Organische
und metallorganische Verbindungen finden Einsatz als funktionelle
Materialien in einer Reihe von Anwendungen, die im weitesten Sinne
der Elektronikindustrie zugerechnet werden können. Bei den organischen Elektrolumineszenzvorrichtungen
(allg. Beschreibung des Aufbaus vgl.
US
4,539,507 und
US 5,151,629 )
bzw. deren Einzelbauteilen, den organischen lichtemittierenden Dioden
(OLEDs), ist die Markteinführung
bereits erfolgt, wie die Autoradios mit "organischem Display" der Firma Pioneer oder eine Digitalkamera
der Firma Kodak belegen. Weitere derartige Produkte stehen kurz
vor der Einführung.
Dennoch sind hier noch deutliche Verbesserungen nötig, um
diese Displays zu einer echten Konkurrenz zu den derzeit marktbeherrschenden
Flüssigkristallanzeigen
(LCD) zu machen bzw. diese zu überflügeln.
Eine
Entwicklung, die sich in den letzten Jahren abzeichnet, ist der
Einsatz metallorganischer Komplexe, die Phosphoreszenz statt Fluoreszenz
zeigen (M. A.
Baldo
et al., Appl. Phys. Lett. 1999, 75, 4-6). Aus theoretischen Spin-statistischen
Gründen
ist unter Verwendung metallorganischer Verbindungen als Phosphoreszenz-Emitter
eine bis zu vierfache Energie- und Leistungseffizienz möglich. Für die Verbesserung
phosphoreszierender OLEDs ist nicht nur die Entwicklung der metallorganischen
Verbindungen selbst von Bedeutung, sondern vor allem auch von weiteren
speziell hierfür
benötigten
Materialien, wie beispielsweise Matrix- oder Lochblockiermaterialien.
Üblicherweise
besteht eine organische Elektrolumineszenzvorrichtung aus mehreren
Schichten, die mittels Vakuummethoden oder unterschiedlicher Drucktechniken
aufeinander aufgebracht werden. Für phosphoreszierende organische
Elektrolumineszenzvorrichtungen sind diese Schichten im Einzelnen:
- 1. Trägerplatte
= Substrat (üblicherweise
Glas oder Kunststofffolie);
- 2. Transparente Anode (üblicherweise
Indium-Zinn-Oxid, ITO);
- 3. Lochinjektionsschicht (Hole Injection Layer = HIL): z. B.
auf der Basis von Kupferphthalocyanin (CuPc) oder leitfähigen Polymeren;
- 4. Lochtransportschicht(en) (Hole Transport Layer = HTL): üblicherweise
auf Basis von Triarylaminderivaten;
- 5. Emissionsschichten) (Emission Layer = EML): bei phosphoreszierenden
Devices üblicherweise
aus einem Matrixmaterial, z. B. 4,4'-Bis(carbazol-9-yl)-biphenyl (CBP), das mit einem Phosphoreszenzfarbstoff, z.
B. Tris(phenylpyridyl)-iridium (Ir(PPy)3)
oder Tris(2-benzothiophenylpyridyl)-iridium (Ir(BTP)3),
dotiert ist;
- 6. Lochblockierschicht (Hole Blocking Layer = HBL): üblicherweise
aus BCP (2,9-Dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthrolin
= Bathocuproin) oder Bis-(2-methyl-8-hydroxychinolinato)-(4-phenylphenolato)-aluminium(III)
(BAlq);
- 7. Elektronentransportschicht (Electron Transport Layer = ETL):
meist auf Basis von Aluminium-tris-8-hydroxychinolinat (AlQ3);
- 8. Elektroneninjektionsschicht (Electron Injection Layer = EIL,
auch Isolatorschicht = ISL genannt): dünne Schicht aus einem Material
mit einer hohen Dielektrizitätskonstanten,
wie z. B. LiF, Li2O, BaF2,
MgO, NaF;
- 9. Kathode: in der Regel Metalle, Metallkombinationen oder Metalllegierungen
mit niedriger Austrittsarbeit, so z. B. Ca, Ba, Mg, Al, In, Mg/Ag,
aber auch organisch-anorganische
Hybridkathoden.
