DE10331109A1 - Display auf Basis organischer, lichtemittierender Bauelemnte (OLED) und Verfahren zu dessen Herstellung - Google Patents

Display auf Basis organischer, lichtemittierender Bauelemnte (OLED) und Verfahren zu dessen Herstellung Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Display auf Basis organischer, lichtemittierender Bauelemente (OLED) und Verfahren zu dessen Herstellung gemäß den Oberbegriffen der Ansprüche 1 und 18. DOLLAR A Es ist Aufgabe der voliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines Displays auf Basis organischer, lichtemittierender Elemente (OLED) anzugeben, welches die Verwendung von Schattenmasken vermeidet und darüber hinaus zu einer hohen Lebensdauer und einer hohen Effizienz des Displays und einem damit einhergehenden niedrigen Stromverbrauch führt. DOLLAR A Weiterhin soll ein Vollfarbdisplay auf Basis organischer lichtemittierender Bauelemente angegeben werden, welches einfacher und kostengünstiger herstellbar ist und zudem eine lange Lebendsdauer, eine hohe Effizienz und einen niedrigen Stromverbrauch aufweist. DOLLAR A Erfindungsgemäß weist ein Display eine Vielzahl von auf einem Substrat (1) angeordneten Leuchtflächen (Pixel) auf, wobei ein Pixel DOLLAR A - eine Schicht eines polymeren, im roten Wellenlängenbereich emittierenden, organischen Materials (5) und eine Schicht eines niedermolekularen im blauen Wellenlängenbereich emittierenden, organischen Materials (8) oder DOLLAR A - eine Schicht eines polymeren, im grünen Wellenlängenbereich emittierenden, organischen Materials (6) und eine Schicht eines niedermolekularen, im blauen Wellenlängenbereich emittierenden, organischen Materials (8) oder DOLLAR A - eine Lochtransportschicht/Lochinjektionsschicht (7) und eine Schicht eines niedermolekularen, im blauen ...

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Display auf Basis organischer, lichtemittierender Bauelemente (OLED) und Verfahren zu dessen Herstellung gemäß den Oberbegriffen der Ansprüche 1 und 18.
  • Bildschirme auf Basis organischer Leuchtdioden lassen sich in zwei Klassen unterteilen. Zum einen organische Leuchtdioden basierend auf niedermolekularen Emittern, so genannte niedermolekulare organic-light-emitting-diodes (OLEDs) oder polymere, hochmolekulare Emitter, so genannte polymere OLEDs. Die Herstellung von organischen Leuchtdioden auf polymerer Basis ist in EP 0423283 , WO 9013148 (CDT) und US 00569350 (Uniax) beschrieben. Vollfarben Bildschirme auf Basis polymerer Leuchtdioden (polymere OLEDs) werden heutzutage mit Drucktechniken wie dem Tintenstrahldrucken hergestellt. Die Herstellung von OLEDs durch Druckverfahren, wie Tintenstrahldrucken, ist in EP 0908725 , EP 0940796 , EP 0940797 , EP 0989778 (Seiko Epson), WO 9943031 (CDT/Seiko Epson), WO 9966483 (CDT), WO 9828946 (Princeton University/University of California), US 6087196 (Princeton University), WO 0012226 (eMagin) und WO 0019776 (Philips) beschrieben.
  • In diesen Verfahren werden die lichtemittierenden Polymere zu einer Tinte gelöst. Diese Polymertinte wird dann durch einen Tintenstrahldruckkopf auf ein Substrat gedruckt. Dieses Substrat besteht aus einem transparenten Grundkörper, z. B. aus Glas oder Plastik. Dieses Glassubstrat ist mit einer stromleitenden Substanz beschichtet, z. B. einem transparenten Halbleiter, wie Indium-Zinnoxid (ITO). Auf diese leitende Schicht wird dann in dem oben genannten Tintenstrahldruckverfahren das lichtemittierende Polymer aufgedruckt. Um einen vollfarbigen Bildschirm zu erhalten, wird ein rot emittierendes, ein grün emittierendes und ein blau emittierendes Polymer aufgedruckt. Anschließend wird eine Kathode, z. B. aus einer Schicht Calcium und einer Schicht Aluminium aufgedampft. Letztlich wird das gesamte Bauelement verkapselt. Die Kathode und die Anode werden dann an eine Treiberelektronik angeschlossen. Um die Polymere in definierte Pixel oder Linien zu drucken, werden diese durch eine organische oder anorganische Substanz, z. B. einen Photolack strukturiert. Diese Photolackstruktur bildet die Umrandung der Pixel oder sofern Linien gedruckt werden, die linke und rechte Begrenzung der Linien (auch Kanäle genannt) aus. Typischerweise sind diese Photolackstrukturen ca. 300 bis 4000 nm hoch. Die Herstellung von Photolackstrukturen ist in EP 0996314A1 (Toppan Printing) beschrieben.
