DE112008002449T5

DE112008002449T5 - Organische Elektrolumineszenzanordnung

Info

Publication number: DE112008002449T5
Application number: DE112008002449T
Authority: DE
Inventors: Yutaka Terao; Naoyuki Kanai
Original assignee: Fuji Electric Holdings Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 2007-11-28
Filing date: 2008-10-31
Publication date: 2010-10-07
Also published as: US20110233525A1; WO2009069434A1; US8299458B2; JPWO2009069434A1; TW200935639A; KR101345617B1; KR20100095504A; CN101803057A

Abstract

Organische EL-Anordnung, die mit mindestens einer Löcherinjektionsschicht, einer Löchertransportschicht, einer lichtemittierenden Schicht und einer Elektronentransportschicht zwischen einer Anode und einer Katode versehen ist, wobei eine Ionisationsspannung Ip(HIL) des Materials der Löcherinjektionsschicht, eine Ionisationsspannung Ip(HTL) des Materials der Löchertransportschicht und eine Ionisationsspannung Ip(EML) des Materials der lichtemittierenden Schicht jeweils die Beziehung Ip(EML) > Ip(HTL) ≥ Ip(HIL) ≥ Ip(EML) – 0,4 eV erfüllen.

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine organische Elektrolumineszenzanordnung, die für einen Flachbildschirm oder eine Beleuchtungslichtquelle verwendet werden kann. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine organische Elektrolumineszenzanordnung, die mit einer niedrigen Steuerspannung arbeitet und einen geringen Stromverbrauch hat.
Hintergrund der Erfindung
In den letzten Jahren sind intensive Untersuchungen zur praktischen Nutzung von organischen Elektrolumineszenzanordnungen (nachstehend auch als „organische EL-Anordnungen” bezeichnet) durchgeführt worden. Da organische EL-Anordnungen in der Lage sind, eine hohe Stromdichte bei niedriger Spannung zu realisieren, ist zu erwarten, dass sie eine hohe Emissionsleuchtdichte und Lichtausbeute realisieren. Diese organischen EL-Anordnungen sind mit einer ersten Elektrode und einer zweiten Elektrode versehen, die eine organische EL-Schicht umgibt, und die Elektrode auf der Seite, auf der Licht extrahiert wird, muss eine hohe Durchlässigkeit haben. Normalerweise werden TCO-Materialien (TCO: transparent conductive oxide; transparentes leitfähiges Oxid), wie etwa Indium-Zinnoxid (ITO), Indium-Zinkoxid (IZO) oder Indium-Wolframoxid (IWO), für diese Elektrodenmaterialien verwendet. Da diese Materialien eine vergleichsweise große Austrittsarbeit von bis zu 5 eV haben, werden sie als Löcherinjektionselektroden (Anoden) aus organischen Materialien verwendet.
Licht, das von organischen EL-Anordnungen emittiert wird, wird auf Grund dessen erhalten, dass Licht bei der Abgabe der Anregungsenergie von Excitonen freigesetzt wird, die von Löchern, die in das höchste besetzte Molekülorbital (HOMO, in der Regel als Ionisationsspannung gemessen) eines Lichtemittierende-Schicht-Materials injiziert werden, und von Elektronen erzeugt werden, die in das niedrigste unbesetzte Molekülorbital (LUMO, in der Regel als Elektronenaffinität gemessen) injiziert werden. Im Allgemeinen verwenden organische EL-Anordnun gen zusätzlich zu der gesamten Löcherinjektionsschicht oder einem Teil davon, einer Löchertransportschicht, einer Elektronentransportschicht und einer Elektroneninjektionsschicht eine Schichtstruktur mit einer lichtemittierenden Schicht, um die Löcherinjektion und die Elektroneninjektion in die lichtemittierende Schicht effizient durchzuführen.
In den letzten Jahren ist versucht worden, mit Verfahren zum Verringern der Spannung und des Stromverbrauchs organischer EL-Anordnungen, die diese Art von Schichtstruktur für organische EL-Anordnungen verwenden, die effektive Ladungsmobilität zu verbessern und die Ladungsinjektionssperre von einer Elektrode zu verringern, indem Ladungstransportschichten außer der lichtemittierenden Schicht mit Fremdatomen dotiert werden, und es ist eine Technologie zum Verringern der Steuerspannung dieser Anordnungen offenbart worden (Patentdokumente 1 bis 3, Nicht-Patentdokumente 1 und 2).
