindung und Derivate davon.
  • Definition von Begriffen der Substituenten
  • Halogen oder Halogenid - wie hierin verwendet, schließt Fluor, Chlor, Brom und Jod ein.
  • Alkyl - bezieht sich sowohl auf geradkettige als auch auf verzweigte Alkylgruppen. Beispiele für die Alkylgruppe beinhalten Methyl, Ethyl, Propyl, iso-Propyl, n-Butyl, sec-Butyl, iso-Butyl, t-Butyl, n-Pentyl, n-Hexyl, n-Heptyl, n-Octyl, n-Nonyl, n-Decyl, n-Undecyl, n-Dodecyl, n-Tridecyl, n-Tetradecyl, n-Pentadecyl, n-Hexadecyl, n-Heptadecyl, n-Octadecyl, Neopentyl, 1-Methylpentyl, 2-Methylpentyl, 1-Pentylhexyl, 1-Butylpentyl, 1-Heptyloctyl und 3-Methylpentyl. Zusätzlich kann die Alkylgruppe optional substituiert sein. Die Kohlenstoffe in der Alkylkette können durch andere Heteroatome ersetzt werden. Von den oben genannten sind Methyl, Ethyl, Propyl, iso-Propyl, n-Butyl, sec-Butyl, iso-Butyl, t-Butyl, n-Pentyl und Neopentyl bevorzugt.
  • Cycloalkyl - wie hierin verwendet, bezieht sich auf cyclische Alkylgruppen. Bevorzugte Cycloalkylgruppen sind solche, die 4 bis 10 Ringkohlenstoffatome enthalten, und schließen Cyclobutyl, Cyclopentyl, Cyclohexyl, 4-Methylcyclohexyl, 4,4-Dimethylcyclohexyl, 1-Adamantyl, 2-Adamantyl, 1-Norbornyl, 2-Norbornyl und dergleichen ein. Zusätzlich kann die Cycloalkylgruppe optional substituiert sein. Die Kohlenstoffe im Ring können durch andere Heteroatome ersetzt werden.
  • Alkenyl - wie hierin verwendet, bezieht sich sowohl auf geradkettige als auch auf verzweigte Alkengruppen. Bevorzugte Alkenylgruppen sind solche, die 2 bis 15 Kohlenstoffatome enthalten. Beispiele für die Alkenylgruppe schließen Vinyl, Allyl, 1-Butenyl, 2-Butenyl, 3-Butenyl, 1,3-Butandienyl, 1-Methylvinyl, Styryl, 2,2-Diphenylvinyl, 1,2-Diphenylvinyl, 1-Methylallyl, 1,1-Dimethylallyl, 2-Methylallyl, 1-Phenylallyl, 2-Phenylallyl, 3-Phenylallyl, 3,3-Diphenylallyl, 1,2-Dimethylallyl, 1-Phenyl-1-butenyl und 3-Phenyl-1-butenyl ein. Zusätzlich kann die Alkenylgruppe gegebenenfalls substituiert sein.
  • Alkinyl - wie hierin verwendet, bezieht sich sowohl auf geradkettige als auch auf verzweigte Alkingruppen. Bevorzugte Alkinylgruppen sind solche, die 2 bis 15 Kohlenstoffatome enthalten. Zusätzlich kann die Alkinylgruppe gegebenenfalls substituiert sein.
  • Aryl oder die aromatische Gruppe - wie hierin verwendet, schließt nicht-kondensierte und kondensierte Systeme ein. Bevorzugte Arylgruppen sind solche, die 6 bis 60 Kohlenstoffatome, vorzugsweise 6 bis 20 Kohlenstoffatome, bevorzugter 6 bis 12 Kohlenstoffatome enthalten. Beispiele für die Arylgruppe schließen Phenyl, Biphenyl, Terphenyl, Triphenylen, Tetraphenylen, Naphthalin, Anthracen, Phenalin, Phenanthren, Fluoren, Pyren, Chrysen, Perylen und Azulen, vorzugsweise Phenyl, Biphenyl, Terphenyl, Triphenylen, Fluoren und Naphthalin ein. Zusätzlich kann die Arylgruppe gegebenenfalls substituiert sein. Beispiele für die nicht-kondensierte Arylgruppe schließen Phenyl, Biphenyl-2-yl, Biphenyl-3-yl, Biphenyl-4-yl, p-Terphenyl-4-yl, p-Terphenyl-3-yl, p-Terphenyl-2-yl, m-Terphenyl-4-yl, m-Terphenyl-3-yl, m-Terphenyl-2-yl, o-Tolyl, m-Tolyl, p-Tolyl, p-(2-Phenylpropyl)phenyl, 4'-Methylbiphenylyl, 4"-t-Butyl-p-terphenyl-4-yl, o-Cumenyl, m-Cumenyl, p-Cumenyl, 2,3-Xylyl, 3,4-Xylyl, 2,5-Xylyl, Mesityl und m-Viertelphenyl ein.
  • Die heterocyclische Gruppe oder der Heterocyclus - wie hierin verwendet, schließt aromatische und nicht-aromatische cyclische Gruppen ein. Heteroaromatisch bedeutet auch Heteroaryl. Bevorzugte nicht-aromatische heterocyclische Gruppen sind solche, die 3 bis 7 Ringatome enthalten, die mindestens ein Heteroatom wie Stickstoff, Sauerstoff und Schwefel einschließen. Die heterocyclische Gruppe kann auch eine aromatische heterocyclische Gruppe mit mindestens einem Heteroatom ausgewählt aus einem Stickstoffatom, einem Sauerstoffatom, einem Schwefelatom und einem Selenatom sein.
  • Heteroaryl - wie hierin verwendet, bezieht sich auf nicht-kondensierte und kondensierte heteroaromatische Gruppen, die 1 bis 5 Heteroatome enthalten können. Bevorzugte Heteroarylgruppen sind solche, die 3 bis 30 Kohlenstoffatome, vorzugsweise 3 bis 20 Kohlenstoffatome, bevorzugter 3 bis 12 Kohlenstoffatome enthalten. Geeignete Heteroarylgruppen schließen Dibenzothiophen, Dibenzofuran, Dibenzoselenophen, Furan, Thiophen, Benzofuran, Benzothiophen, Benzoselenophen, Carbazol, Indolocarbazol, Pyridoindol, Pyrrolodipyridin, Pyrazol, Imidazol, Triazol, Oxazol, Thiazol, Oxadiazol, Oxatriazol, Dioxazol, Thiadiazol, Pyridin, Pyridazin, Pyrimidin, Pyrazin, Triazin, Oxazin, Oxathiazin, Oxadiazin, Indol, Benzimidazol, Indazol, Indoxazin, Benzoxazol, Benzisoxazol, Benzothiazol, Chinolin, Isochinolin, Cinnolin, Chinazolin, Chinoxalin, Naphthyridin, Phthalazin, Pteridin, Xanthen, Acridin, Phenazin, Phenothiazin, Benzofuropyridin, Furodipyridin, Benzothienopyridin, Thienodipyridin, Benzoselenophenopyridin, und Selenophenodipyridin, vorzugsweise Dibenzothiophen, Dibenzofuran, Dibenzoselenophen, Carbazol, Indolocarbazol, Imidazol, Pyridin, Triazin, Benzimidazol, 1,2-Azaborin, 1,3-Azaborin, 1,4-Azaborin, Borazin und Aza-Analoga davon ein. Zusätzlich kann die Heteroarylgruppe gegebenenfalls substituiert sein.
  • Alkoxy - wird durch -O-Alkyl dargestellt. Beispiele und bevorzugte Beispiele für Alkyl sind die gleichen wie die oben beschriebenen. Beispiele für die Alkoxygruppe mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, schließen Methoxy, Ethoxy, Propoxy, Butoxy, Pentyloxy und Hexyloxy ein. Die Alkoxygruppe mit 3 oder mehr Kohlenstoffatomen kann linear, cyclisch oder verzweigt sein.
  • Aryloxy - wird durch -O-Aryl oder -O-Heteroaryl dargestellt. Beispiele und bevorzugte Beispiele für Aryl und Heteroaryl sind die gleichen wie die oben beschriebenen. Beispiele für die Aryloxygruppe mit 6 bis 40 Kohlenstoffatomen schließen Phenoxy und Biphenyloxy ein.
  • Arylalkyl - wie hierin verwendet, bezieht sich auf eine Alkylgruppe, die einen Arylsubstituenten aufweist. Zusätzlich kann die Arylalkylgruppe optional substituiert sein. Beispiele für die Arylalkylgruppe schließen Benzyl, 1-Phenylethyl, 2-Phenylethyl, 1-Phenylisopropyl, 2-Phenylisopropyl, Phenyl-t-butyl, alpha-Naphthylmethyl, 1-alpha-Naphthylethyl, 2-alpha-Naphthylethyl, 1-alpha-Naphthylisopropyl, 2-alpha-Naphthylisopropyl, beta-Naphthylmethyl, 1-beta-Naphthylethyl, 2-beta-Naphthylethyl, 1-beta-Naphthylisopropyl, 2-beta-Naphthylisopropyl, p-Methylbenzyl, m-Methylbenzyl, o-Methylbenzyl, p-Chlorbenzyl, m-Chlorbenzyl, o-Chlorbenzyl, p-Brombenzyl, m-Brombenzyl, o-Brombenzyl, p-Iodbenzyl, m-Iodbenzyl, o-Iodbenzyl, p-Hydroxybenzyl, m-Hydroxybenzyl, o-Hydroxybenzyl, p-Aminobenzyl, m-Aminobenzyl, o-Aminobenzyl, p-Nitrobenzyl, m-Nitrobenzyl, o-Nitrobenzyl, p-Cyanobenzyl, m-Cyanobenzyl, o-Cyanobenzyl, 1-Hydroxy-2-phenylisopropyl, und 1-Chlor-2-phenylisopropyl ein. Von den oben genannten sind Benzyl, p-Cyanobenzyl, m-Cyanobenzyl, o-Cyanobenzyl, 1-Phenylethyl, 2-Phenylethyl, 1-Phenylisopropyl und 2-Phenylisopropyl bevorzugt.
  • Der Begriff „aza“ in Azadibenzofuran, Azadibenzothiophen usw. bedeutet, dass eine oder mehrere der C-H-Gruppen im jeweiligen aromatischen Fragment durch ein Stickstoffatom ersetzt sind. Azatriphenylen umfasst z.B. Dibenzo[f,h]chinoxalin, Dibenzo[f,h]chinolin und andere Analoga mit zwei oder mehr Stickstoffatomen im Ringsystem. Ein Fachmann kann sich ohne Weiteres andere Stickstoffanaloga der oben beschriebenen Aza-Derivate vorstellen, und alle diese Analoga sollen von den hierin genannten Begriffen erfasst werden.