Je
nach Deviceaufbau können
auch mehrere dieser Schichten zusammenfallen, bzw. es muss nicht notwendigerweise
jede dieser Schichten vorhanden sein. Auch die Verwendung von dünnen Isolatorschichten oder
Dielektrikaschichten zwischen zwei der aktiven Schichten ist möglich.
Allerdings
gibt es immer noch erhebliche Probleme, die einer dringenden Verbesserung
bedürfen,
um hochwertige Vollfarbanwendungen zu ermöglichen:
- 1.
So ist v. a. die operative Lebensdauer von OLEDs immer noch zu gering,
so dass bislang nur einfache Anwendungen kommerziell realisiert
werden konnten.
- 2. Aus der kurzen Lebensdauer ergibt sich ein Folgeproblem:
Gerade für
Vollfarb-Anwendungen
ist es besonders schlecht, wenn die einzelnen Farben unterschiedlich
schnell altern, wie dies derzeit der Fall ist. Dies führt dazu,
dass es schon vor Ende der Lebensdauer (die in der Regel durch einen
Abfall auf 50 % der Anfangshelligkeit definiert ist) zu einer deutlichen
Verschiebung des Weißpunkts
kommt, d. h. die Farbtreue der Darstellung im Display wird schlechter.
- 3. Die Alterungsprozesse gehen i. d. R. mit einem Anstieg der
Spannung einher. Dieser Effekt macht spannungsgetriebene organische
Elektrolumineszenzvorrichtungen schwierig bzw. unmöglich. Eine
stromgetriebene Ansteuerung ist aber gerade in diesem Fall aufwändiger und
teurer.
- 4. Die benötigte
Betriebsspannung ist gerade bei effizienten phosphoreszierenden
OLEDs recht hoch und muss daher verringert werden, um die Leistungseffizienz
zu verbessern.
- 5. Die Effizienz, insbesondere die Leistungseffizienz (gemessen
in Im/W), von phosphoreszierenden OLEDs ist zwar akzeptabel, aber
auch hier sind immer noch Verbesserungen erwünscht.
- 6. Der Aufbau der OLEDs ist durch die Vielzahl organischer Schichten
komplex und technologisch aufwändig;
eine Reduktion der Schichtenanzahl ist für die Produktion wünschenswert,
um die Anzahl der Produktionsschritte zu verringern, dadurch die
Technologie zu vereinfachen und die Produktionssicherheit zu erhöhen.
Die
oben genannten Gründe
machen Verbesserungen bei der Herstellung von OLEDs notwendig.
Bei
phosphoreszierenden OLEDs wird üblicherweise
eine Lochblockierschicht (HBL) folgend auf die Emitterschicht zur
Steigerung der Effizienz und Lebensdauer verwendet. Diese Devicestrukturen
werden meist nach dem Kriterium der maximalen Effizienz optimiert.
Dabei kommt häufig
BCP (Bathocuproin) als Lochblockiermaterial zum Einsatz, womit sehr
gute Effizienzen erzielt werden (z. B. D. F. O'Brien et al., Appl. Phys. Lett. 1999,
74, 442), allerdings mit dem entscheidenden Nachteil, dass die Lebensdauer
der OLEDs mit BCP sehr niedrig ist. T. Tsutsui et al. (Japanese
J. Appl. Phys. 1999, 38, L1502) geben als Grund hierfür die geringe Stabilität von BCP
an, so dass diese Devices nicht in hochwertigen Displays Verwendung
finden können.
Ein weiteres Lochblockiermaterial ist Bis-(2-methyl-8-hydroxychinolinato)-(4-phenylphenolato)-aluminium(III) (BAlq).
Damit konnten die Stabilität
und die Lebensdauer der Devices deutlich verbessert werden, allerdings mit
dem Nachteil, dass die Quanteneffizienz der Devices mit BAlq deutlich
(ca. 40 %) niedriger ist als mit BCP (T. Watanabe et al., Proc.
SPIE 2001, 4105, 175). Kwong et al. (Appl. Phys. Lett. 2002, 81,
162) erzielten damit Lebensdauern von 10000 h bei 100 cd/m2 mit Tris(phenylpyridyl)iridium(III). Allerdings
zeigte dieses Device nur eine Effizienz von 19 cd/A, was weit hinter
dem Stand der Technik zurückliegt.
Somit ermöglicht
BAlq zwar gute Lebensdauern, insgesamt ist es jedoch kein zufriedenstellendes
Lochblockiermaterial, da die erreichte Effizienz zu niedrig ist.