Diese Technologie gleicht der Technologie der p-Dotierung und n-Dotierung, die bei anorganischen Halbleitern zum Einsatz kommt. Zum Beispiel kann bei einer Löcherinjektionsschicht oder einer Löchertransportschicht durch Einbauen eines Fremdatoms in Form eines Materials mit einem hohen Elektronenaufnahmevermögen (Akzeptor) in das Material der Löchertransportschicht, das diese bildet (in der vorliegenden Beschreibung auch als „Löchertransportmaterial” bezeichnet), die Löcherinjektionssperre von einer Elektrode (Differenz zwischen der Austrittsarbeit der Anode und dem HOMO-Niveau des benachbarten Löchertransportmaterials) verringert werden oder die effektive Trägermobilität der Löchertransportschicht kann verbessert werden. Bei einer Elektroneninjektionsschicht oder einer Elektronentransportschicht kann durch Einbauen eines Fremdatoms in Form eines Materials mit einem hohen Elektronenabgabevermögen (Donator) in das Material der Elektronentransportschicht (in der vorliegenden Beschreibung auch als „Elektronentransportmaterial” bezeichnet) die Elektroneninjektionssperre von einer Elektrode (Differenz zwischen der Austrittsarbeit der Katode und dem LUMO-Niveau des benachbarten Elektronentransportmaterials) verringert werden oder die effektive Mobilität des Elektronentransportmaterials kann verbessert werden.
Es ist jedoch berichtet worden, dass Phenanthrolin- und Silol-Derivate Elektronentransportmaterialien mit einer noch höheren Elektronenmobilität sind (Nicht-Patentdokumente 3 und 4) und dass durch Verwenden dieser Materialien in einer Elektronentransportschicht die Steuerspannung für Elektroneninjektionsschichten und Elektronentransportschichten erheblich verringert werden kann, ohne dass n-Dotierungsverfahren verwendet werden müssen.
Durch Verbessern der Injektion von Elektronen in eine lichtemittierende Schicht durch Verwenden eines Elektronentransportmaterials wie des Materials, das in dem Nicht-Patentdokument 3 oder 4 beschrieben ist, wird jedoch der Loch-Elektron-Rekombinationsbereich schließlich zu der Anodenseite hin, und zwar an der Grenzfläche zwischen der Löchertransportschicht und der lichtemittierenden Schicht, extrem vorgespannt. Zwar kann dabei Strom mit einer niedrigeren Spannung fließen, aber es kommt vor, dass die Lichtausbeute erheblich sinkt. Diese Erscheinung ist besonders beachtlich, wenn das Grundmaterial der lichtemittierenden Schicht kein dominant hohes Löchertransportvermögen in Abhängigkeit von seinen Ladungstransporteigenschaften hat.
In den Fällen, in denen die Zufuhr von Elektronen zu der lichtemittierenden Schicht in dieser Weise zu stark geworden ist, werden durch Verwenden eines Löchertransportmaterials mit einer Elektronenaffinität, die ausreichend kleiner als (0,15 eV oder mehr) die Elektronenaffinität der lichtemittierenden Schicht ist, für die Löchertransportschicht, die in Kontakt mit der lichtemittierenden Schicht ist, Elektronen an der Grenzfläche zwischen der Löchertransportschicht und der lichtemittierenden Schicht blockiert, und da sie in der lichtemittierenden Schicht eingefangen werden, verbessern sie die Lichtausbeute. Diese Technologie ist in dem Patentdokument 4 beschrieben.
Darüber hinaus ist eine Technologie zum Vermeiden der Verschlechterung der Lichtausbeute oder der Emissionslebensdauer in dem Patentdokument 5 beschrieben, bei der eine übermäßige Zufuhr von Elektronen zu einer lichtemittierenden Schicht dadurch vermieden wird, dass eine Elektronenbegrenzungsschicht, die die Bewegung von Elektronen begrenzt, sowie eine Elektronentransportschicht bereitgestellt werden, die den Transport von Elektronen zwischen der lichtemittierenden Schicht und der Katode verbessert.
Des Weiteren beschreibt das Patentdokument 6 eine Technologie zum Bereitstellen einer organischen EL-Anordnung, die dadurch, dass eine Vielzahl von Trägerinjektionsschichten vorgesehen wird, die Steuerspannung der Anordnung verringert und eine sehr lange Lebensdauer hat.