  • Alkyl, Cycloalkyl, Alkenyl, Alkinyl, Arylalkyl, heterocyclische Gruppen, Aryl und Heteroaryl können unsubstituiert sein oder substituiert sein mit einem oder mehreren ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Deuterium, Halogen, Alkyl, Cycloalkyl, Arylalkyl, Alkoxy, Aryloxy, Amino, einer cyclischen Aminogruppe, Silyl, Alkenyl, Cycloalkenyl, Heteroalkenyl, Alkinyl, Aryl, Heteroaryl, Acyl, Carbonyl, Carbonsäure, Ether, Ester, Cyano, Isocyano, Thiolalkyl, Sulfinyl, Sulfonyl, Phosphino und Kombinationen davon.
  • Es versteht sich, dass, wenn ein Molekülfragment als ein Substituent oder anderweitig an eine andere Gruppe gebunden beschrieben wird, sein Name so geschrieben werden kann, als wäre es ein Fragment (z.B. Phenyl, Phenylen, Naphthyl, Dibenzofuryl) oder als wäre es das ganze Molekül (z.B. Benzol, Naphthalin, Dibenzofuran). Wie hierin verwendet werden diese verschiedenen Arten der Bezeichnung eines Substituenten oder eines angehängten Fragments als äquivalent betrachtet.
  • In den in der vorliegenden Offenbarung erwähnten Verbindungen können die Wasserstoffatome teilweise oder vollständig durch Deuterium ersetzt sein. Andere Atome wie Kohlenstoff und Stickstoff können auch durch andere stabile Isotope davon ersetzt werden. Der Ersatz durch andere stabile Isotope in den Verbindungen kann bevorzugt sein, da sie zur Verbesserung der Effizienz und Stabilität der Vorrichtung beitragen.
  • In den Verbindungen, die in der vorliegenden Offenbarung erwähnt werden, beziehen sich Mehrfachsubstitutionen auf einen Bereich, der eine Doppelsubstitution einschließt, bis hin zu den maximal verfügbaren Substitutionen.
  • In den in der vorliegenden Offenbarung erwähnten Verbindungen ist mit dem Ausdruck, dass benachbarte Substituenten optional zu einem Ring verbunden sein können, gemeint, dass zwei Radikale über eine chemische Bindung miteinander verbunden sind. Dies wird durch die folgende Formel veranschaulicht:
    Figure DE102020127362A1_0001
  • Weiterhin ist mit dem Ausdruck, dass benachbarte Substituenten gegebenenfalls zu einem Ring verbunden sein können, gemeint, dass für den Fall, dass eines der beiden Radikale Wasserstoff darstellt, das zweite Radikal an der Stelle gebunden ist, an der das Wasserstoffatom gebunden ist, wodurch ein Ring gebildet wird. Dies wird durch die folgende Formel veranschaulicht:
    Figure DE102020127362A1_0002
  • Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist eine organische Elektrolumineszenzvorrichtung offenbart, enthaltend:
    • eine erste Elektrode,
    • eine zweite Elektrode, und
    • mindestens zwei lichtemittierende Einheiten, die zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode angeordnet sind;
    • wobei die lichtemittierenden Einheiten jeweils mindestens eine lichtemittierende Schicht enthalten;
    • wobei ferner eine Verbindungsschicht bestehend aus einer Metallschicht und einer Pufferschicht zwischen mindestens einem Satz von zwei benachbarten lichtemittierenden Einheiten angeordnet ist, wobei das Material der Pufferschicht ein organisches Material ist; und
    • wobei die lichtemittierende Einheit in Kontakt mit der Pufferschicht des Weiteren eine Lochinjektionsschicht enthält und die Lochinjektionsschicht der lichtemittierenden Einheit in Kontakt mit der Pufferschicht das Material der Pufferschicht enthält.
  • Gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist eine organische Elektrolumineszenzvorrichtung offenbart, enthaltend:
    • eine erste Elektrode,
    • eine zweite Elektrode, und
    • mindestens zwei lichtemittierende Einheiten, die zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode angeordnet sind;
    • wobei die lichtemittierenden Einheiten jeweils mindestens eine lichtemittierende Schicht enthalten;
    • wobei ferner eine Verbindungsschicht bestehend aus einer Metallschicht und einer Pufferschicht zwischen mindestens einem Satz von zwei benachbarten lichtemittierenden Einheiten angeordnet ist; und
    • wobei das Material der Pufferschicht ein organisches Material ist und das organische Material ein LUMO-Energieniveau von größer als 4,9 eV aufweist.
  • In den obigen Ausführungsformen kann die lichtemittierende Schicht der lichtemittierenden Einheit Licht der gleichen Farbe oder Licht unterschiedlicher Farben emittieren.
  • In den obigen Ausführungsformen bedeutet der Ausdruck, dass „eine Verbindungsschicht ferner zwischen mindestens einem Satz von zwei benachbarten lichtemittierenden Einheiten angeordnet ist“, dass, wenn nur zwei lichtemittierende Einheiten in der organischen Elektrolumineszenzvorrichtung vorhanden sind, eine Verbindungsschicht zwischen den beiden lichtemittierenden Einheiten angeordnet ist; und wenn drei oder mehr lichtemittierende Einheiten in der organischen Elektrolumineszenzvorrichtung vorhanden sind, eine Verbindungsschicht zwischen einem Satz von zwei benachbarten lichtemittierenden Einheiten oder eine Verbindungsschicht zwischen zwei oder mehr Sätzen von zwei benachbarten lichtemittierenden Einheiten angeordnet ist.
  • Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist das Material der Pufferschicht eine Verbindung, die durch die Formel I dargestellt wird, oder eine Chinonverbindung und ein Derivat davon:
    Figure DE102020127362A1_0003
    wobei der Ring B einen substituierten oder unsubstituierten Kohlenstoffring mit 3 bis 30 Ringatomen oder einen substituierten oder unsubstituierten heterocyclischen Ring mit 3 bis 30 Ringatomen darstellt;
    wobei n ausgewählt ist aus einer ganzen Zahl von 0 bis 4 und X1, X2 und X3, bei jedem Auftreten gleich oder verschieden, ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus:
    Figure DE102020127362A1_0004
    Figure DE102020127362A1_0005
    Figure DE102020127362A1_0006
    Figure DE102020127362A1_0007
    Figure DE102020127362A1_0008
    Figure DE102020127362A1_0009
    Figure DE102020127362A1_0010
    Figure DE102020127362A1_0011
    Figure DE102020127362A1_0012
    wobei V und W ausgewählt sind aus CR2R3, NR4, O, S oder Se;
    wobei Ar, bei jedem Auftreten identisch oder unterschiedlich, ausgewählt ist aus substituiertem oder unsubstituiertem Aryl mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen oder einem substituierten oder unsubstituierten Heteroaryl mit 3 bis 30 Kohlenstoffatomen;
    wobei R, R1, R2, R3, Ra, Rb, Rc, Rd, Re, Rf, Rg und Rh, bei jedem Auftreten gleich oder verschieden, ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus: Wasserstoff, Deuterium, Halogen, einer Nitrosogruppe, einer Nitrogruppe, einer Acylgruppe, einer Carbonylgruppe, einer Carbonsäuregruppe, einer Estergruppe, einer Cyanogruppe, einer Isocyanogruppe, SCN, OCN, SF5, einer Borylgruppe, einer Sulfinylgruppe, einer Sulfonylgruppe, einer Phosphinoxygruppe substituiertem oder unsubstituiertem Alkyl mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, substituiertem oder unsubstituiertem Cycloalkyl mit 3 bis 20 Ringkohlenstoffatomen, substituiertem oder unsubstituiertem Heteroalkyl mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, substituiertem oder unsubstituiertem Arylalkyl mit 7 bis 30 Kohlenstoffatomen, substituiertem oder unsubstituiertem Alkoxy mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, substituiertem oder unsubstituiertem Aryloxy mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen, substituiertem oder unsubstituiertem Alkenyl mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen, substituiertem oder unsubstituiertem Alkinyl mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen, unsubstituiertem oder unsubstituiertem Aryl mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen, substituiertem oder unsubstituiertem Heteroaryl mit 3 bis 30 Kohlenstoffatomen, substituiertem oder unsubstituiertem Alkylsilyl mit 3 bis 20 Kohlenstoffatomen, substituiertem oder unsubstituiertem Arylsilyl mit 6 bis 20 Kohlenstoffatomen, und Kombinationen davon; und
    wobei A eine Gruppe mit einer elektronenziehenden Gruppe ist und für jede der Strukturen, wenn eine oder mehrere von Ra, Rb, Rc, Rd, Re, Rf, Rg und Rh auftreten, mindestens eine von Ra, Rb, Rc, Rd, Re, Rf, Rg und Rh eine Gruppe mit einer elektronenziehenden Gruppe ist; wobei eine bevorzugte Gruppe mit einer elektronenziehenden Gruppe ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus: F, CF3, OCF3, SF5, SO2CF3, einer Cyanogruppe, einer Isocyanogruppe, SCN, OCN, Pentafluorphenyl, 4-Cyanotetrafluorphenyl, Tetrafluorpyridyl, Pyrimidyl, Triazin und Kombinationen davon.
  • Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist R ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus: F, CF3, OCF3, SF5, SO2CF3, einer Cyanogruppe, einer Isocyanogruppe, SCN, OCN, Pentafluorphenyl, 4-Cyanotetrafluorphenyl, Tetrafluorpyridyl, Pyrimidyl, Triazin und Kombinationen davon.
  • Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung sind X1, X2 und X3, bei jedem Auftreten identisch oder unterschiedlich, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus:
    Figure DE102020127362A1_0013
    Figure DE102020127362A1_0014
    Figure DE102020127362A1_0015
  • In dieser Ausführungsform steht * für die Position, an der X1, X2 und X3 mit dem Ring B verbunden sind.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist der Ring B ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus den folgenden Strukturen:
    Figure DE102020127362A1_0016
    Figure DE102020127362A1_0017
    wobei R' eine Monosubstitution oder eine Disubstitution darstellt und, bei jedem Auftreten gleich oder verschieden, ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus: Wasserstoff, Deuterium, Halogen, einer Nitrosogruppe, einer Nitrogruppe, einer Acylgruppe, einer Carbonylgruppe, einer Carbonsäuregruppe, einer Estergruppe, einer Cyanogruppe, einer Isocyanogruppe, SCN, OCN, SF5, einer Borylgruppe, einer Sulfinylgruppe, einer Sulfonylgruppe, einer Phosphinoxygruppe substituiertem oder unsubstituiertem Alkyl mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, substituiertem oder unsubstituiertem Cycloalkyl mit 3 bis 20 Ringkohlenstoffatomen, substituiertem oder unsubstituiertem Heteroalkyl mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, substituiertem oder unsubstituiertem Arylalkyl mit 7 bis 30 Kohlenstoffatomen, substituiertem oder unsubstituiertem Alkoxy mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, substituiertem oder unsubstituiertem Aryloxy mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen, substituiertem oder unsubstituiertem Alkenyl mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen, substituiertem oder unsubstituiertem Alkinyl mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen, unsubstituiertem oder unsubstituiertem Aryl mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen, substituiertem oder unsubstituiertem Heteroaryl mit 3 bis 30 Kohlenstoffatomen, substituiertem oder unsubstituiertem Alkylsilyl mit 3 bis 20 Kohlenstoffatomen, substituiertem oder unsubstituiertem Arylsilyl mit 6 bis 20 Kohlenstoffatomen und Kombinationen davon; und
    benachbarte Substituenten R' können gegebenenfalls zu einem Ring verbunden sein.
  • In dieser Ausführungsform steht * für die Position, an der X1, X2 und X3 auf dem Ring B verbunden sind.
  • Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist das Material der Pufferschicht ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus:
    Figure DE102020127362A1_0018
    Figure DE102020127362A1_0019
    Figure DE102020127362A1_0020
    Figure DE102020127362A1_0021
    Figure DE102020127362A1_0022
    Figure DE102020127362A1_0023
    Figure DE102020127362A1_0024
    Figure DE102020127362A1_0025
    Figure DE102020127362A1_0026
    Figure DE102020127362A1_0027
  • Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist ein Metall in der Metallschicht ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus: Yb, Li, Na, K, Rb, Cs, Fr, Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Tb, Th, Dy, Ho, Er, Em, Gd, Lu, Y, Mn, Ag und Kombinationen aus einer Vielzahl davon.
  • Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird die Metallschicht durch Aufdampfen eines elementaren Metalls oder durch Co-Dampfabscheidung von zwei oder mehr elementaren Metallen gebildet.
  • In der obigen Ausführungsform kann das Metall der Metallschicht ein elementares Metall sein, nämlich ein Metall mit einer Reinheit von mehr als 99 %, wie beispielsweise das Metall Ytterbium mit einer Reinheit von mehr als 99 %. Die Metallschicht kann auch durch Co-Dampfabscheidung von zwei oder mehr Metallen gebildet werden, wobei die Reinheit jedes Metalls größer als 99 % ist. Der Ausdruck, dass die Reinheit jedes Metalls größer als 99 % ist, bedeutet, dass, wenn die Metallschicht ein einzelnes Metall umfasst, die Reinheit dieses Metalls größer als 99 % ist; wenn die Metallschicht mehrere Metalle umfasst, die Reinheit jedes Metalls während der Dampfabscheidung größer als 99 % ist.
  • Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung hat die Pufferschicht eine Dicke im Bereich von 0,1 nm bis 30 nm, vorzugsweise von 0,5 nm bis 20 nm, bevorzugter von 1 nm bis 15 nm.
  • Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung hat die Metallschicht eine Dicke im Bereich von 0,1 nm bis 20 nm, vorzugsweise von 0,5 nm bis 10 nm, bevorzugter von 1 nm bis 5 nm.
  • Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung hat die Metallschicht eine Arbeitsfunktion von weniger als 4 eV.
  • Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung hat das Material der Pufferschicht ein LUMO-Energieniveau von größer als 4,9 eV, vorzugsweise größer als 5 eV.
  • Die LUMO-Energieniveaus der Verbindungen 1 bis 28 wurden mit der Gaussian 09 Software, der B3LYP-Methode und dem 6-311g (d) Basissatz berechnet und in der folgenden Tabelle dargestellt.
    Verbindung Nr. LUMO Energieniveau Verbindung Nr. LUMO Energieniveau Verbindung Nr. LUMO Energieniveau
    (eV) (eV) (eV)
    Verbindung 1 5,49 Verbindung 11 5,80 Verbindung 21 5,50
    Verbindung 2 4,92 Verbindung 12 5,97 Verbindung 22 5,27
    Verbindung 3 5,41 Verbindung 13 5,45 Verbindung 23 5,08
    Verbindung 4 5,26 Verbindung 14 5,44 Verbindung 24 5,28
    Verbindung 5 5,42 Verbindung 15 5,46 Verbindung 25 5,62
    Verbindung 6 5,34 Verbindung 16 5,44 Verbindung 26 5,39
    Verbindung 7 5,08 Verbindung 17 5,40 Verbindung 27 4,94
    Verbindung 8 5,21 Verbindung 18 5,24 Verbindung 28 5,28
    Verbindung 9 5,33 Verbindung 19 6,17 Verbindung 29 5,20
    Verbindung 10 5,84 Verbindung 20 6,18
  • Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist die Transmission der Verbindungsschicht in einem Bereich des sichtbaren Lichts größer als 70 %.
  • Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung können die mindestens zwei lichtemittierenden Einheiten Licht der gleichen Farbe emittieren oder Licht unterschiedlicher Farben emittieren.
  • Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung bildet mindestens eine der Pufferschicht und der Metallschicht einen diskontinuierlichen Film.
  • Gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird des Weiteren eine Anzeigeanordnung offenbart, die die organische Elektrolumineszenzvorrichtung umfasst.
  • Ein Material der Verbindung 1 wurde in verschiedenen Dicken auf die Oberfläche von sauberen Siliziumwafern dampfabgeschieden, um als Pufferschicht zu dienen, und die durchschnittliche Oberflächenrauheit (Ra) wurde mittels Rasterkraftmikroskopie gemessen, wie in Tabelle 1 dargestellt. Die Oberflächenrauheit des ursprünglichen Siliziumwafers ist im Allgemeinen kleiner als 0,5 nm, und der Durchmesser eines kleinen Moleküls beträgt im Allgemeinen 0,1 nm. Als ein Film mit einer Dicke von 1 nm aufgedampft wurde, wurde eine Rauheit von 8,31 nm gemessen, viel größer als die Rauheit des Siliziumwafers und der Durchmesser eines kleinen Moleküls, was darauf hindeutet, dass der aufgedampfte Film mit einer Dicke von 1 nm ein inselförmiger diskontinuierlicher Film war. Als die Dicke des Films auf 10 nm anstieg, sank die Oberflächenrauheit der Pufferschicht stark auf unter 2 nm, was der Oberflächenrauheit des Siliziumwafers selbst sehr nahe kommt, was darauf hindeutet, dass diese Schicht des Films kontinuierlich sein sollte. Tabelle 1. Mittlere Oberflächenrauheit (Ra) der Pufferschicht mit unterschiedlichen Dicken
    Dicke der Pufferschicht [nm] 1 5 10
    Ra [nm] 8,31 3,01 1,92
  • Insbesondere betrug die Oberflächenrauheit 1 nm, wenn die aufgedampfte Dicke 8,31 nm betrug, 3,01 nm, wenn die aufgedampfte Dicke 5 nm betrug, und 1,92 nm, wenn die aufgedampfte Dicke 10 nm betrug. Es ist zu erkennen, dass bei einer Dicke der Pufferschicht von 1 bis 10 nm die Oberfläche eine gewisse Rauheit aufwies. In Verbindung mit der Vorrichtungsstruktur in 1 ermöglicht eine solche Rauheit in einem Aspekt, dass die Lochinjektionsschicht der zweiten lichtemittierenden Einheit 130b besser an das Material der Pufferschicht 140b angeheftet werden kann, und in einem anderen Aspekt kann sie auch die raue Oberfläche der Metallschicht 140a komplementieren, um die Verbindungsschicht 140 dazu zu bringen, einen relativ dichten Film als Ganzes zu bilden, was die Erzeugung von Fallen hemmt, die Rekombination an der Grenzfläche reduziert, eine bessere Kompatibilität zwischen den Filmen realisiert und es Elektronen und Löchern, die in der Verbindungsschicht erzeugt werden, ermöglicht, zu den lichtemittierenden Einheiten 130a bzw. 130b zu fließen, und zwar reibungslos.
  • Die erste Elektrode 120 ist auf dem Substrat 110 ausgebildet. Die erste Elektrode kann eine transparente Anode der organischen Elektrolumineszenzvorrichtung 100 sein, wie z.B. Indiumzinnoxid (ITO), Indiumzinkoxid (IZO), Indiumgalliumzinkoxid (IGZO) und dergleichen, und eine solche Elektrode wird im Allgemeinen verwendet, um eine Bottom-emittierende oder transparente Vorrichtung herzustellen. Die erste Elektrode kann auch eine zusammengesetzte Schicht sein, die spiegelnde Reflexion implementiert, wie z.B. ein Stapel aus ITO/Silber (Ag)/ITO, und eine solche Elektrode wird im Allgemeinen verwendet, um eine Top-emittierende Vorrichtung herzustellen. Die zweite Elektrode 160 ist so angeordnet, dass sie der ersten Elektrode 120 zugewandt ist, und ist im Allgemeinen eine Kathode der organischen Elektrolumineszenzvorrichtung 100. Die zweite Elektrode 160 kann eines der Elemente Aluminium, Magnesium, Silber, Gold, Calcium oder Ytterbium oder eine Kombination von zwei oder mehreren dieser Elemente sein, wobei Aluminium im Allgemeinen als zweite Elektrode der Bottom-emittierenden Vorrichtung verwendet wird, während Magnesium, Silber oder eine Magnesiumsilberlegierung im Allgemeinen als zweite Elektrode der Top-emittierenden Vorrichtung verwendet wird.