Aus
dieser Beschreibung geht klar hervor, dass die bislang verwendeten
Lochblockiermaterialien, wie z. B. BCP oder BAlq, zu unbefriedigenden
Nebeneffekten führen.
Es besteht also weiterhin ein Bedarf an Lochblockiermaterialien,
die in OLEDs zu guten Effizienzen führen, gleichzeitig aber auch
zu hohen Lebensdauern. Es wurde nun überraschend gefunden, dass
OLEDs, die bestimmte – im
Folgenden aufgeführte – Spirobifluorenderivate
als Lochblockiermaterialien enthalten, deutliche Verbesserungen
gegenüber
dem Stand der Technik aufweisen. Mit diesen Lochblockiermaterialien
ist es möglich,
gleichzeitig hohe Effizienzen und gute Lebensdauern zu erhalten,
was mit Materialen gemäß Stand
der Technik nicht möglich
ist. Zudem wurde gefunden, dass mit den neuen Lochblockiermaterialien
nicht notwendigerweise eine Elektronentransportschicht verwendet
werden muss, was einen technologischen Vorteil darstellt.
Die
Verwendung einfacher Oligophenylene (1,3,5-Tris(4-biphenylyl)benzol
und Derivate davon) als Lochblockiermaterial in phosphoreszierenden
OLEDs wurde in der Literatur bereits beschrieben (z. B. K. Okumoto
et al., Chem. Mater. 2003, 15, 699). Allerdings sind die Glasübergangstemperaturen
dieser Verbindungen niedrig, teilweise deutlich unter 100 °C, was der
Verwendung dieser Verbindungsklasse in Displayanwendungen im Wege
steht. Außerdem
werden mit dieser Devicekonfiguration keine Spitzeneffizienzen erreicht,
so dass man erkennen kann, dass dieses Lochblockiermaterial offensichtlich
nicht für
die Herstellung von qualitativ hochwertigen Devices genutzt werden
kann.
In
EP 00676461 wird die Verwendung
von Spirobifluoren-Oligophenylenderivaten und anderen Spirobifluorenderivaten
in der emittierenden Schicht oder in einer Ladungstransport- oder
-Injektionsschicht in einer fluoreszierenden OLED beschrieben. Aus
dieser Schrift geht jedoch nicht hervor, wie diese Verbindungen
nutzbringend in phosphoreszierenden OLEDs eingesetzt werden könnten.
Gegenstand
der Erfindung ist eine organische Elektrolumineszenzvorrichtung,
enthaltend eine Anode, eine Kathode und mindestens eine Emissionsschicht,
enthaltend mindestens ein Matrixmaterial, welches mit mindestens
einem phosphoreszierenden Emitter dotiert ist, dadurch gekennzeichnet,
dass zwischen die Emissionsschicht und die Kathode mindestens eine
Lochblockierschicht eingebracht ist, die mindestens eine Verbindung
gemäß Formel
(1) enthält,
wobei für die verwendeten Symbole und
Indizes gilt:
Aryl ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden
ein aromatisches oder heteroaromatisches System mit 1 bis 40 aromatischen
C-Atomen, das durch einen oder mehrere Reste R substituiert sein
kann;
R ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden H,
F, Cl, Br, I, NO
2, CN, N(R
1)
2 oder eine geradkettige, verzweigte oder
cyclische Alkyl- oder Alkoxygruppe mit 1 bis 40 C-Atomen, wobei
ein oder mehrere nichtbenachbarte CH
2-Gruppen
durch -R
1C=CR
1-,
-C≡C-,
Si(R
1)
2, Ge(R
1)
2, Sn(R
1)
2, -O-, -S- oder
-NR
1- ersetzt sein können und wobei ein oder mehrere
H-Atome durch F oder eine aromatische Gruppe R
1 ersetzt
sein können,
wobei mehrere Substituenten R oder R mit Aryl ein weiteres mono-
oder polycyclisches, aliphatisches oder aromatisches Ringsystem
aufspannen können;
R
1 ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden
H oder ein aliphatischer, aromatischer oder heteroaromatischer Kohlenwasserstoffrest
mit 1 bis 20 C-Atomen, wobei mehrere Substituenten R
1 bzw.