  • Um das Drucken effektiv zu gestalten, kommen so genannte Mehrkanaldruckköpfe zum Einsatz. Mit diesen Mehrkanaldruckköpfen ist es möglich, simultan in mehrere Linien zu drucken. Dabei werden mehrere Düsen des Druckkopfes angesteuert. Bei einem Piezo betriebenen Druckkopf werden dabei z. B. die Piezoaktuatoren verschiedener Düsen angesteuert und somit die Tropfenbildung aus diesen verschiedenen Düsen angeregt. Zum Drucken wird dann das Substrat mit konstanter Geschwindigkeit gegenüber dem Druckkopf verfahren. Dabei werden auf dem Substrat entsprechend der Anzahl der aktiven Düsen des Druckkopfes Linien gedruckt. Vorzugsweise werden diese Linien in die durch z. B. Photolack vorstrukturierten Kanäle gedruckt. Diese Photolackstruktur gewährleistet, dass Polymertinte nicht in die benachbarten Kanäle fließt. Damit kann rot, grün und blau emittierendes Polymer nebeneinander linienförmig gedruckt werden, ohne dass sich die Farben vermischen.
  • Eine alternative Methode, polymere Leuchtstoffe zu beschichten, ist das so genannte LITI-Verfahren (Laserinduced thermal imaging). Dieses Verfahren wird in US5998085 , US6214520 und US6114088 (3M) beschrieben. Hier handelt es sich um einen thermischen Transfer mittels Laser. Dabei wird eine Laserquelle, ein Transfer-Film und ein Substrat benötigt. Der Transferfilm besitzt das lichtemittierende Polymer auf dessen Oberseite. Dieser Transferfilm wird nun mit der Polymerseite auf das Substrat (späterer Bildschirm) laminiert. Außerdem weist der Transferfilm eine Laserlicht-absorbierende Schicht auf. An dieser wird durch die Laserstrahlung die lichtemittierende Polymerschicht vom Transferfilm abgelöst und verbleibt auf dem Substrat. Der restliche Transferfilm wird abgezogen. Dadurch können lichtemittierende Polymere mittels Laserstrukturierung auf ein Substrat aufgebracht werden. Geschieht dies für ein rotes, grünes und blaues Polymer nebeneinander, erhält man einen Vollfarben-Polymer-OLED-Bildschirm.
  • OLEDs auf Basis niedermolekularer Leuchtstoffe werden durch Verdampfen der Leuchtstoffe aufgebracht. Diese Technik ist in US4539507 und US4885211 (Eastman-Kodak) beschrieben. Die Herstellung vollfarbiger Bildschirme wird unter Zuhilfenahme einer Schattenmaske während des Verdampfungsprozesses realisiert. Dies ist beispielsweise in US 5742129 und US 6297589 (Pioneer) beschrieben. Dabei wird eine Schattenmaske zur Strukturierung der individuellen Farben Rot, Grün und Blau benutzt, wobei hier durch die Öffnung der Schattenmaske das verdampfte Material auf das Substrat gelangt. Für die unterschiedlichen Farben werden entweder unterschiedliche Schattenmasken verwendet, deren Öffnung an unterschiedlichen Positionen liegt, oder eine Schattenmaske entsprechend verschoben. Die so gewonnenen OLED Bildschirme bestehen im Allgemeinen aus einem Glas- oder Plastiksubstrat, einer transparenten Anode, z. B. ITO (Indium-Zinnoxid), einem auf der Anodenschicht angeordneten Lochtransportmaterial (HTL), einer Lochinjektionsschicht (HIL), und der darauf mittels der Schattenmaske aufgedampften niedermolekularen Leuchtstoffe. Darauf wird wiederum ein Elektronentransportmaterial aufgebracht und schließlich eine Kathode aufgedampft. Um den Bildschirm vor Umwelteinflüssen zu schützen, wird das Display verkapselt.