  • Zwei lichtemittierende Einheiten 130a und 130b sind zwischen der ersten Elektrode 120 und der zweiten Elektrode 160 ausgebildet. Die erste lichtemittierende Einheit 130a und die zweite lichtemittierende Einheit 130b können Licht derselben Farbe emittieren oder Licht verschiedener Farben emittieren, wie z.B. eine Mischung aus orangefarbenem Licht und blauem Licht, so dass die Vorrichtung weißes Licht emittiert. Obwohl in der Abbildung nicht gezeigt, enthält jede lichtemittierende Einheit des Weiteren mindestens eine Lochinjektionsschicht, eine Lochtransportschicht, eine Elektronentransportschicht und eine Elektroneninjektionsschicht. Darüber hinaus können einige lichtemittierende Einheiten des Weiteren eine oder mehrere Lochsperrschichten und eine Elektronensperrschicht enthalten. Es sollte beachtet werden, dass, wenn die Lochinjektionsschicht der zweiten lichtemittierenden Einheit an die Pufferschicht der Verbindungsschicht angrenzt, diese Lochinjektionsschicht des Weiteren mit der Verbindungsschicht kombiniert werden kann, um eine Ladungserzeugungsschicht zu bilden. Die Lochinjektionsschicht der zweiten lichtemittierenden Einheit kann aus einem einzelnen Lochinjektionsmaterial oder Lochtransportmaterial bestehen, oder sie kann aus einem organischen Lochtransportmaterial bestehen, das mit einem Dotierstoff dotiert ist, und der Dotierstoff kann ein Pufferschichtmaterial sein. Die Dicke der einzelnen Schichten kann entsprechend dem Optimierungsergebnis angepasst werden. Jede lichtemittierende Einheit kann des Weiteren eine oder zwei lichtemittierende Schichten enthalten, die unterschiedliche Farben emittieren.
  • Die Anzahl der lichtemittierenden Einheiten zwischen der Kathode und der Anode kann auch drei oder mehr betragen. Wie in 2 gezeigt, enthält die organische lichtemittierende Tandem-Vorrichtung 200 drei lichtemittierende Einheiten 230a, 230b, 230c zwischen der Anode 220 und der Kathode 260 auf dem Substrat 210, und eine Verbindungsschicht 240 ist zwischen der ersten lichtemittierenden Einheit 230a und der zweiten lichtemittierenden Einheit 230b angeordnet, wobei die Verbindungsschicht 240 eine Metallschicht 240a und eine Pufferschicht 240b enthält. Zwischen der zweiten lichtemittierenden Einheit 230b und der dritten lichtemittierenden Einheit 230c ist eine Verbindungsschicht 250 angeordnet, wobei die Verbindungsschicht 250 eine Metallschicht 250a und eine Pufferschicht 250b beinhaltet. Die lichtemittierenden Einheiten 230a, 230b und 230c können die gleiche Farbe emittieren oder drei verschiedene Farben, zum Beispiel rot, grün bzw. blau, so dass die Vorrichtung weißes Licht emittiert. Die Verbindungsschichten 240 und 250 können das gleiche Material verwenden und die gleiche Schichtdicke haben, oder sie können unterschiedliche Materialien verwenden und unterschiedliche Schichtdicken haben.
  • Die Metallschicht 140a in der Verbindungsschicht 140 dient der Erzeugung und dem Transport von Elektronen. Daher hat das Metallmaterial einen einzigartigen Vorteil und kann ausgewählt werden aus Yb, Li, Na, K, Rb, Cs, Fr, Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Tb, Th, Dy, Ho, Er, Em, Gd, Lu, Y, Mn, Ag oder Kombinationen von mehr als einem der obigen Metalle, und vorzugsweise ist die Arbeitsfunktion der Metallschicht 140a kleiner als 5 eV, bevorzugter kleiner als 4 eV, wie Yb, Mg, Ca, usw. Die Dicke der Metallschicht 140a reicht von 0,1 nm bis 20 nm, vorzugsweise von 0,1 nm bis 5 nm. Je dünner die Metallschicht ist, desto höher ist die Transmission, so dass die Lumineszenzeffizienz verbessert wird. Da die Dicke der Metallschicht 140a sehr dünn ist, wird eine diskontinuierliche Dünnschicht gebildet, die es ermöglicht, dass die Oberfläche eine gewisse Rauheit aufweist, so dass die Pufferschicht 140b besser an der Metallschicht 140a befestigt werden kann, während eine ausgezeichnete Elektronentransportleistung beibehalten wird. Die Pufferschicht 140b ist ein organisches Material mit der Fähigkeit, Löcher zu erzeugen oder zu transportieren. Die Pufferschicht 140b kann das Dotiermaterial sein, das in der Lochinjektionsschicht verwendet wird, oder sie kann ein anderes Lochinjektions- oder -transportschichtmaterial sein. Das LUMO-Energieniveau der Pufferschicht 140b ist größer als 4,9 eV, vorzugsweise größer als 5 eV. Die Dicke der Pufferschicht 140b reicht von 0,1 nm bis 30 nm, vorzugsweise von 0,1 nm bis 15 nm. Da die Dicke der Pufferschicht 140b ebenfalls sehr dünn ist, bildet sich ein diskontinuierlicher Film, so dass die Oberfläche auch eine gewisse Rauheit aufweist, die komplementär zur Metallschicht 140a ist. Die Pufferschicht 140b enthält eine Verbindung, die durch Formel 1 dargestellt wird.
  • Die Verbindungsschicht 140 wird zwischen den lichtemittierenden Einheiten 130a und 130b gebildet. Wenn die organische Tandem-Elektrolumineszenzvorrichtung 100 arbeitet, kann die Metallschicht 140a der ersten lichtemittierenden Einheit 130a nahe der Anode 120 Elektronen zuführen, und diese Elektronen bilden Exzitonen mit den von der Anode 120 injizierten Löchern. Gleichzeitig liefert oder transportiert die Pufferschicht 140b Löcher zu der zweiten lichtemittierenden Einheit 130b nahe der Kathode 160, und diese Löcher bilden Exzitonen mit den von der Kathode 160 injizierten Elektronen. Daher kann die Vorrichtung in einem Fall, in dem die Kathode 160 und die Anode 120 nur ein Elektron und ein Loch injizieren, zwei Exzitonen selbst erzeugen, so dass der Wirkungsgrad der Vorrichtung theoretisch bis zu doppelt so hoch sein kann wie der einer herkömmlichen Einzelschicht-OLED.
  • Die Verbindungsschicht 140 kann auf jede geeignete Weise hergestellt werden, zum Beispiel durch Vakuumabscheidung, thermisches Aufdampfen im Vakuum, Sputtern, Lösungsschleuderbeschichtung, Tintenstrahldruck, organischen Vergasungsdruck usw. Die Metallschicht 140a kann in einer Vakuumkammer speziell für die Präparation von Metallen und die Pufferschicht in einer Vakuumkammer speziell für die Präparation von organischen Materialien hergestellt werden. Der Vorteil ist, dass eine Kreuzkontamination zwischen Metallen und organischen Materialien während der Herstellung vermieden wird, was die Leistung der Vorrichtung weiter verbessert. Gleichzeitig kann die Menge der Verdampfungsquellen weiter reduziert werden, indem der Dotierstoff in der Lochinjektionsschicht als Pufferschicht verwendet wird. Außerdem ist die Schicht, die mit der Pufferschicht in Kontakt ist, die Lochinjektionsschicht der zweiten lichtemittierenden Einheit, und da diese beiden Schichten im Allgemeinen das gleiche Material verwenden (das Material der Pufferschicht wird als Dotierstoff der Lochinjektionsschicht verwendet), ist der Herstellungsprozess (normalerweise der Aufdampfprozess) kontinuierlicher, und die Schnittstelle zwischen den Filmen kann reibungsloser überlaufen.
  • Beispiele
  • Die vorliegende Offenbarung wird im Folgenden in Verbindung mit den folgenden Beispielen ausführlich beschrieben. Offensichtlich dienen die folgenden Beispiele lediglich der Veranschaulichung und sollen den Umfang der vorliegenden Offenbarung nicht einschränken. Ausgehend von den folgenden Beispielen kann der Fachmann weitere Beispiele der vorliegenden Offenbarung erhalten, indem er Verbesserungen an diesen Beispielen vornimmt.