Patentdokument 1: Japanische Offenlegungsschrift Nr. H4-297076
Patentdokument 2: Japanische Offenlegungsschrift Nr. H11-251067
Patentdokument 3: Japanische Übersetzung der PCT-Anmeldung Nr. 2004-514257
Patentdokument 4: Japanische Offenlegungsschrift Nr. 2005-26210
Patentdokument 5: Japanische Offenlegungsschrift Nr. 2006-66872
Patentdokument 6: Japanische Offenlegungsschrift Nr. H6-314594
Nicht-Patentdokument 1: Organic Electronics, Jg. 4, Ausgaben 2–3 (September 2003), S. 89
Nicht-Patentdokument 2: Applied Physics Letters, Jg. 73, Ausgabe 20 (November 1998), S. 2866
Nicht-Patentdokument 3: Applied Physics Letters, Jg. 76, Ausgabe 2 (Januar 2000), S. 197
Nicht-Patentdokument 4: Applied Physics Letters, Jg. 80, Ausgabe 2 (Januar 2002), S. 189

Die Technologie, die in dem Patentdokument 4 beschrieben ist, war nicht in der Lage, eine Verringerung der Lichtausbeute der Anordnung ausreichend zu vermeiden, und sie beeinträchtigte auch die Emissionslebensdauer. Das liegt vermutlich an einer Qualitätsminderung des Löchertransportmaterials infolge dessen, dass zahlreiche Elektronen die Grenzfläche zwischen der Löchertransportschicht und der lichtemittierenden Schicht erreichen.
Die Verwendung der Technologie, die in dem Patentdokument 5 beschrieben ist, macht es zwar sicher möglich, eine Verschlechterung der Lichtausbeute oder der Emissionslebensdauer zu vermeiden, aber infolge der Begrenzung der Bewegung der Elektronen wird der Effekt der Senkung der Spannung verringert, wodurch verhindert wird, dass der Eigeneffekt der Senkung der Spannung adäquat erzielt wird.
Kurze Darstellung der Erfindung
Um die vorgenannten Probleme zu lösen, ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine organische EL-Anordnung zur Verfügung zu stellen, die eine niedrige Steuerspannung und eine hohe Lichtausbeute hat.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine organische EL-Anordnung, die mit einer Löcherinjektionsschicht, einer Löchertransportschicht, einer lichtemittierenden Schicht, einer Elektronentransportschicht und einer Elektroneninjektionsschicht zwischen einer Anode und einer Katode versehen ist, wobei die Löcherinjektionsschicht durch Dotieren eines Löchertransportmaterials mit einem Elektronen-aufnehmenden Fremdatom bzw. einer Elektronenakzeptierenden Störstelle erhalten wird und das Ionisationspotenzial oder die Ionisationsspannung Ip(HIL) des Materials der Löcherinjektionsschicht, das die Löcherinjektionsschicht bildet (in der vorliegenden Beschreibung auch als „Löcherinjektionsmaterial” bezeichnet), das Ionisationspotenzial oder die Ionisationsspannung Ip(HTL) des Löchertransportmaterials und das Ionisationspotenzial oder die Ionisationsspannung Ip(EML) des Materials der lichtemittierenden Schicht (in der vorliegenden Beschreibung auch als „Lichtemittierende-Schicht-Material” bezeichnet) jeweils die Beziehung Ip(EML) > Ip(HTL) ≥ Ip(HIL) ≥ Ip(EML) – 0,4 eV erfüllen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Injektion von Löchern in eine lichtemittierende Schicht verbessert werden, was zu einer Verbesserung der Injektion von Elektronen in die lichtemittierende Schicht führt, wodurch es ermöglicht wird, die Steuerspannung signifikant zu senken, während die Lichtausbeute einer organischen EL-Anordnung aufrechterhalten oder verbessert wird und außerdem der Stromverbrauch der organischen EL-Anordnung verringert werden kann.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine schematische Darstellung, die eine organische EL-Anordnung der vorliegenden Erfindung zeigt.
2 ist eine schematische Darstellung, die die Energieniveaus einer organischen EL-Anordnung der vorliegenden Erfindung zeigt.
3 ist eine schematische Darstellung, die die Energieniveaus einer organischen EL-Anordnung des Standes der Technik zeigt.
4 ist eine schematische Darstellung, die die Energieniveaus einer organischen EL-Anordnung eines anderen Aspekts der vorliegenden Erfindung zeigt.