  • Alternativ zu den beiden oben beschriebenen Prinzipien, bei welchen entweder Polymere oder niedermolekulare Emitter in einem Bauelement Verwendung finden, gibt es auch Bauelemente, in denen Polymere und niedermolekulare Materialien übereinander, sozusagen „stacked", kombiniert werden. Dies ist in US 6166489 und WO 9828946 (Princeton University) beschrieben. Der Aufbau entspricht dabei folgendem Prinzip: Ein elektrolumineszentes OLED Bauelement, bestehend aus (von unten nach oben) einer Anode, einer Lochtransportschicht (HTL), einer Blockadeschicht, einer Elektronentransportschicht (ETL) und einer Kathode. Die Lochtransportschicht (HTL) besteht dabei aus einem Polymer, z. B. Polyvinylkarbazol (PVK), welches gleichzeitig emissiv ist oder mit einem emissiven Material dotiert wurde. Die Blockadeschicht und die Elektronentransportschicht (ETL) sind dabei niedermolekulare Materialien. Die Anwesenheit der Blockadeschicht bewirkt dabei die Entstehung der Emission im Polymer, welches oben beschriebene HTL Schicht sein kann oder eine eigene emittierende Polymerschicht, zwischen HTL und ETL. Diese Bauelemente können für ein-, mehr- oder vollfarbige Passiv- oder Aktiv-Matrix Bildschirme verwendet werden.
  • Eine weitere Möglichkeit der Kombination von niedermolekularen und polymeren Emittern in einem Bauelement wird in US 20030020073 (Princeton University) beschrieben. Dabei handelt es sich um ein Mehrfarben-Bildschirm mit einem transparenten Substrat. Rote und grüne, fluoreszente Tinten werden mit Hilfe des Tintenstrahldruckens an diejenigen Stellen aufgebracht, an denen später rot und grün leuchten soll. Anschließend wird ein leitendes Material ganzflächig aufgebracht. Anschließend wird ganzflächig ein blaues Material aufgebracht. Schließlich wird eine Kathode aufgedampft und kontaktiert.
  • Beim Verdampfen niedermolekularer Leuchtstoffe benutzt man Schattenmasken zur Strukturierung der einzelnen Farben. Dies hat zur Folge, dass für die verschiedenen geforderten Farben, rot, grün und blau unterschiedliche Schattenmasken zum Einsatz kommen müssen, was einen zusätzlichen Kostenfaktor bedeutet. Diese Schattenmasken sind beim Verdampfen einem thermischen Streß ausgesetzt und darüber hinaus werden sie mit der Zeit durch die verdampften Stoffe verschmutzt. Dies erfordert ein aufwendiges Reinigen der Schattenmasken bis hin zum regelmäßigen Ersatz dieser Schattenmasken. Beim Einsatz größerer Schattenmasken für größere Substrate bildet die Gravitationskraft ein zusätzliches Problem, da die Schattenmasken zum Durchhängen tendieren und die Auflösung in der Mitte der zu beschichtenden Substrate nicht mehr gewährleistet ist. Darüber hinaus ist der Einsatz von Schattenmasken zur Strukturierung von Rot, Grün und Blau ein zeitaufwendiger Arbeitsschritt, da sie im Vakuum mikrometergenau ausgerichtet und für jede Farbe neu justiert werden müssen. Beim Einsatz von Polymeren als emittierende Substanz ist man aufgrund der relativ kurzen Lebensdauer der blauen Emitter, von wenigen 100 bis 1000 h, stark limitiert. Um OLED Bauelemente für gewerbliche Anwendungen nutzbar zu machen, sind Lebensdauern von > 10000 h gefordert.
  • Bei dem in US 20030020073 (Princeton University) beschriebenen Display umgeht man zwar die limitierte Lebensdauer des blauen Polymers, indem es durch niedermolekulare Emitter ersetzt wird, allerdings wird hier aufgrund des oben beschriebenen Aufbaus eine Zusatzschicht zwischen blauen und roten bzw. grünen Emitter eingebracht, welche primär als Lochtransportschicht für den blauen Emitter angedacht ist. Dies schränkt die Effizienz für die grünen und roten Emitter erheblich ein, da diese (zwischen Kathode und roten/grünen Emittern angeordnete) als Lochtransportschicht ausgelegte Zwischenschicht eine geringe Effizienz bezüglich der Elektronenleitfähigkeit aufweist.
  • Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines Displays auf Basis organischer, lichtemittierender Elemente (OLED) anzugeben, welches die Verwendung von Schattenmasken vermeidet und darüber hinaus zu einer hohen Lebensdauer und einer hohen Effizienz des Displays sowie einem damit einhergehenden niedrigen Stromverbrauch führt.