  • Beispiel 1: Herstellung einer roten organischen Tandem-Elektrolumineszenzvorrichtung 300 enthaltend die Verbindungsschicht der vorliegenden Offenbarung, wie in Figur 3 gezeigt
  • Zunächst wurde ein Glassubstrat 310, das zuvor mit einer strukturierten Indium-ZinnOxid (ITO)-Anode 320 mit einer Dicke von 120 nm beschichtet wurde, mit Reinstwasser gereinigt und die ITO-Oberfläche mit UV-Ozon und Sauerstoffplasma behandelt. Das Substrat wurde in einer mit Stickstoff gefüllten Glove-Box getrocknet, um Feuchtigkeit zu entfernen, dann auf eine Halterung montiert und in eine Aufdampfkammer gestellt. Die unten angegebenen organischen Schichten wurden sequentiell durch thermische Verdampfung auf der ITO-Anode mit einer Rate von 0,01 bis 5 Å/s bei einem Vakuumgrad von etwa 1*10-7 Torr abgeschieden. Die erste lichtemittierende Einheit 330a wurde als erstes aufgedampft, wobei die folgenden Schritte durchgeführt wurden. Die Verbindung HI wurde als Lochinjektionsschicht (HIL) 331a mit einer Dicke von 100 Å verwendet. Die Verbindung HT wurde als Lochtransportschicht (HTL) 332a mit einer Dicke von 350 Å verwendet. Die Verbindung H-1 wurde als Elektronensperrschicht (EBL) 333a mit einer Dicke von 50 Å verwendet. Die rote Host-Verbindung H-2 wurde mit der roten Dotierstoffverbindung D-1 dotiert und dann als eine lichtemittierende Schicht (EML) 334a mit einer Dotierstoffkonzentration von 2 % und einer Gesamtdicke von 400 Ä mitabgeschieden. Die Verbindung H-3 wurde als eine Lochsperrschicht (HBL) 335a mit der Dicke von 50 Ä verwendet, die auf der lichtemittierenden Schicht aufgebracht wurde. Auf der HBL wurden die Verbindung ET und die Verbindung EIL gemeinsam als eine Elektronentransportschicht (ETL) 336a abgeschieden, wobei die Verbindung EIL 60 % des Gesamtgewichts der ETL-Schicht ausmachte und die Gesamtdicke der ETL-Schicht 350 Å betrug. Danach wurde sequentiell das Metall Yb mit einer Dicke von 15 Ä als Metallschicht 340a einer Verbindungsschicht 340 aufgedampft, und die Verbindung 1 mit einer Dicke von 10 Å wurde als eine Pufferschicht 340b der Verbindungsschicht 340 aufgedampft. Dann wurde die zweite lichtemittierende Einheit 330b aufgedampft, wobei die folgenden Schritte durchgeführt wurden. Die Verbindung 1 und die Verbindung HT wurden gemeinsam als eine Lochinjektionsschicht 331b mit einer Dicke von 100 Ä aufgedampft, wobei die Verbindung 1 3 % des Gesamtgewichts einer p-Typ-Materialschicht (d.h. der Lochinjektionsschicht 331b) ausmachte. Beachtet werden sollte, dass die Lochinjektionsschicht 331b, zusammen mit der Metallschicht 340a und der Pufferschicht 340b der Verbindungsschicht 340, auch als Ladungserzeugungsschicht betrachtet werden kann. Dann wurde die Verbindung HT mit einer Dicke von 700 Å als eine Lochtransportschicht 332b abgeschieden, und die Verbindung H-1 wurde als eine Elektronensperrschicht (EBL) 333b mit einer Dicke von 50 Å abgeschieden. Dann wurde die rote Host-Verbindung H-2 mit der roten Dotierstoffverbindung D-1 dotiert und dann als eine lichtemittierende Schicht (EML) 334b mit einer Dotierstoffkonzentration von 2 % und einer Gesamtdicke von 400 Å abgeschieden. Die Verbindung H-3 wurde als eine Lochsperrschicht (HBL) 335b mit einer Dicke von 50 Å verwendet, die auf der lichtemittierenden Schicht abgeschieden wurde. Auf der HBL wurden die Verbindung ET und die Verbindung EIL gemeinsam als eine Elektronentransportschicht (ETL) 336b abgeschieden, und schließlich wurde die Verbindung EIL mit einer Dicke von 10 Å als eine Elektroneninjektionsschicht (EIL) 337b aufgedampft, wobei die Verbindung EIL 60 % des Gesamtgewichts der ETL-Schicht ausmachte und die Gesamtdicke der ETL-Schicht 350 Å betrug, und Aluminium mit einer Dicke von 120 nm wurde als eine Kathode 360 aufgedampft. Beachtet werden sollte, dass die obige Vorrichtungsstruktur nur zur Veranschaulichung dient und nicht auf die Beschreibung der vorliegenden Offenbarung beschränkt ist. Zum Beispiel kann die Lochinjektionsschicht in der ersten lichtemittierenden Einheit 330a die gleiche Struktur wie in der zweiten lichtemittierenden Einheit 330b verwenden und umgekehrt. In einem anderen Beispiel kann die zweite lichtemittierende Einheit 330b Host-Verbindungen und lichtemittierende Materialien in anderen Farben sowie entsprechend angepasste Transportmaterialien und Vorrichtungsstrukturen verwenden. Nach der Herstellung der Vorrichtung wurde die Vorrichtung aus der Aufdampfkammer zurück in die Glove-Box überführt und mit einer Glasabdeckung verpackt. Strukturbeispiele für die Verbindung 1, Verbindung HI, Verbindung HT, Verbindung H-1, Verbindung H-2, Verbindung H-3, Verbindung D-1, Verbindung ET und Verbindung EIL sind wie folgt:
    Figure DE102020127362A1_0028
    Figure DE102020127362A1_0029
    Figure DE102020127362A1_0030
    Figure DE102020127362A1_0031
  • Vergleichsbeispiel 1: Herstellung einer roten organischen Tandem-Elektrolumineszenzvorrichtung umfassend eine Verbindungsschicht, die nur eine Metallschicht enthält
  • Das Herstellungsverfahren war dasselbe wie in Beispiel 1, außer dass die Verbindungsschicht nicht die die durch die Verbindung 1 gebildete Pufferschicht 340b aufwies.
  • Tabelle 2 zeigt die Testergebnisse von Beispiel 1 und Vergleichsbeispiel 1. Die Farbartkoordinaten wurden bei einer Helligkeit von 1000 cd/m2 gemessen, die Helligkeit, die externe Quanteneffizienz und die Spannung wurden bei einer Stromdichte von 15 mA/cm2 gemessen, und die Lebensdauer der Vorrichtung war die Zeit, die erforderlich war, um auf 97 % der anfänglichen Helligkeit bei 1000 cd/m2 abzufallen. Tabelle 2
    1000 cd/m2 15 mA/cm2
    Farbartkoordinaten (x, y) Lebensdauer (hr) Helligkeit (cd/m2) Externe Quanteneffizienz (%) Spannung (V)
    Beispiel 1 0,685 0,314 41832 6506 49,09 9,21
    Vergleichsbeispiel 1 0,685 0,314 24656 6318 48,07 10,65
  • Die Farbartkoordinaten von Beispiel 1 und Vergleichsbeispiel 1 waren identisch, was darauf hindeutet, dass die Pufferschicht 340b die Farbe der Vorrichtung nicht beeinflusst hat. Die externe Quanteneffizienz von Beispiel 1 war 49,09 %, 1,02 % höher als die von Vergleichsbeispiel 1. Bei einer Stromdichte von 15 mA/cm2 betrug die Helligkeit von Beispiel 1 6506 cd/m2, während die Helligkeit von Vergleichsbeispiel 1 nur 6318 cd/m2 betrug, und die Spannung von Beispiel 1 betrug 9,21 V, während die Spannung von Vergleichsbeispiel 1 sogar 10,65 V betrug, 1,44 V höher als bei Beispiel 1, was darauf hinweist, dass die Verwendung der Pufferschicht 340b die Vorrichtungsspannung effektiv reduzieren und die Effizienz verbessern kann. Die Lebensdauer von Beispiel 1 betrug 41832 Stunden bei 1000 cd/m2, während die Lebensdauer von Vergleichsbeispiel 1 nur 24656 Stunden betrug. Die Lebensdauer des organischen Elektrolumineszenzvorrichtung von Beispiel 1 war 1,7 mal so lang wie die des Vergleichsbeispiels 1. Dies liegt daran, dass die diskontinuierliche Pufferschicht 340b die diskontinuierliche Metallschicht 340a effektiv ergänzt, so dass sie die Erzeugung von Fallen verhindert, die Rekombination an der Grenzfläche reduziert und die Lebensdauer der Vorrichtung verbessert. Da die Lochinjektionsschicht der zweiten lichtemittierenden Einheit ebenfalls das Material der Pufferschicht verwendet, ist der Übergang an der Grenzfläche glatter, was ebenfalls zur Reduzierung von Defekten und zur Verbesserung der Leistung der Vorrichtung beiträgt. Diese Ergebnisse zeigen, dass die organische Elektrolumineszenzvorrichtung der vorliegenden Offenbarung eine niedrigere Spannung und eine längere Lebensdauer aufweist.
  • Eine konventionelle Einzelschicht-Vorrichtung 500, d.h. eine Vorrichtung, deren Vorrichtungsstruktur völlig identisch mit der der einzelnen lichtemittierenden Einheit 330a oder 330b ist, wurde ebenfalls hergestellt. Wie in 5 gezeigt, wurden Schichten sequentiell durch thermische Verdampfung auf der ITO-Anode 510 mit einer Rate von 0,01 bis 5 Å/s bei einem Vakuumgrad von ungefähr 1*10-7 Torr abgeschieden (diese Figur ist eine Illustration und enthält keine Substratschicht). Die Verbindung HI wurde als eine Lochinjektionsschicht (HIL) 520 mit einer Dicke von 100 Å verwendet. Die Verbindung HT wurde als eine Lochtransportschicht (HTL) 530 mit einer Dicke von 350 Å verwendet. Die Verbindung H-1 wurde als eine Elektronensperrschicht (EBL) 540 mit einer Dicke von 50 Å verwendet. Die rote Host-Verbindung H-2 wurde mit der roten Dotierverbindung D-1 dotiert und dann als eine lichtemittierende Schicht (EML) 550 mit einer Gesamtdicke von 400 Å co-abgeschieden. Die Verbindung H-3 wurde als eine Lochsperrschicht (HBL) 560 mit einer Dicke von 50 Ä verwendet, die auf der lichtemittierenden Schicht abgeschieden wurde. Auf der HBL wurden die Verbindung ET und die Verbindung EIL als eine Elektronentransportschicht (ETL) 570 gemeinsam abgeschieden, und schließlich wurde die Verbindung EIL mit einer Dicke von 10 Å als eine Elektroneninjektionsschicht (EIL) 580 aufgedampft, und Aluminium mit einer Dicke von 120 nm wurde als eine Kathode 590 aufgedampft. Die Leistung der konventionellen Einzelschicht-Vorrichtung ist in Tabelle 3 dargestellt: Bei einer Stromdichte von 15 mA/cm2 betrug die Helligkeit 3027 cd/m2, die Spannung 4,83 V, die externe Quanteneffizienz 23,5 %, die Lebensdauer für das Abklingen auf 97 % der anfänglichen Helligkeit bei 1000 cd/m2 betrug 11764 Stunden, und die Farbartkoordinaten waren x = 0,683 und y = 0,316. Daher waren die Helligkeit und die externe Quanteneffizienz von Beispiel 1 mehr als doppelt so hoch wie die Helligkeit und externe Quanteneffizienz der herkömmlichen Einzelschicht-Vorrichtung, die Spannung von Beispiel 1 war 0,42 V niedriger als das Zweifache der Spannung der herkömmlichen Einzelschicht-Vorrichtung, und die Lebensdauer war auch mehr als dreimal so lang wie die Lebensdauer der herkömmlichen Einzelschicht-Vorrichtung. Tabelle 3
    1000 cd/m2 15 mA/cm2
    Farbartkoordinaten (x, y) Lebensdauer (hr) Helligkeit (cd/m2) Externe Quanteneffizienz (%) Spannung (V)
    Einzelschicht-Vorichtung 0,683 0,316 11764 3027 23,5 4,83
  • Beispiel 2: Herstellung einer organischen Tandem-Elektrolumineszenzvorrichtung umfassend drei lichtemittierenden Einheiten und Verbindungsschichten der vorliegenden Offenbarung
  • Das Herstellungsverfahren von Beispiel 2 war das gleiche wie das von Beispiel 1, außer dass eine zweite Verbindungsschicht 350 und eine dritte lichtemittierende Einheit 330c sequentiell zwischen der zweiten lichtemittierenden Einheit 330b und der Kathode hinzugefügt wurden, wobei mit Ausnahme der Tatsache, dass die Dicke der Lochtransportschicht in 330c 800 Å betrug, die verbleibenden organischen Schichten in 330c exakt identisch mit den organischen Schichten in 330b in Bezug auf Reihenfolge, Dicke, Dotierung und Material waren, und die Metallschicht 350a und die Pufferschicht 350b, enthalten in der zweiten Verbindungsschicht 350, ebenfalls exakt die gleichen waren wie die Verbindungsschicht 340. Außerdem enthielt die zweite lichtemittierende Einheit 330b hierin nicht 337b. Für den Aufbau der Vorrichtung kann auf 2 verwiesen werden.