R
1 mit R und/oder Aryl auch ein weiteres
mono- oder polycyclisches, aliphatisches oder aromatisches Ringsystem
aufspannen können;
n
ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden 1, 2, 3 oder 4;
m
ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden 0, 1, 2, 3 oder
4;
o ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden 0, 1,
2 oder 3;
p ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden
0, 1, 2, 3 oder 4;
mit der Maßgabe, dass die Summe n + o
= 4 und die Summe m + p = 4 pro Ring ergibt, weiterhin mit der Maßgabe, dass
das Lochblockiermaterial nicht identisch zum Matrixmaterial ist,
und mit der weiteren Maßgabe, dass
Aryl keine Diazin-, Triazin- oder Tetrazin-Gruppe enthält.
Dabei
kann der Aryl-Substituent an jeder beliebigen Stelle mit dem Spirobifluoren-Grundgerüst verknüpft sein.
Unter
einem aromatischen bzw. heteroaromatischen System im Sinne dieser
Erfindung soll ein System verstanden werden, das nicht notwendigerweise
nur einfache aromatische bzw. heteroaromatische Gruppen enthält, sondern
das auch oligo- und polycyclische Systeme und kondensierte aromatische
Einheiten enthalten kann und in dem auch mehrere aromatische bzw.
heteroaromatische Gruppen durch eine kurze nicht-aromatische Einheit,
wie beispielsweise sp3-hybridisierter C,
O, N, etc. unterbrochen sein können.
So sollen also beispielsweise auch Systeme wie 9,9'-Spirobifluoren,
9,9-Diarylfluoren, Triarylamin, etc. als aromatische Systeme verstanden
werden.
Die
OLED kann noch weitere Schichten enthalten, wie zum Beispiel Lochinjektionsschicht,
Lochtransportschicht, Elektroneninjektionsschicht und/oder Elektronentransportschicht.
Auch eine Isolatorschicht zwischen zwei der aktiven Schichten kann
sinnvoll sein. Es sei allerdings darauf verwiesen, dass nicht notwendigerweise
alle diese Schichten vorhanden sein müssen. So werden weiterhin gute
Ergebnisse erhalten, wenn z. B. keine Lochinjektionsschicht und/oder keine
Lochtransportschicht und/oder keine Elektronentransportschicht und/oder
keine Elektroneninjektionsschicht verwendet werden. So wurde gefunden,
dass erfindungsgemäße OLEDs,
die eine Lochblockierschicht gemäß Formel
(1) enthalten, weiterhin vergleichbar gute Effizienzen und Lebensdauern
bei verringerter Betriebsspannung liefern, wenn keine Elektroneninjektions-
und Elektronentransportschichten verwendet werden.
Bevorzugt
enthält
die erfindungsgemäße Lochblockierschicht
mindestens 50 % Verbindungen gemäß Formel
(1 ), besonders bevorzugt mindestens 80 %, ganz besonders bevorzugt
besteht diese nur aus Verbindungen gemäß Formel (1).
Bevorzugt
sind organische Elektrolumineszenzvorrichtungen, bei denen für Verbindungen
gemäß Formel
(1) gilt:
Aryl ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden
ein aromatisches oder heteroaromatisches System mit 1 bis 20 aromatischen
C-Atomen, das durch einen oder mehrere Reste R substituiert sein
kann;
R ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden H,
F, Cl, NO2, CN, N(R1)2 oder eine geradkettige, verzweigte oder
cyclische Alkyl- oder Alkoxygruppe mit 1 bis 20 C-Atomen, wobei
ein oder mehrere nicht benachbarte CH2-Gruppen
durch -R1C=CR1-,
-C≡C-,
Si(R1)2, Ge(R1)2, Sn(R1)2, -O-, -S- oder
-NR1- ersetzt sein können und wobei ein oder mehrere
H-Atome durch F oder eine aromatische Gruppe R1 ersetzt
sein können,
wobei mehrere Substituenten Rein weiteres mono- oder polycyclisches,
aliphatisches oder aromatisches Ringsystem aufspannen können;
R1 ist wie oben definiert;
n ist bei
jedem Auftreten gleich oder verschieden 1 oder 2;
m ist bei
jedem Auftreten gleich oder verschieden 0, 1 oder 2;
o ist
bei jedem Auftreten gleich oder verschieden 2 oder 3;
p ist
bei jedem Auftreten gleich oder verschieden 2, 3 oder 4;
dabei
erfolgt die Verknüpfung
des Aryl-Substituenten bevorzugt über die Positionen 2 und/oder
4, bzw., wenn vorhanden, auch über
die Positionen 5, 7, 2',
4', 5' und/oder 7'.