  • Weiterhin soll ein Vollfarbendisplay auf Basis organischer lichtemittierender Bauelemente angegeben werden, welches einfacher und kostengünstiger herstellbar ist und zudem eine lange Lebensdauer, eine hohe Effizienz und einen niedrigen Stromverbrauch aufweist.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 (Sachanspruch) und die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 18 (Verfahrensanspruch) im Zusammenwirken mit den Merkmalen im Oberbegriff. Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten.
  • Ein besonderer Vorteil der Erfindung besteht in den niedrigen Herstellungskosten eines erfindungsgemäßen Displays nach dem erfindungsgemäßen Verfahren bei gleichzeitiger hoher Effizienz des erfindungsgemäßen Displays und einem damit einhergehenden niedrigen Stromverbrauch. Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Displays auf Basis organischer, lichtemittierender Bauelemente, bestehend aus einer Vielzahl auf einem Substrat angeordneter rotfarbiger, grünfarbiger oder blaufarbiger Leuchtflächen (Pixel) ist durch folgende Verfahrensschritte gekennzeichnet:
    • – Aufbringen einer ersten Elektrodenschicht auf die Leuchtflächen (Pixel) des Substrates,
    • – Aufbringen von polymerem, in grünen Wellenlängenbereich emittierenden, organischen Material auf die später grün zu emittierenden Pixel des Substrates und Aufbringen von polymerem im roten Wellenlängenbereich emittierenden, organischen Material auf die später rot zu emittierenden Pixel des Substrates,
    • – Aufbringen einer Lochtransportschicht oder einer Lochinjektionsschicht auf die später blau zu emittierenden Pixel des Substrates,
    • – Aufbringen von niedermolekularem, im blauen Wellenlängenbereich emittierendem organischen Material auf alle Pixel des Substrates und
    • – Aufbringen einer zweiten Elektrodenschicht auf alle Pixel des Substrates.
  • Dadurch, dass sowohl polymere grüne und rote als auch niedermolekulare blaue Emitter verwendet werden, wird erfindungsgemäß eine hohe Lebensdauer des Displays (größer 10.000 h) realisiert. Dabei werden die polymeren Emittermoleküle als auch die Lochtransportschicht/Lochinjektionsschicht mittels des Tintenstrahldruckens oder des LITI-Verfahrens aufgebracht.
  • Der Kerngedanke der Erfindung besteht darin, die Lochinjektionsschicht/Lochtransportschicht nur in den Bereichen der blauen Pixel aufzubringen. Hierdurch wird es erfindungsgemäß bezüglich der roten und grünen Pixel vermieden, dass deren Effizienz aufgrund geringerer Elektronenleitfähigkeit einer Zwischenschicht (Lochinjektionsschicht/Lochtransportschicht), welche nur von den niedermolekularen blauen Emittern benötigt wird, verringert wird. Hierdurch gelangt man zu einer Ausgangssituation auf dem Substrat, in welcher rote und grüne Polymere neben der Lochinjektionsschicht aufgebracht sind.
  • Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird nun ganzflächig ein blauer Emitter (niedermolekulares, im blauen Wellenlängenbereich emittierendes organisches Material) aufgedampft. Besonderer Vorteil hieran ist, dass die Verwendung einer Schattenmaske vermieden werden kann, da der blaue Emitter ganzflächig aufgedampft wird. Die auch auf den roten und grünen Pixeln aufgedampfte Schicht des blauen Emitters stört jedoch die Emission der roten und grünen Polymere nicht, da die Emission des blauen Emitters nur in den dafür vorgesehenen Pixeln zustande kommt, da in den roten und grünen Pixeln die notwendige Lochinjektionsschicht/Lochtransportschicht fehlt. Weiterhin beeinträchtigt der aufgedampfte blaue niedermolekulare Emitter aufgrund seiner guten Elektronenleitereigenschaften nicht die Emission der roten und grünen Polymere. Entsprechend weist ein erfindungsgemäßes Display eine Vielzahl von auf einem Substrat angeordneten Leuchtflächen (Pixel) auf, wobei ein Pixel
    • – eine Schicht eines polymeren, im roten Wellenlängenbereich emittierenden, organischen Materials und eine Schicht eines niedermolekularen im blauen Wellenlängenbereich emittierenden, organischen Materials (rotfarben emittierender Pixel) oder