5 ist ein Diagramm, das die Spannungs-Strom-Charakteristik von organischen EL-Anordnungen der vorliegenden Erfindung zeigt.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Die vorliegende Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass normalerweise in dem Fall, dass ein Elektronentransportmaterial mit einem sehr guten Vermögen, Elektronen in eine lichtemittierende Schicht zu injizieren, für eine Elektronentransportschicht verwendet wird, die Steuerspannung einer organischen EL-Anordnung erheblich verringert werden kann, während die Lichtausbeute dadurch aufrechterhalten oder verbessert wird, dass das Vermögen verbessert wird, Löcher in die lichtemittierende Schicht zu injizieren.
In der vorliegenden Beschreibung bezieht sich ein „sehr gutes Vermögen, Elektronen zu injizieren”, auf die Verteilung der Erzeugung einer Anregung in der lichtemittierenden Schicht, die zu der Grenzfläche zwischen der Löchertransportschicht (hole transport layer; HTL) und der lichtemittierenden Schicht (light-emitting layer; EML) hin bei jeder Spannung oder jedem Strom vorgespannt wird, wenn eine Spannung an eine organische EL-Anordnung angelegt wird oder ein Strom zu einer organischen EL-Anordnung fließt.
Nachstehend wird die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert.
Ein Beispiel für die Konfiguration einer organischen EL-Anordnung 100 der vorliegenden Erfindung ist in 1 gezeigt. Die Zeichnung zeigt eine organische EL-Anordnung mit einer Schichtstruktur, die dadurch erhalten wird, dass nacheinander eine Anode 102, eine Löcherinjektionsschicht (hole injection layer; HIL) 103, eine Löchertransportschicht (HTL) 104, eine lichtemittierende Schicht (EML) 105, eine Elektronentransportschicht (electron transport layer; ETL) 106 und eine Katode 107 auf ein Substrat 101 geschichtet werden, wobei die Konfiguration jeder Schicht ähnlich der des Standes der Technik ist. Bei einem anderen Aspekt einer organischen EL-Anordnung gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Anordnungsstruktur verwendet, bei der die Reihenfolge der Schichten die umgekehrte Reihenfolge der Reihenfolge ist, die in 1 gezeigt ist. In diesem Fall wird jede Schicht in der Reihenfolge Katode, Elektronentransportschicht, lichtemittierende Schicht, Löchertransportschicht, Löcherinjektionsschicht und Anode auf das Substrat geschichtet.
Die Anode, die Katode, die Löcherinjektionsschicht, die Löchertransportschicht und die Elektronentransportschicht, die in 1 gezeigt sind, bilden die Hauptbestandteile, und zwischen der Katode und der Elektronentransportschicht kann eine Elektroneninjektionsschicht (electron injection layer; EIL) eingefügt werden, um die Injektion von Elektronen von der Katode in die Elektronentransportschicht zu verbessern. Das Einfügen einer Elektroneninjektionsschicht ist hinsichtlich der Senkung der Steuerspannung der Anordnung noch stärker bevorzugt.
Die Anode, die Katode oder beide lassen vorzugsweise Licht durch, damit Licht, das von der organischen EL-Anordnung emittiert wird, außerhalb der Anordnung extrahiert werden kann. Die Reihenfolge, in der die einzelnen Schichten der organischen EL-Anordnung aufeinander geschichtet sind, sowie welcher Elektrode das Vermögen verliehen wird, Licht durchzulassen, können entsprechend dem Einsatzzweck der organischen EL-Anordnung gewählt werden.
2 zeigt ein Energiebanddiagramm der organischen EL-Anordnung der vorliegenden Erfindung, die in 1 gezeigt ist. Darüber hinaus zeigt 3 ein typisches Energiebanddiagramm einer organischen EL-Anordnung nach dem Stand der Technik. Wenn beim Stand der Technik die Löcherinjektionsschicht (HIL) 103 zwischen der Anode 102 und der Löchertransportschicht 104 vorgesehen wird, werden ein Löcherinjektionsmaterial und ein Löchertransportmaterial normalerweise so gewählt, dass sie eine schrittweise Potentialschranke an der Grenzfläche jeder Schicht von dem Fermi-Niveau (E_F) der Anode bis zu dem HOMO-Niveau der lichtemittierenden Schicht bilden, damit die Löcherinjektion und der Löchertransport von der Anode 102 effektiver durchgeführt werden können.