  • Vergleichsbeispiel 2: Herstellung einer organischen Tandem-Elektrolumineszenzvorrichtung umfassend drei lichtemittierenden Einheiten und Verbindungsschichten ohne Pufferschichten 340b und 350b
  • Das Herstellungsverfahren war das gleiche wie in Beispiel 2, mit dem Unterschied, dass die Verbindungsschicht nur die Metallschicht aufwies.
  • Tabelle 4 zeigt die Testergebnisse von Beispiel 2 und Vergleichsbeispiel 2. Die Farbartkoordinaten wurden bei einer Helligkeit von 1000 cd/m2 gemessen, die Helligkeit, die externe Quanteneffizienz und die Spannung wurden bei einer Stromdichte von 15 mA/cm2 gemessen, und die Lebensdauer der Vorrichtung war die Zeit, die erforderlich war, um auf 97 % der anfänglichen Helligkeit bei 1000 cd/m2 abzufallen. Tabelle 4
    1000 cd/m2 15 mA/cm2
    Farbartkoordinaten (x, y) Lebensdauer (hr) Helligkeit (cd/m2) Externe Quanteneffizienz (%) Spannung (V)
    Beispiel 2 0,687 0,312 70552 8827 67,40 14,03
    Vergleichsbeispiel 2 0,687 0,312 37707 8381 67,39 16,48
  • Die Farbartkoordinaten von Beispiel 2 und Vergleichsbeispiel 2 waren identisch, und die externe Quanteneffizienz von Beispiel 2 betrug 67,40 %, während die externe Quanteneffizienz von Vergleichsbeispiel 2 67,39 % betrug, d.h. ihre externen Quanteneffizienzen waren im Wesentlichen gleich. Bei einer Stromdichte von 15 mA/cm2 betrug die Helligkeit von Beispiel 2 8827 cd/m2, während die Helligkeit von Vergleichsbeispiel 2 nur 8381 cd/m2 betrug. Die Spannung von Beispiel 2 betrug 14,03 V, während die Spannung des Vergleichsbeispiels sogar 16,48 V betrug, 2,45 V höher als die von Beispiel 2. Die obigen Ergebnisse zeigen auch, dass im Vergleich zur alleinigen Verwendung der Metallschicht das Zufügen der Pufferschicht die Verbindungsschicht insgesamt flacher macht, der Ladungstransfer effektiver ist und daher die Spannung niedriger ist. Bei gleicher Helligkeit betrug die Lebensdauer von Beispiel 2 70552 Stunden, während die Lebensdauer von Vergleichsbeispiel 2 nur 37707 Stunden betrug. Die Lebensdauer der organischen Elektrolumineszenzvorrichtung von Beispiel 2 war 1,9 mal so lang wie die des Vergleichsbeispiels 2. Der Grund für die Erhöhung der Lebensdauer ist wie oben erwähnt. Verglichen mit der konventionellen Einzelschicht-Vorrichtung war die Spannung bei einer Stromdichte von 15 mA/cm2 0,46 V niedriger als das Dreifache der konventionellen Einzelschicht-Vorrichtung, und die Helligkeit und externe Quanteneffizienz entsprachen fast 3 mal die der konventionellen Einzelschicht-Vorrichtung, und bei der gleichen Helligkeit von 1000 cd/m2 war die Lebensdauer fast 6 mal die der konventionellen Einzel-Vorrichtung.
  • Beispiel 3: Herstellung einer gelben organischen Tandem-Elektrolumineszenzvorrichtung 400 umfassend die Verbindungsschicht der vorliegenden Offenbarung, wie in Figur 4 gezeigt
  • Der Behandlungsprozess des Substrats war derselbe wie in Beispiel 1, und die Schichten wurden sequentiell durch thermisches Aufdampfen auf der ITO-Anode 420 mit einer Rate von 0,01 bis 5 Å/s bei einem Vakuumgrad von etwa 1*10-7 Torr abgeschieden. Die erste lichtemittierende Einheit 430a wurde zuerst aufgedampft, wobei die folgenden Schritte durchgeführt wurden. Die Verbindung HI wurde als eine Lochinjektionsschicht (HIL) 431a mit einer Dicke von 100 Å verwendet. Die Verbindung HT wurde als eine Lochtransportschicht (HTL) 432a mit einer Dicke von 400 Ä verwendet. Dann wurde die gelbe Host-Verbindung H-3 mit der gelben Dotierstoffverbindung D-2 dotiert und als eine lichtemittierende Schicht (EML) 433a mit einer Dotierstoffkonzentration von 20 % und einer Gesamtdicke von 400 Å co-abgeschieden. Die Verbindung H-3 wurde als eine Lochsperrschicht (HBL) 434a mit einer Dicke von 100 Å verwendet, die auf die lichtemittierende Schicht aufgedampft wurde. Auf der HBL wurden die Verbindung ET und die Verbindung EIL gemeinsam als eine Elektronentransportschicht (ETL) 435a abgeschieden, wobei die Verbindung EIL 60 % des Gesamtgewichts der ETL-Schicht ausmachte und die Gesamtdicke der ETL-Schicht 450 Å betrug. Danach wurde sequentiell das Metall Yb mit einer Dicke von 15 Å als eine Metallschicht 440a einer Verbindungsschicht 440 aufgedampft, und die Verbindung 1 wurde mit einer Dicke von 10 Å als eine Pufferschicht 440b der Verbindungsschicht 440 aufgedampft. Dann wurde die zweite lichtemittierende Einheit 430b aufgedampft, wobei die folgenden Schritte durchgeführt wurden. Die Verbindung 1 und die Verbindung HT wurden gemeinsam als eine Lochinjektionsschicht 431b aufgedampft, wobei die Verbindung 1 3 % des Gesamtgewichts der p-Typ-Materialschicht ausmachte. Die Verbindung HT mit einer Dicke von 800 Å wurde als eine Lochtransportschicht 432b aufgedampft. Die gelbe Host-Verbindung H-3 wurde mit der gelben Dotierverbindung D-2 dotiert und dann als eine lichtemittierende Schicht (EML) 433b mit einer Gesamtdicke von 400 Å mitabgeschieden. Die Verbindung H-3 wurde als eine Lochsperrschicht (HBL) 434b mit einer Dicke von 100 Å verwendet, die auf der lichtemittierenden Schicht abgeschieden wurde. Auf der HBL wurden die Verbindung ET und die Verbindung EIL als eine Elektronentransportschicht (ETL) 435b gemeinsam abgeschieden, und schließlich wurde die Verbindung EIL mit einer Dicke von 10 Å als eine Elektroneninjektionsschicht (EIL) 436b aufgedampft, und Aluminium mit einer Dicke von 120 nm wurde als eine Kathode 460 aufgedampft. Das Gehäuse der Vorrichtung war das gleiche wie in Beispiel 1. Man beachte, dass die lichtemittierende Einheit in dieser Ausführungsform keine Elektronensperrschicht verwendete, aber immer noch eine Elektroneninjektionsschicht und eine Lochinjektionsschicht behielt, die für eine grundlegende lichtemittierende Einheit unerlässlich sind. Das Strukturbeispiel der Verbindung D-2 ist wie folgt:
    Figure DE102020127362A1_0032
  • Beispiel 4: Herstellung einer gelben organischen Tandem-Elektrolumineszenzvorrichtung umfassend eine Verbindungsschicht, die eine Pufferschicht 440b mit einer Dicke von 50 Ä enthält
  • Das Herstellungsverfahren war das gleiche wie in Beispiel 3, mit der Ausnahme, dass die Dicke der Pufferschicht 440b in der Verbindungsschicht 50 Å betrug.
  • Beispiel 5: Herstellung einer gelben organischen Tandem-Elektrolumineszenzvorrichtung umfassend eine Verbindungsschicht, die eine Pufferschicht 440b mit einer Dicke von 100 Ä enthält
  • Das Herstellungsverfahren war das gleiche wie in Beispiel 3, mit der Ausnahme, dass die Dicke der Pufferschicht 440b in der Verbindungsschicht 100 Å betrug.
  • Beispiel 6: Herstellung einer gelben organischen Tandem-Elektrolumineszenzvorrichtung umfassend eine Verbindungsschicht, die eine Pufferschicht 440b mit einer Dicke von 150 Ä enthält
  • Das Herstellungsverfahren war das gleiche wie in Beispiel 3, mit der Ausnahme, dass die Dicke der Pufferschicht 440b in der Verbindungsschicht 150 Å betrug.
  • Vergleichsbeispiel 3: Herstellung einer gelben organischen Tandem-Elektrolumineszenzvorrichtung umfassend eine Verbindungsschicht, die nur eine Metallschicht enthält
  • Das Herstellungsverfahren war das gleiche wie in Beispiel 3, mit dem Unterschied, dass das Material der Pufferschicht 440b nicht aufgedampft wurde.