Besonders
bevorzugt sind organische Elektrolumineszenzvorrichtungen, bei denen
für Verbindungen gemäß Formel
(1) gilt:
Aryl ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden,
ist aufgebaut aus Phenyl- und/oder
Pyridingruppen, enthält
insgesamt 5 bis 18 aromatische C-Atome und kann durch einen oder
mehrere Reste R substituiert sein;
R ist bei jedem Auftreten
gleich oder verschieden H, F, NO2, CN oder
eine geradkettige, verzweigte oder cyclische Alkyl- oder Alkoxygruppe
mit 1 bis 10 C-Atomen, wobei ein oder mehrere nicht benachbarte
CH2-Gruppen durch -R1C=CR1-, -C≡C-,
Si(R1)2, Ge(R1)2, Sn(R1)2, -O-, -S- oder
-NR1- ersetzt sein können und wobei ein oder mehrere
H-Atome durch F oder eine aromatische Gruppe R1 ersetzt
sein können,
wobei mehrere Substituenten R ein weiteres mono- oder polycyclisches,
aliphatisches oder aromatisches Ringsystem aufspannen können;
R1 ist wie oben definiert;
n ist bei
jedem Auftreten gleich 1;
m ist bei jedem Auftreten gleich
oder verschieden 0 oder 1;
o ist bei jedem Auftreten gleich
3;
p ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden 3 oder
4;
dabei erfolgt die Verknüpfung
des Aryl-Substituenten und der Substituenten R, die ungleich H sind,
bevorzugt über
die Position 2, bzw. auch über
die Positionen 7, 2' und/oder
7'.
Ganz
besonders bevorzugt enthalten Verbindungen gemäß Formel (1) insgesamt zwei
Aryl-Substituenten, die entweder über die Positionen 2 und 7
oder über
die Positionen 2 und 2' mit
der Spirobifluoreneinheit verknüpft
sind, oder sie enthalten insgesamt vier Aryl-Substituenten, die über die
Positionen 2, 2',
7 und 7' mit der
Spirobifluoreneinheit verknüpft
sind.
Die
Glasübergangstemperatur
der Verbindungen gemäß Formel
(1) ist bevorzugt > 100 °C, besonders bevorzugt > 120 °C, ganz besonders
bevorzugt > 140 °C. Es hat
sich gezeigt, dass die Glasübergangstemperatur
von Oligoarylenverbindungen, die mindestens eine Spirobifluoreneinheit
enthalten, meist in diesem Bereich liegen, während die Glasübergangstemperatur
einfacher Oligophenylene häufig
deutlich darunter liegt. Ohne an eine bestimmte Theorie gebunden
sein zu wollen, ist dies eventuell durch den sterisch anspruchsvollen
Molekülaufbau
verursacht. Dies begründet
die Bevorzugung dieser Materialien gegenüber einfachen Oligophenylenen
gemäß Stand
der Technik.
Es
hat sich gezeigt, dass die besten Ergebnisse (in Bezug auf die Effizienz
und die Lebensdauer) erzielt werden, wenn die Schichtdicke der Lochblockierschicht
1 bis 50 nm beträgt,
bevorzugt 5 bis 30 nm.
Weiterhin
hat sich gezeigt, dass besonders gute Ergebnisse, insbesondere in
Bezug auf die Betriebsspannung und die Leistungseffizienz, erhalten
werden, wenn zwischen die Lochblockierschicht und die Kathode bzw.
die Elektroneninjektionsschicht keine Elektronentransportschicht
eingebracht wird. Bevorzugt ist also ebenfalls eine erfindungsgemäße Elektrolumineszenzvorrichtung,
die keine Elektronentransportschicht enthält und in der die Lochblockierschicht
direkt an die Elektronenblockierschicht oder die Kathode angrenzt.
Dies ist ein überraschendes
Ergebnis, da dieselbe Devicestruktur mit BCP als Lochblockiermaterial
ohne ETL deutlich kürzere
Lebensdauern liefert.