Die organische EL-Anordnung der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass jedes Material so gewählt wird, dass die Differenz ΔIp zwischen der Ionisationsspannung des Lichtemittierende-Schicht-Materials und der Ionisationsspannung des Löcherinjektionsmaterials 0,4 eV oder kleiner ist und die Differenz zwischen den Ionisationsspannungen des Lichtemittierende-Schicht-Materials und des Löchertransportmaterials ebenfalls 0,4 eV oder kleiner ist, wie in 2 gezeigt ist, anstatt einfach eine Löcher-Potentialschranke schrittweise von der Anode 102 zu der lichtemittierenden Schicht 105 zu erzeugen.
Zum Messen der Ionisationsspannung (Ip) werden die Ultraviolett-Photoelektronenspektroskopie (UPS) und dergleichen verwendet, aber die vorliegende Erfindung ist nicht hierauf beschränkt, sondern in der vorliegenden Erfindung wird die Ionisationsspannung (Ip) auf Grund der Ergebnisse der Messung unter Verwendung des Luftdruck-Photoelektronenspektrometers AC-2 (Riken Keiki Co., Ltd.) beurteilt, wenn es nicht ausdrücklich anders angegeben ist.
4 zeigt ein Energiebanddiagramm für die organische EL-Anordnung eines anderen Aspekts der organischen EL-Anordnung nach der vorliegenden Erfindung für den Fall, dass der Löcherinjektionsschicht ein Akzeptor-Dotand beigemengt worden ist. In diesem Fall entsteht durch das Beimengen eines Akzeptor-Dotanden zu der Löcherinjektionsschicht an der Grenzfläche zwischen der Anode und der Löcherinjektionsschicht eine Kurve mit einem breiten Band und das HOMO-Niveau des Volumenbereichs der Löcherinjektionsschicht steigt an und erreicht das Fermi-Niveau der Anode, wodurch die Injektion von Löchern von der Anode in die Löcherinjektionsschicht verbessert wird. Darüber hinaus wird dadurch, dass die Differenz zwischen den Ionisationsspannungen des Lichtemittierende-Schicht-Materials und des Löcherinjektionsmaterials und die Differenz zwischen den Ionisationsspannungen des Lichtemittierende-Schicht-Materials und des Löchertransportmaterial auf 0,4 eV oder kleiner eingestellt werden, die Injektion von Löchern in die lichtemittierende Schicht verbessert, wodurch die Leistung der Anordnung verbessert wird.
In der vorliegenden Erfindung ist die Elektronenaffinität X(A) des Akzeptor-Dotanden, der der Löcherinjektionsschicht beigemengt wird, vorzugsweise so, das X(A) ≥ Ip(HIL) – 0,3 eV ist. Das lässt sich damit begründen, dass Elektronen von dem HOMO-Niveau des Grundmaterials, also des Löcherinjektionsmaterials, aufgenommen werden müssen, damit das eingebaute Fremdatom entsprechend als ein Akzeptor fungiert, und daher ist das Elektronenaufnahmeniveau des Akzeptor-Dotanden in Form des LUMO-Niveaus vorzugsweise gleich dem HOMO-Niveau des Löcherinjektionsmaterials oder kleiner als dieses. Und zum Messen der Elektronenaffinität X(A) werden die inverse Photoelektronenspektroskopie (IPES) und dergleichen verwendet, aber in der vorliegenden Erfindung wird die Elektronenaffinität X(A) auf Grund eines alternativen Werts beurteilt, der unter Verwendung einer optischen Bandlücke, die aus der Absorptionskante ermittelt wird, die durch Messen der optischen Absorption ermittelt wird, und unter Verwendung der Ionisationsspannung berechnet wird, die mit dem vorgenannten AC-2 gemessen wird, wenn es nicht ausdrücklich anders angegeben ist.
Darüber hinaus ist in der vorliegenden Erfindung die optische Bandlücke Eg(HTL) der Löchertransportschicht in Bezug auf die optische Bandlücke Eg(EML) der lichtemittierenden Schicht vorzugsweise so, dass Eg(HTL) > Eg(EML) ist. Das lässt sich damit begründen, dass in dem Fall, dass diese optischen Bandlücken so eingestellt werden, dass Eg(HTL) > Eg(EML) ist, Löcher und Elektronen in der lichtemittierenden Schicht rekombinieren und dass die Energie der entstandenen Excitonen es diesen erschwert, sich in die Löchertransportschicht zu bewegen, die an die lichtemittierende Schicht angrenzt, wodurch es möglich wird, Verringerungen der Lichtausbeute zu mindern. Normalerweise wird zwar ein Spektralphotometer für ultraviolettes und sichtbares Licht zum Messen der optischen Bandlücke Eg verwendet, aber in der vorliegenden Erfindung wird die optische Bandlücke Eg auf Grund der Ergebnisse der Messung unter Verwendung des von Shimadzu hergestellten Spektralphotometers UV-2100PC für ultraviolettes und sichtbares Licht verwendet, wenn es nicht ausdrücklich anders angegeben ist.