  • Tabelle 5 zeigt die Testergebnisse der Beispiele 3, 4, 5 und 6 sowie des Vergleichsbeispiels 3. Die Farbartkoordinaten wurden bei einer Helligkeit von 1000 cd/m2 gemessen, die Helligkeit, die externe Quanteneffizienz und die Spannung wurden bei einer Stromdichte von 15 mA/cm2 gemessen, und die Lebensdauer der Vorrichtung war die Zeit, die erforderlich war, um auf 97 % der anfänglichen Helligkeit bei 1000 cd/m2 abzufallen. Tabelle 5
    1000 cd/m2 15 mA/cm2
    Farbartkoordinaten (x, y) Lebensdauer (hr) Helligkeit (cd/m2) Externe Quanteneffizienz (%) Spannung (V)
    Beispiel 3 0,451 0,541 80512 18387 36,56 7,70
    Beispiel 4 0,454 0,538 64174 18426 36,91 7,63
    Beispiel 5 0,458 0,535 63907 18275 36,84 7,46
    Beispiel 6 0,456 0,537 66933 18387 36,85 7,43
    Vergleichsbeispiel 3 0,447 0,544 48991 18570 36,68 8,72
  • In den Beispielen 3 bis 6 wurde die Dicke der Pufferschicht 440b sukzessive erhöht. Die Farbartkoordinaten waren im Wesentlichen gleich. Die Lebensdauer betrug jeweils mehr als 60000 Stunden, und bei einer Dicke von 10 Å war die Lebensdauer der Vorrichtung am höchsten und erreichte 80512 h. Die externe Quanteneffizienz der Pufferschicht mit unterschiedlichen Dicken war fast gleich, und der Spitzenwert betrug 36,91 % bei einer Dicke von 50 Å. Die Vorrichtungsspannung nahm mit zunehmender Schichtdicke ab. Eine solche Vorrichtungsleistung ermöglicht es Anwendern, eine Vorrichtung nach ihren eigenen Anforderungen zu optimieren und anzupassen. Zum Beispiel können sie eine Pufferschicht 440b mit einer Dicke von 10 Å verwenden, um die längste Lebensdauer zu erhalten, oder eine Pufferschicht 440b mit einer Dicke von 150 Å verwenden, um die niedrigste Spannung zu erhalten. In Vergleichsbeispiel 3 enthielt die Vorrichtung die Pufferschicht 440b nicht, die Farbe war blau-verschoben und die Lebensdauer wurde auf 48991 Stunden reduziert, 31521 Stunden weniger als die von Beispiel 3. Die Spannung von Beispiel 3 stieg auf 8,72 V, 1,29 V höher als die von Beispiel 6. Diese Ergebnisse zeigen, dass die Vorrichtung umfassend eine Verbindungsschicht mit einer Pufferschicht gemäß der vorliegenden Offenbarung eine niedrigere Spannung und eine längere Lebensdauer aufweist.
  • Um die Funktion der Pufferschicht mit dem LUMO-Energieniveau größer als 4,9 eV in der Verbindungsschicht der vorliegenden Offenbarung zu überprüfen, wurde HATCN (mit dem LUMO-Energieniveau von 4,81 eV) als eine Pufferschicht verwendet und mit der Verbindung 1 (mit dem LUMO-Energieniveau von 5,05 eV) in der Verbindungsschicht der vorliegenden Offenbarung verglichen.
  • Beispiel 7: Herstellung einer organischen Tandem-Elektrolumineszenzvorrichtung umfassend eine Verbindungsschicht, die die Pufferschicht der vorliegenden Offenbarung enthält
  • Das Herstellungsverfahren war das gleiche wie in Beispiel 1, mit der Ausnahme, dass die Verbindung 1 mit einer Dicke von 100 Å aufgedampft wurde, nachdem die Yb-Metallschicht mit einer Dicke von 10 Å aufgedampft wurde, und dass die zweite lichtemittierende Einheit nicht die Lochinjektionsschicht enthielt. Zu beachten ist, dass in dieser Vorrichtungsstruktur die Verbindungsschicht, die aus der Metallschicht Yb und der durch die Verbindung 1 aufgedampften Pufferschicht besteht, eine Ladungserzeugungsschicht ist, wobei die Metallschicht Yb für die Erzeugung von Elektronen verantwortlich ist und die durch die Verbindung 1 aufgedampfte Pufferschicht für die Erzeugung von Löchern verantwortlich ist.
  • Vergleichsbeispiel 4: Herstellung einer organischen Tandem-Elektrolumineszenzvorrichtung umfassend eine Verbindungsschicht ohne Pufferschicht der vorliegenden Offenbarung
  • Das Herstellungsverfahren war das gleiche wie in Beispiel 1, außer dass die Verbindung HI (HATCN) mit einer Dicke von 100 Å nach der Yb-Metallschicht mit einer Dicke von 10 Å aufgedampft wurde und dass die zweite lichtemittierende Einheit die Lochinjektionsschicht nicht enthielt.
  • Tabelle 6 zeigt die Testergebnisse von Beispiel 7 und Vergleichsbeispiel 4. Die Farbartkoordinaten wurden bei einer Helligkeit von 1000 cd/m2 gemessen, die Helligkeit, die externe Quanteneffizienz und die Spannung wurden bei einer Stromdichte von 15 mA/cm2 gemessen, und die Lebensdauer der Vorrichtung war die Zeit, die erforderlich war, um auf 97 % der anfänglichen Helligkeit bei 1000 cd/m2 abzufallen. Tabelle 6
    1000 cd/m2 15 mA/cm2
    Farbartkoordinaten (x, y) Lebensdauer (hr) Helligkeit (cd/m2) Externe Quanteneffizienz (%) Spannung (V)
    Beispiel 7 0,684 0.315 39992 6527 48,57 9,22
    Vergleichsbeispiel 4 0,686 0.314 34255 6240 47,93 9,48
  • Beim Vergleich zwischen Beispiel 7 und Vergleichsbeispiel 4 waren die Farbartkoordinaten fast identisch und bei 1000 cd/m2 betrug die Lebensdauer von Beispiel 7 sogar 39992 Stunden, während die Lebensdauer von Vergleichsbeispiel 4 nur 34255 Stunden betrug. Die Lebensdauer wurde um 16,7 % erhöht. Bei 15 mA/cm2 waren die Helligkeit und die externe Quanteneffizienz von Beispiel 7 etwas höher als die von Vergleichsbeispiel 4, aber die Spannung von Beispiel 7 betrug nur 9,22 V, 0,26 V niedriger als die von Vergleichsbeispiel. Die Ergebnisse von Beispiel 7 und Vergleichsbeispiel 4 zeigen, dass die Verwendung einer Pufferschicht mit einem tieferen LUMO-Niveau in der Verbindungsschicht die Lebensdauer der Vorrichtung erhöhen und die Spannung de Tandem-Vorrichtung verringern kann.
  • Beispiel 8: Herstellung einer roten organischen Tandem-Elektrolumineszenzvorrichtung umfassend zwei lichtemittierende Einheiten und eine Verbindungsschicht der vorliegenden Offenbarung
  • Das Herstellungsverfahren war das gleiche wie in Beispiel 1, außer dass die Dicke der Lochtransportschicht der ersten lichtemittierenden Einheit 330a 400 Å betrug, dass das Material der Pufferschicht die Verbindung 29 war und dass die Lochinjektionsschicht der zweiten lichtemittierenden Einheit 330b durch Aufdampfen der Verbindung 29 und der Verbindung HT gebildet wurde.
  • Das Strukturbeispiel der Verbindung 29 ist wie folgt:
    Figure DE102020127362A1_0033
  • Tabelle 7 zeigt die Testergebnisse der Beispiele 8 und der konventionellen Einzelschicht-Vorrichtung 500. Die Farbartkoordinaten wurden bei einer Helligkeit von 1000 cd/m2 gemessen, die Helligkeit, die externe Quanteneffizienz und die Spannung wurden bei einer Stromdichte von 15 mA/cm2 gemessen, und die Lebensdauer des Bauelements war die Zeit, die erforderlich war, um auf 97 % der anfänglichen Helligkeit bei 1000 cd/m2 abzufallen. Tabelle 7
    1000 cd/m2 15 mA/cm2
    Farbartkoordinaten (x, y) Lebensdauer (hr) Helligkeit (cd/m2) Externe Quanteneffizienz (%) Spannung (V)
    Beispiel 8 0,684 0,315 89000 6386 47,8 9,84
    Einzelschicht-Vorrichtung 0,683 0,316 11764 3027 23,5 4,83
  • Für Beispiel 8 und die konventionelle Schichtvorrichtung 500 waren die Farbartkoordinaten im Wesentlichen gleich, was darauf hinweist, dass unterschiedliche Pufferschichtmaterialien die Farbe der Vorrichtung nicht beeinflussen würden. Bei einer Stromdichte von 15 mA/cm2 betrug die Helligkeit der Einzelschicht-Vorrichtung 3027 cd/m2, die Spannung 4,83 V, die externe Quanteneffizienz 23,5 % und die Lebensdauer zur Reduzierung der anfänglichen Helligkeit auf 97 % bei 1000 cd/m2 11764 Stunden. Daher waren die Helligkeit und die externe Quanteneffizienz von Beispiel 8 mehr als doppelt so hoch wie die Helligkeit und externe Quanteneffizienz des konventionellen Einzelschicht-Vorrichtung, die Spannung von Beispiel 8 war 0,18 V höher als das Doppelte der Spannung der konventionellen Einzelschicht-Vorrichtung (±0,2 V liegt innerhalb des normalen experimentellen Fehlerbereichs), was darauf hinweist, dass die Spannung einer laminierten Vorrichtung, die unter Verwendung des oben erwähnten Puffermaterials hergestellt wurde, etwa doppelt so hoch ist wie die Spannung der konventionellen Einzelschicht-Vorrichtung, und dass die Zugabe des Pufferschichtmaterials die Spannung nicht erhöht. Bei 1000 cd/m2 erreichte die Lebensdauer von Beispiel 8 das 7,6-fache der Lebensdauer der konventionellen Einzelschicht-Vorrichtung.
  • Zusammenfassend wird in der Tandem-OLED mindestens eine Schicht aus leitfähigem Film zwischen verschiedenen lichtemittierenden Einheiten für den Ladungsträgertransport benötigt, daher wurde in den obigen Beispielen eine Struktur angenommen, die eine Metallschicht beibehält. Die obigen Ergebnisse zeigen, dass die Verbindungsschicht, die aus der Metallschicht und der Pufferschicht aus dem organischen Material mit einem tiefen LUMO-Energieniveau besteht, die Probleme der hohen Spannung, der geringen Lebensdauer und des komplizierten Herstellungsprozesses der Tandem-Vorrichtung im bestehenden Stand der Technik lösen kann. Die Verbindungsschicht der vorliegenden Offenbarung verzichtet auf die komplizierte Co-Dampfabscheidung, vereinfacht den Herstellungsprozess und verbessert die Gesamtleistung der Vorrichtung, insbesondere verbessert sie die Lebensdauer der Vorrichtung erheblich.