Die
vorliegende Erfindung wird durch die folgenden Beispiele für Lochblockiermaterialien
gemäß Formel
(1) näher
erläutert,
ohne sie darauf einschränken
zu wollen. Der Fachmann kann aus der Beschreibung und den aufgeführten Beispielen
ohne erfinderisches Zutun weitere erfindungsgemäße Elektrolumineszenzvorrichtungen
mit ähnlichen
Lochblockiermaterialien herstellen.
Die
Matrix für
den phosphoreszierenden Emitter ist bevorzugt ausgewählt aus
den Klassen der Carbazole, z. B. gemäß WO 00/057676, EP 01/202358
und WO 02/074015, der Ketone und Imine, z. B. gemäß
DE 10317556.3 , der Phosphinoxide,
der Phosphinsulfide; der Phosphinselenide, der Phosphazene, der
Sulfone, der Sulfoxide, z. B. gemäß
DE 10330761.3 , der Silane, der polypodalen
Metallkomplexe, z. B. gemäß
DE 10310887.4 , oder der
Oligophenylene basierend auf Spirobifluorenen, z. B. gemäß
EP 676461 und WO 99/40051;
besonders bevorzugt sind Ketone, Phosphinoxide, Sulfoxide und Sulfone.
Der
phosphoreszierende Emitter ist bevorzugt eine Verbindung, die mindestens
ein Element der Ordnungszahl größer 36 und
kleiner 84 aufweist.
Besonders
bevorzugt enthält
der phosphoreszierende Emitter mindestens ein Element der Ordnungszahl
größer 56 und
kleiner 80, ganz besonders bevorzugt Molybdän, Wolfram, Rhenium, Ruthenium,
Osmium, Rhodium, Iridium, Palladium, Platin, Silber, Gold und/oder
Europium, z. B. gemäß WO 98/01011,
US 02/0034656, US 03/0022019, WO 00/70655, WO 01/41512, WO 02/02714,
WO 02/15645,
EP 1191613 ,
EP 1191612 ,
EP 1191614 , WO 03/040257 und
DE 10215010.9 .
Bevorzugt
werden in der organischen Elektrolumineszenzvorrichtung eine oder
mehrere Schichten mit einem Sublimationsverfahren beschichtet. Dabei
werden die niedermolekularen Materialien in Vakuum-Sublimationsanlagen
bei einem Druck < 10–5 mbar,
bevorzugt < 10–6 mbar,
besonders bevorzugt < 10–7 mbar
aufgedampft.
Ebenfalls
bevorzugt werden in der organischen Elektrolumineszenzvorrichtung
eine oder mehrere Schichten mit dem OVPD-Verfahren (Organic Vapour
Phase Deposition) oder mit Hilfe der Trägergassublimation beschichtet.
Dabei werden die niedermolekularen Materialien bei einem Druck zwischen
10–5 mbar
und 1 bar aufgebracht.
Ebenfalls
bevorzugt werden in der organischen Elektrolumineszenzvorrichtung
eine oder mehrere Schichten mit einem Druckverfahren, wie z. B.
Flexodruck oder Offsetdruck, bevorzugt aber LITI (Light Induced Thermal
Imaging, Thermotransferdruck) oder InkJet Druck (Tintenstrahl-Druck),
beschichtet.
Die
oben beschriebenen emittierenden Vorrichtungen weisen nun folgende überraschende
Vorteile gegenüber
dem Stand der Technik auf:
- 1. Die Effizienz
entsprechender Vorrichtungen ist höher im Vergleich zu Systemen
gemäß dem Stand
der Technik, die BAlq als HBL enthalten.
- 2. Die Lebensdauer entsprechender Vorrichtungen ist höher im Vergleich
zu Systemen, die BCP als HBL enthalten. Dadurch erhält man Vorrichtungen,
deren Lebensdauer und Effizienz vergleichbar sind mit den besten
Werten gemäß Stand
der Technik und in denen nicht nur eine der beiden Eigenschaften
gute Ergebnisse liefert, wie dies mit BAlq oder BCP der Fall ist.
- 3. Die Betriebsspannungen sind in erfindungsgemäßen Vorrichtungen
niedriger als in Vorrichtungen gemäß Stand der Technik.
- 4. Der Schichtaufbau kann vereinfacht werden, weil nicht notwendigerweise
eine separate Elektronentransportschicht verwendet werden muss.