    • – eine Schicht eines Polymeren im grünen Wellenlängenbereich emittierenden, organischen Materials und eine Schicht eines niedermolekularen, im blauen Wellenlängenbereich emittierenden, organischen Materials oder
    • – eine Lochtransportschicht (grünfarben emittierender Pixel) oder Lochinjektionsschicht und eine Schicht eines niedermolekularen, im blauen Wellenlängenbereich emittierenden, organischen Materials (blaufarben emittierender Pixel)
    auf. Dabei wird erfindungsgemäß die Tatsache ausgenutzt, dass der niedermolekulare, blaue Emitter einerseits nur bei Vorhandensein einer Lochinjektionsschicht/Lochtransportschicht eine Emission realisieren kann und andererseits aufgrund seiner guten Elektronenleiteigenschaften keine effizienzmindernde Barriere für die polymeren grünen und roten Emitter darstellt. Hierdurch wird es erfindungsgemäß möglich, den blauen Emitter unter Vermeidung der Verwendung einer Schattenmaske ganzflächig aufzudampfen. Dabei wird lediglich auf die für blaues Licht vorgesehenen Pixel vorher eine Lochinjektionsschicht/Lochtransportschicht mittels Tintenstrahldruckens aufgebracht, welche die blaue Emission in den für blaues Licht vorgesehenen Pixel realisiert. In allen anderen (roten und grünen) Pixeln fehlt es erfindungsgemäß an dieser Lochinjektionsschicht/Lochtransportschicht. Hierdurch kann der ebenfalls auf diesen Pixeln aufgedampfte niedermolekulare blaue Emitter nicht zu einer Emission gelangen. Vorteilhafterweise wird die Emission der polymeren, roten und grünen Emitter aufgrund der guten Elektronenleiteigenschaft des blauen Emitters nicht behindert. In einer bevorzugten Ausführungsvariante besteht die Anodenschicht aus einer 150 nm Indium-Zinnoxid-Schicht und die Kathodenschicht aus einer aus einer 1 nm Lithium-Fluorid- und einer 300 nm Aluminium-Schicht.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante weisen die Pixel des Displays eine Lochtransportschicht und eine Elektronentransportschicht auf. Die Lochtransportschicht ist vorzugsweise zwischen der Anodenschicht und der organischen, lichtemittierenden Schicht und die Elektronentransportschicht zwischen der Schicht eines niedermolekularen, im blauen Wellenlängenbereich emittierenden, organischen Materials und der Kathodenschicht angeordnet. Die Lochtransportschicht besteht vorzugsweise aus Polyethylendioxythiophen (PEDOT) und die Elektronentransportschicht besteht vorzugsweise aus Tris-(8-hydroxychinolinolato)-aluminium (Alq).
  • Das polymere, im roten Wellenlängenbereich emittierende, organische Material und das polymere, im grünen Wellenlängenbereich emittierende, organische Material ist vorzugsweise Polyfluoren (PFO). Die Lochinjektionsschicht besteht vorzugsweise aus 2,2',7,7'-Tetrakis-(diphenylamino)-9,9'-spirobifluorene (S-TAD) und weist eine Dicke von 20 nm auf. Das niedermolekulare im blauen Wellenlängenbereich emittierende organische Material ist vorzugsweise Spiro-4,4-bis(diphenylvinyl)-1,1-biphenyl (S-DPVBI) und weist eine Schichtdicke von 30 nm auf.
  • Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
  • 1: ein Substrat zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Displays mit einer Photolackstruktur und einer Anodenschicht in schematischer Darstellung,
  • 2: ein Substrat nach 1 mit darauf aufgebrachter Lochtransportschicht,
  • 3: ein Substrat nach 2 mit darauf aufgebrachten polymeren roten und grünen Emittern,
  • 4: ein Substrat nach 3 mit einer in die blauen Pixel eingebrachten Lochinjektionsschicht,
  • 5: ein Substrat nach 4 mit einer aufgebrachten Schicht eines niedermolekularen, im blauen Wellenlängenbereich emittierenden organischen Materials,
  • 6: ein Substrat nach 5 mit darauf aufgebrachter Elektronentransportschicht,
  • 7: ein Substrat nach 6 mit einer darauf aufgebrachten zweiten Elektrodenschicht (Kathodenschicht) und
  • 8: ein erfindungsgemäßes Display mit Verkapselung in schematischer, geschnittener Darstellung.
  • Zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Displays wird ein Substrat 1 photolithographisch behandelt, so dass Photolackstrukturen 3 Pixel oder Kanäle formen, welche die späteren farbgebenden Leuchtpunkte (Pixel) auf dem Display repräsentieren. Dabei kann die Photolackstruktur 3 beispielsweise durch Aufbringen einer ganzflächigen Photolackschicht, Belichten und Entwickeln dieser Photolackschicht erzeugt werden. Nachfolgend wird auf das Substrat 1 eine erste Elektrodenschicht 2, in diesem Fall eine transparente Anodenschicht aufgebracht, welche aus Indium-Zinnoxid besteht und eine Dicke von 150 nm aufweist, wie in 1 dargestellt ist. Danach wird in sämtliche Pixel ein lochleitendes Material 4, nämlich 60 nm Polyethylendioxythiophen (PEDOT) mittels Tintenstrahldruckverfahren eingebracht, wie in 2 dargestellt ist. Anschließend wird polymeres, im roten Wellenlängenbereich emittierendes, organisches Material 5 (rote Emitter) und polymeres, im grünen Wellenlängenbereich emittierendes, organisches Material 6 (grüne Emitter) in die dafür vorgesehenen Pixel oder Kanäle gedruckt. Die roten und grünen Emitter bestehen aus einer 70 nm dicken Schicht Polyfluoren (PFO) und werden mittels des Tintenstrahldruckverfahrens aufgebracht, wie in 3 dargestellt ist.
  • Alternativ ist es auch möglich, die polymeren roten und grünen Emitter mittels des LITI-Verfahrens aufzubringen.
  • Anschließend wird eine Lochinjektionsschicht 7 auf die blauen Pixel mittels Tintenstrahldruckverfahrens aufgebracht, wie in 4 dargestellt ist. Die Lochinjektionsschicht 7 besteht vorzugsweise aus 2,2',7,7'-Tetrakis-(diphenylamino)-9,9'-spirobifluorene (S-TAD) und weist eine Dicke von 20 nm auf. Alternativ kann die Lochinjektionsschicht auch aus N,N'-diphenyl-N,N'-(3-methylphenyl)-1,1-biphenyl-4,4'-diamine (TPD), oder N,N'-Diphenyl-N,N'-bis(1-naphthalyl)benzidine(NPB) bestehen. Anschließend wird ganzflächig eine Schicht eines niedermolekularen, im blauen Wellenlängenbereich emittierenden, organischen Materials 8 (blauer Emitter) aufgedampft, wie in 5 dargestellt ist. Das niedermolekulare im blauen Wellenlängenbereich emittierende organische Material 8 ist vorzugsweise Spiro-4,4-bis(diphenylvinyl)-1,1-biphenyl (S-DPVBI) und weist eine Schichtdicke von 30 nm auf. Alternative Materialien 8 für blaue Emitter sind 4,4-Bis(2,2-diphenyl-ethen-l-yl)biphenyl (DPVBI), 1,4- bis L4-(2-trimethylsilylvinyl) styryl]-2,5-dibutoxybenzene (BTSB), 5,50- bis(dimesitylboryl)-2,20-bithiophene (BMB-2T), oder 2,5,8,11-tetra-tertbutylperylene (TBPe). Dabei wird insbesondere durch das ganzflächige Aufdampfen des blauen Emitters die Verwendung einer oder mehrerer Schattenmasken vermieden. Dadurch, dass die Lochinjektionsschicht 7 lediglich in den für eine blaue Emission vorgesehenen Pixeln aufgebracht wurde, ist es erfindungsgemäß gewährleistet, dass lediglich in den für eine blaue Emission vorgesehenen Pixeln auch tatsächlich blaues Licht durch den blauen Emitter 8 emittiert wird, da in den für grünes und rotes Licht vorgesehenen Pixeln eine Emission des blauen Lichts durch den blauen Emitter 8 aufgrund der fehlenden Lochinjektionsschicht 7 nicht erfolgen kann. Weiterhin hindert die Schicht des niedermolekularen, im blauen Wellenlängenbereich emittierenden organischen Materials 8 nicht die Emission der polymeren grünen Emitter 6 und der polymeren roten Emitter 5, da der blaue Emitter 8 eine sehr gute Elektronenleitfähigkeit aufweist.