  • Die obigen Ausführungen sind nur bevorzugte Beispiele der vorliegenden Offenbarung. Für den gewöhnlichen Fachmann wird es gemäß der Idee der vorliegenden Offenbarung Änderungen in spezifischen Implementierungen und Anwendungsbereichen geben und der Inhalt dieser Beschreibung sollte nicht als Einschränkungen der vorliegenden Offenbarung verstanden werden.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • CN 201910987157 [0001]
    • US 20160285025 A1 [0005]
    • US 20080171226 A1 [0006]
    • US 6717358 B1 [0007]
    • US 20160141338 A1 [0008]

Claims (17)

  1. Eine organische Elektrolumiszenzvorrichtung, umfassend: eine erste Elektrode, eine zweite Elektrode, und mindestens zwei lichtemittierende Einheiten, die zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode angeordnet sind; wobei die lichtemittierenden Einheiten jeweils mindestens eine lichtemittierende Schicht umfassen; wobei ferner eine Verbindungsschicht bestehend aus einer Metallschicht und einer Pufferschicht zwischen mindestens einem Satz von zwei benachbarten lichtemittierenden Einheiten angeordnet ist, wobei das Material der Pufferschicht ein organisches Material ist; und wobei die lichtemittierende Einheit in Kontakt mit der Pufferschicht des Weiteren eine Lochinjektionsschicht umfasst und die Lochinjektionsschicht der lichtemittierenden Einheit in Kontakt mit der Pufferschicht das Material der Pufferschicht umfasst.
  2. Eine organische Elektrolumineszenzvorrichtung, umfassend: eine erste Elektrode, eine zweite Elektrode, und mindestens zwei lichtemittierende Einheiten, die zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode angeordnet sind, wobei die lichtemittierenden Einheiten jeweils mindestens eine lichtemittierende Schicht umfassen; wobei weiterhin eine Verbindungsschicht bestehend aus einer Metallschicht und einer Pufferschicht zwischen mindestens einem Satz von zwei benachbarten lichtemittierenden Einheiten angeordnet ist; wobei das Material der Pufferschicht ein organisches Material ist und das organische Material ein Energieniveau des niedrigsten unbesetzten Molekülorbitals (LUMO) von mehr als 4,9 eV aufweist.
  3. Die organische Elektrolumineszenzvorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei das Material der Pufferschicht eine durch Formel I dargestellte Verbindung oder eine Chinonverbindung und ein Derivat davon ist:
    Figure DE102020127362A1_0034
    wobei Ring B einen substituierten oder unsubstituierten Kohlenstoffring mit 3 bis 30 Ringatomen oder einen substituierten oder unsubstituierten heterocyclischen Ring mit 3 bis 30 Ringatomen darstellt; wobei n ausgewählt ist aus einer ganzen Zahl von 0 bis 4 und X1, X2 und X3, bei jedem Auftreten gleich oder verschieden, ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus:
    Figure DE102020127362A1_0035
    Figure DE102020127362A1_0036
    Figure DE102020127362A1_0037
    Figure DE102020127362A1_0038
    Figure DE102020127362A1_0039
    Figure DE102020127362A1_0040
    Figure DE102020127362A1_0041
    Figure DE102020127362A1_0042
    und
    Figure DE102020127362A1_0043
     wobei V und W, bei jedem Auftreten identisch oder verschieden, ausgewählt sind aus CR1R2, NR3, O, S oder Se; wobei Ar, bei jedem Auftreten identisch oder verschieden, ausgewählt ist aus substituiertem oder unsubstituiertem Aryl mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen oder einem substituierten oder unsubstituierten Heteroaryl mit 3 bis 30 Kohlenstoffatomen; wobei R, R1, R2, R3, Ra, Rb, Rc, Rd, Re, Rf, Rg und Rh, bei jedem Auftreten gleich oder verschieden, ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus: Wasserstoff, Deuterium, Halogen, einer Nitrosogruppe, einer Nitrogruppe, einer Acylgruppe, einer Carbonylgruppe, einer Carbonsäuregruppe, einer Estergruppe, einer Cyanogruppe, einer Isocyanogruppe, SCN, OCN, SF5, einer Borylgruppe, einer Sulfinylgruppe, einer Sulfonylgruppe, einer Phosphinoxygruppe, substituiertem oder unsubstituiertem Alkyl mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, substituiertem oder unsubstituiertem Cycloalkyl mit 3 bis 20 Ringkohlenstoffatomen, substituiertem oder unsubstituiertem Heteroalkyl mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, substituiertem oder unsubstituiertem Arylalkyl mit 7 bis 30 Kohlenstoffatomen, substituiertem oder unsubstituiertem Alkoxy mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, substituiertem oder unsubstituiertem Aryloxy mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen, substituiertem oder unsubstituiertem Alkenyl mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen, substituiertem oder unsubstituiertem Alkinyl mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen, unsubstituiertem oder unsubstituiertem Aryl mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen, substituiertem oder unsubstituiertem Heteroaryl mit 3 bis 30 Kohlenstoffatomen, substituiertem oder unsubstituiertem Alkylsilyl mit 3 bis 20 Kohlenstoffatomen, substituiertem oder unsubstituiertem Arylsilyl mit 6 bis 20 Kohlenstoffatomen, und Kombinationen davon; wobei A eine Gruppe mit einer elektronenziehenden Gruppe ist, und für jede der Strukturen, wenn eines oder mehrere von Ra, Rb, Rc, Rd, Re, Rf, Rg und Rh auftreten, mindestens eines von Ra, Rb, Rc, Rd, Re, Rf, Rg und Rh eine Gruppe mit einer elektronenziehenden Gruppe ist; wobei vorzugsweise die elektronenziehende Gruppe ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus: F, CF3, OCF3, SF5, SO2CF3, einer Cyanogruppe, einer Isocyanogruppe, SCN, OCN, Pentafluorphenyl, 4-Cyanotetrafluorphenyl, Tetrafluorpyridyl, Pyrimidyl, Triazin und Kombinationen davon.
  4. Die organische Elektrolumineszenzvorrichtung gemäß Anspruch 3, wobei R, bei jedem Auftreten gleich oder verschieden, ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus: F, CF3, OCF3, SF5, SO2CF3, einer Cyanogruppe, einer Isocyanogruppe, SCN, OCN, Pentafluorphenyl, 4-Cyanotetrafluorphenyl, Tetrafluorpyridyl, Pyrimidyl, Triazin und Kombinationen davon.
  5. Die organische Elektrolumineszenzvorrichtung gemäß Anspruch 3, wobei X1, X2 und X3, bei jedem Auftreten gleich oder verschieden, ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus den folgenden Strukturen:
    Figure DE102020127362A1_0044
    Figure DE102020127362A1_0045
    Figure DE102020127362A1_0046
  6. Die organische Elektrolumineszenzvorrichtung gemäß Anspruch 3, wobei der Ring B ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus den folgenden Strukturen:
    Figure DE102020127362A1_0047
    Figure DE102020127362A1_0048
    wobei R' eine Monosubstitution oder eine Disubstitution darstellt und, bei jedem Auftreten gleich oder verschieden, ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus: Wasserstoff, Deuterium, Halogen, einer Nitrosogruppe, einer Nitrogruppe, einer Acylgruppe, einer Carbonylgruppe, einer Carbonsäuregruppe, einer Estergruppe, einer Cyanogruppe, einer Isocyanogruppe, SCN, OCN, SF5, einer Borylgruppe, einer Sulfinylgruppe, einer Sulfonylgruppe, einer Phosphinoxygruppe substituiertem oder unsubstituiertem Alkyl mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, substituiertem oder unsubstituiertem Cycloalkyl mit 3 bis 20 Ringkohlenstoffatomen, substituiertem oder unsubstituiertem Heteroalkyl mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, substituiertem oder unsubstituiertem Arylalkyl mit 7 bis 30 Kohlenstoffatomen, substituiertem oder unsubstituiertem Alkoxy mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, substituiertem oder unsubstituiertem Aryloxy mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen, substituiertem oder unsubstituiertem Alkenyl mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen, substituiertem oder unsubstituiertem Alkinyl mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen, unsubstituiertem oder unsubstituiertem Aryl mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen, substituiertem oder unsubstituiertem Heteroaryl mit 3 bis 30 Kohlenstoffatomen, substituiertem oder unsubstituiertem Alkylsilyl mit 3 bis 20 Kohlenstoffatomen, substituiertem oder unsubstituiertem Arylsilyl mit 6 bis 20 Kohlenstoffatomen, und Kombinationen davon; und benachbarte Substituenten R' können gegebenenfalls zu einem Ring verbunden sein.
  7. Die organische Elektrolumineszenzvorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei das Material der Pufferschicht ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus:
    Figure DE102020127362A1_0049
    Figure DE102020127362A1_0050
    Figure DE102020127362A1_0051
    Figure DE102020127362A1_0052
    Figure DE102020127362A1_0053
    Figure DE102020127362A1_0054
    Figure DE102020127362A1_0055
    Figure DE102020127362A1_0056
  8. Die organische Elektrolumineszenzvorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei ein Metall in der Metallschicht ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus: Yb, Li, Na, K, Rb, Cs, Fr, Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Tb, Th, Dy, Ho, Er, Em, Gd, Lu, Y, Mn, Ag und Kombinationen aus einer Vielzahl davon.
  9. Die organische Elektrolumineszenzvorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Metallschicht durch Aufdampfen eines elementaren Metalls gebildet wird oder durch Aufdampfen von zwei oder mehr elementaren Metallen gebildet wird.
  10. Die organische Elektrolumineszenzvorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Pufferschicht eine Dicke im Bereich von 0,1 nm bis 30 nm, vorzugsweise von 0,1 nm bis 15 nm aufweist.
  11. Die organische Elektrolumineszenzvorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Metallschicht eine Dicke im Bereich von 0,1 nm bis 20 nm, vorzugsweise von 0,1 nm bis 5 nm, aufweist.
  12. Die organische Elektrolumineszenzvorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei das Metall der Metallschicht eine Arbeitsfunktion von weniger als 4 eV aufweist.
  13. Die organische Elektrolumineszenzvorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei das Material der Pufferschicht ein LUMO-Energieniveau von größer als 4,9 eV, vorzugsweise größer als 5 eV, aufweist.
  14. Die organische Elektrolumineszenzvorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Transmission der Verbindungsschicht in einem Bereich des sichtbaren Lichts größer als 70 % ist.
  15. Die organische Elektrolumineszenzvorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die mindestens zwei lichtemittierenden Einheiten in der Lage sind, Licht der gleichen oder Licht unterschiedlicher Farben zu emittieren.
  16. Die organische Elektrolumineszenzvorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei mindestens eine von der Pufferschicht und der Metallschicht einen diskontinuierlichen Film bildet.
  17. Anzeigeanordnung umfassend die organische Elektrolumineszenzvorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2.
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