Dies ist ein überraschendes
Ergebnis, da dieselbe Devicestruktur mit BCP statt mit Verbindungen
gemäß Formel
(1) ohne separate Elektronentransportschicht deutlich schlechtere
Lebensdauern und Effizienzen liefert.
- 5. Wenn keine separate Elektronentransportschicht verwendet
wird, ergibt sich ein weiterer Vorteil: Die Betriebsspannungen sind
hier wesentlich geringer; dadurch erhöht sich die Leistungseffizienz
erheblich. Dies ist ein überraschendes
Ergebnis, da dieselbe Devicestruktur mit BAlq statt mit Verbindungen
gemäß Formel (1)
in kaum verringerter Betriebsspannung resultiert.
- 6. Der Produktionsaufwand wird ohne Verwendung einer separaten
Elektronentransportschicht ebenfalls geringer. Dies ist ein erheblicher
technologischer Vorteil im Produktionsprozess, da bei der herkömmlichen Herstellungsweise
für jede
organische Schicht eine separate Aufdampfeinrichtung benötigt wird.
Details
zu den hier gemachten Angaben finden sich in den unten beschriebenen
Beispielen.
Im
vorliegenden Anmeldetext und in den folgenden Beispielen wird auf
organische Leuchtdioden und die entsprechenden Displays abgezielt.
Trotz dieser Beschränkung
der Beschreibung ist es für
den Fachmann ohne weiteres erfinderisches Zutun möglich, das
entsprechende erfindungsgemäße Design
auch für
andere, verwandte Vorrichtungen, z. B. für organische Solarzellen (O-SCs),
organische Transistoren, organische integrierte Schaltungen, organischen
Photorezeptoren oder auch organische Laserdioden (O-Laser), um nur
einige weitere Anwendungen zu nennen, zu verwenden. Diese sind also
auch Gegenstand der vorliegenden Anmeldung.
Die
Herstellung der OLEDs erfolgte nach einem allgemeinen Verfahren,
das im Einzelfall auf die jeweiligen Gegebenheiten (z. B. Schichtdickenvariation
zur Optimierung der Effizienz bzw. der Farbe) angepasst wurde. Für die Herstellung
der erfindungsgemäßen Vorrichtungen
wurde als Lochblockierschicht eine Verbindung gemäß Formel
(1) verwendet und optional die Elektronentransportschicht weggelassen.
Erfindungsgemäße Elektrolumineszenzvorrichtungen
können
wie beispielsweise in
DE10330761.3 beschrieben
dargestellt werden.
Eine
entgaste Suspension aus 73.3 g (125 mmol) 2,7-Dibrom-2',7'-di-tert-butyl-9,9'-spirobifluoren, 69.3 g (350 mmol) 4-Biphenylboronsäure und
111.5 g (525 mmol) Trikaliumphosphat in einem Gemisch aus 700 mL
Toluol, 100 mL Dioxan und 500 mL Wasser wurde mit 2.28 g (7.5 mmol)
Tris-o-tolylphosphin und anschließend mit 281 mg (1.25 mmol)
Palladium(II)acetat versetzt. Diese Suspension wurde 16 h unter
Rückfluss erhitzt.
Der nach Abkühlen
auf Raumtemperatur ausgefallene Niederschlag wurde abfiltriert,
in 1000 mL Dichlormethan gelöst
und anschließend über eine
kurze Säule
aus Kieselgel filtriert. Das Filtrat wurde zur Trockene eingeengt,
anschließend
sechsmal aus je 400 mL Dioxan umkristallisiert und nach Erreichen
einer Reinheit von > 99.9
% (HPLC) im Hochvakkum sublimiert. Die Ausbeute bei einer Reinheit
von > 99.9 % (HPLC) betrug
70.8 g (96 mmol), entsprechend 77.3 % der Theorie.
Tg = 174 °C.
1H-NMR (CDCl3): [ppm]
= 7.97 (m, 2H), 7.76 (m, 2H), 7.70 (m, 2H), 7.60-7.51 (m, 12H),
7.42 (m, 6H), 7.33 (m, 2H), 7.01 (s, 2H), 6.77 (s, 2H), 1.17 (s,
18H).
Abb. 2: Leistungseffizienzen gegen Leuchtdichte