  • Anschließend wird zur Verbesserung der Effizienz des Displays eine Elektronentransportschicht 9, nämlich 5 nm Alq (Tris-(8-hydroxy-chinolinolato)-aluminium) ganzflächig aufgedampft, wie in 6 dargestellt ist. Zur Kontaktierung wird noch eine 1 nm Lithiumfluorid-Schicht und die zweite Elektrodenschicht 10, in diesem Fall die Kathodenschicht, bestehend aus 300 nm Aluminium, aufgedampft, wie in 7 dargestellt ist. Letztendlich wird das Display ganzflächig mit einer Verkapselung 11 versehen, welche aus einer Glasplatte besteht, die mittels eines UV-härtenden Klebers auf das Substrat 1 dauerhaft aufgebracht wird.
  • Die Erfindung ist nicht beschränkt auf das hier dargestellte Ausführungsbeispiel. Vielmehr ist es möglich, durch Kombination und Modifikation der genannten Mittel und Merkmale weitere Ausführungsvarianten zu realisieren, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
  • 1
    Substrat
    2
    erste Elektrodenschicht
    3
    Photolackstruktur
    4
    Lochtransportschicht
    5
    polymeres, im roten Wellenlängenbereich emittie
    rendes, organisches Material
    6
    polymeres, im grünen Wellenlängenbereich emittie
    rendes, organisches Material
    7
    Lochinjektionsschicht
    8
    niedermolekulares, im blauen Wellenlängenbereich
    emittierendes, organisches Material
    9
    Elektronentransportschicht
    10
    zweite Elektrodenschicht
    11
    Verkapselung
    12
    organische lichtemittierende Schicht

Claims (28)

  1. Display auf Basis organischer, lichtemittierender Bauelemente (OLED) bestehend aus einer Vielzahl auf einem Substrat (1) angeordneter Leuchtflächen (Pixel), wobei ein Pixel eine erste Elektrodenschicht (2), eine organische, lichtemittierende Schicht (12) und eine zweite Elektrodenschicht (10) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die organische, lichtemittierende Schicht (12) – eine Schicht eines polymeren, im roten Wellenlängenbereich emittierenden, organischen Materials (5) und eine Schicht eines niedermolekularen, im blauen Wellenlängenbereich emittierenden, organischen Materials (8) oder – eine Schicht eines polymeren, im grünen Wellenlängenbereich emittierenden, organischen Materials (6) und eine Schicht eines niedermolekularen, im blauen Wellenlängenbereich emittierenden, organischen Materials (8) oder – eine Lochtransportschicht oder Lochinjektionsschicht (7) und eine Schicht eines niedermolekularen, im blauen Wellenlängenbereich emittierenden, organischen Materials (8) aufweist.
  2. Display nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Elektrodenschicht (2) die Anodenschicht und die zweite Elektrodenschicht (10) die Kathodenschicht ausbilden.
  3. Display nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Anodenschicht aus Indium-Zinnoxid und die Kathodenschicht aus Aluminium besteht.
  4. Display nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anodenschicht eine 150 nm Indium-Zinnoxid-Schicht und die Kathodenschicht eine 300 nm Aluminium-Schicht aufweist.
  5. Display nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Pixel des Displays eine Lochtransportschicht (4) und/oder eine Elektronentransportschicht (9) aufweisen.
  6. Display nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Lochtransportschicht (4) zwischen der ersten Elektrodenschicht (2) und der organischen, lichtemittierenden Schicht (12) und die Elektronentransportschicht (9) zwischen der Schicht eines niedermolekularen, im blauen Wellenlängenbereich emittierenden, organischen Materials (8) und der zweiten Elektrodenschicht (10) angeordnet ist.
  7. Display nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass Lochtransportschicht (4) aus Polyethylendioxythiophen (PEDOT) oder Polyanilin (PANI) und die Elektronentransportschicht (9) aus Alq (Tris-(8-hydroxy-chinolinolato)-aluminium) besteht.
  8. Display nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass Lochtransportschicht (4) eine Dicke von 20 nm bis 100 nm und die Elektronentransportschicht (9) eine Dicke von 1 nm bis 20 nm aufweist.
  9. Display nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Display eine Verkapselung (11) aufweist.
  10. Display nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Verkapselung (11) aus Glas besteht.
  11. Display nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das polymere, im roten Wellenlängenbereich emittierende, organische Material (5) und/oder das polymere, im grünen Wellenlängenbereich emittierende, organische Material (6) ein Polyfluoren (PFO) ist.
  12. Display nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lochinjektionsschicht (7) aus S-TAD (2,2',7,7'-Tetrakis-(diphenylamino)-9,9'-spirobifluorene), N,N'-diphenyl-N,N'-(3-methylphenyl)-1,1-biphenyl-4,4'-diamine (TPD) oder N,N'-Diphenyl-N,N'-bis(1-naphthalyl)benzidine (NPB) besteht.
  13. Display nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lochinjektionsschicht (7) eine Dicke von 5 nm bis 30 nm aufweist.
  14. Display nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das niedermolekulare, im blauen Wellenlängenbereich emittierende, organische Material (8) aus S-DPVBI (Spiro-4,4-bis(diphenylvinyl)-1,1-biphenyl), 4,4-Bis(2,2-diphenyl-ethen-1-yl)-biphenyl (DPVBI), 1,4-bis[4-(2-trimethylsilylvinyl) styryl]-2,5-dibutoxybenzene (BTSB), 5,50-bis(dimesitylboryl)-2,20-bithiophene (BMB-2T) oder 2,5,8,11-tetra-tertbutylperylene (TBPe) besteht.
  15. Display nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht des niedermolekularen, im blauen Wellenlängenbereich emittierenden, organischen Materials (8) eine Dicke von 5–50 nm aufweist.
  16. Display nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Display mindestens Photolackstruktur (3) aufweist, welche auf dem Substrat (1) angeordnet ist.
  17. Display nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Pixel und die Photolackstruktur (3) nebeneinander auf dem Substrat (1) angeordnet sind.
  18. Verfahren zur Herstellung eines Displays auf Basis organischer, lichtemittierender Bauelemente (OLED) bestehend aus einer Vielzahl auf einem Substrat (1) angeordneter rotfarbiger, grünfarbiger oder blaufarbiger Leuchtflächen (Pixel) gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte: – Aufbringen einer ersten Elektrodenschicht (2) auf die Pixel des Substrates (1), – Aufbringen von polymerem, im grünen Wellenlängenbereich emittierenden, organischen Material (6) auf die später grün zu emittierenden Pixel des Substrates (1) und Aufbringen von polymerem, im roten Wellenlängenbereich emittierenden, organischen Material (5) auf die später rot zu emittierenden Pixel des Substrates (1), – Aufbringen einer Lochtransportschicht/Lochinjektionsschicht (7) auf die später blau zu emittierenden Pixel des Substrates (1), – Aufbringen von niedermolekularem, im blauen Wellenlängenbereich emittierenden, organischen Material (8) auf alle Pixel des Substrates (1) und – Aufbringen einer zweiten Elektrodenschicht (10) auf alle Pixel des Substrates (1).
  19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass auf das Substrat (1) mindestens eine Photolackstruktur (3) aufgebracht wird und die mindestens eine Photolackstruktur (3) photolithographisch behandelt wird.
  20. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass polymeres, im grünen oder roten Wellenlängenbereich emittierendes, organisches Material (5, 6) mittels des Tintenstrahldruckverfahrens oder des LITI-Verfahrens aufgebracht wird.
  21. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Lochinjektionsschicht (7) mittels Tintenstrahldruckverfahren oder LITI-Verfahren aufgebracht wird.
  22. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass das niedermolekulare, im blauen Wellenlängenbereich emittierende, organische Material (8) aufgedampft wird.
  23. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass eine Lochtransportschicht (4) und/oder eine Elektronentransportschicht (9) aufgebracht wird.
  24. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Lochtransportschicht (4) auf die erste Elektrodenschicht (2) und die Elektronentransportschicht (9) auf die Schicht eines niedermolekularen, im blauen Wellenlängenbereich emittierenden, organischen Materials (8) aufgebracht wird.
  25. Verfahren nach einem der Ansprüche 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, dass Lochtransportschicht (4) mittels des Tintenstrahldruckverfahrens oder des LITI-Verfahrens aufgebracht und die Elektronentransportschicht (9) aufgedampft wird.
  26. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass auf die zweite Elektrodenschicht (10) eine Verkapselung (11) aufgebracht wird.
  27. Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Verkapselung (11) mittels eines UV-härtenden Klebers dauerhaft auf der zweiten Elektrodenschicht (10) angeordnet wird.
  28. Verfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass das niedermolekulare, im blauen Wellenlängenbereich emittierende, organische Material (8) ganzflächig auf das Substrat (1) aufgedampft wird.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP1775780A1 (de) * 2005-10-14 2007-04-18 STMicroelectronics S.r.l. Organische elektrolumineszente Vorrichtung und Verfahren zu deren Herstellung
CN104183588A (zh) * 2013-05-21 2014-12-03 海洋王照明科技股份有限公司 一种有机电致发光器件及其制备方法

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