Wie später dargelegt wird, führt eine Verbesserung der Injektion von Löchern von der Anode in die Löcherinjektionsschicht durch Beimengen eines Akzeptor-Dotanden zu der Löcherinjektionsschicht allein noch nicht zu einer solchen Verbesserung der Injektion von Löchern in die lichtemittierende Schicht, durch die die Leistung der Anordnung erhöht wird.
Nachstehend wird jede Schicht näher beschrieben.
Anode
Wie bereits dargelegt worden ist, kann die Anode, die in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, Licht durchlassen oder Licht reflektieren. Für den Fall, dass die Anode Licht durchlässt, kann sie unter Verwendung eines allgemein bekannten transparenten leitfähigen Oxidmaterials hergestellt werden, wie etwa Indium-Zinnoxid (ITO), Indium-Zinkoxid (IZO), Indium-Wolframoxid (IWO) oder Al-dotiertes Zinkoxid (AZO). Darüber hinaus kann auch ein gut leitendes Polymermaterial, wie etwa Poly(3,4-ethylendioxythiophen):Poly(styrensulfonat) (PEDOT:PSS), für die Anode verwendet werden.
Für die Anode kann eine Schichtstruktur verwendet werden, die aus einem dünnen (ca. ≤ 50 nm) Metallmaterial und der bereits beschriebenen transparenten leitfähigen Dünnschicht besteht, um den elektrischen Widerstand der Anodenverdrahtung zu verringern und das Reflexionsvermögen oder die Durchlässigkeit zu steuern.
Beim Herstellen einer lichtreflektierenden Anode kann ein hochreflektierendes Metall, eine amorphe Legierung oder eine mikrokristalline Legierung oder ein Schichtkörper aus diesen Materialien in Kombination mit der bereits beschriebenen transparenten leitfähigen Dünnschicht verwendet werden. Zu den Beispielen für Metalle, die ein hohes Reflexionsvermögen haben, gehören Al, Ag, Ta, Zn, Mo, W, Ni und Cr. Zu den Beispielen für amorphe Legierungen mit einem hohen Reflexionsvermögen gehören NiP, NiB, CrP und CrB. Zu den Beispielen für mikrokristalline Legierungen mit einem hohen Reflexionsvermögen gehören NiAl und Silberlegierungen.
Transparente leitfähige Oxide, hochreflektierende Metalle und amorphe Legierungen oder mikrokristalline Legierungen können unter Verwendung eines beliebigen Verfahrens, das auf dem Fachgebiet bekannt ist, hergestellt werden, wie etwa Aufdampfung oder Zerstäubung.
Ein leitfähiges Polymermaterial, wie etwa PEDOT:PSS, kann unter Verwendung eines beliebigen Verfahrens, das auf dem Fachgebiet bekannt ist, hergestellt werden, wie etwa Schleuderbeschichtung, Tintenstrahldrucken oder Drucken.
Löcherinjektionsschicht
Zu den Beispielen für Materialien, die für die Löcherinjektionsschicht der organischen EL-Anordnung der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, gehören Löchertransportmaterialien, die normalerweise bei organischen EL-Anordnungen oder organischen TFT-Anordnungen (TFT: thin-film-transistor; Dünnschichttransistor) verwendet werden, wie etwa Materialien mit einer Triarylamin-Teilstruktur, Carbazol-Teilstruktur oder Oxadiazol-Teilstruktur.
Spezielle Beispiele für diese Materialien sind unter anderem N,N'-Diphenyl-N,N'-bis(3-methylphenyl)-1,1'-biphenyl-4,4'-diamin (TPD), N,N,N',N'-Tetrakis(4-methoxyphenyl)benzidin (MeO-TPD), 4,4',4''-tris{1-Naphthyl(phenyl)amino}triphenylamin (1-TNATA), 4,4',4''-tris{2-Naphthyl(phenyl)amino}triphenylamin (2-TNATA), 4,4',4''-tris{3-Methylphenylphenylamino}triphenylamin (m-MTDATA), 4,4'-bis{N-(1-Naphthyl)-N-phenylamino}biphenyl (NPB), 2,2',7,7'-Tetrakis(N,N-diphenylamino)-9,9'-spirobifluoren (Spiro-TAD), N,N'-di(Biphenyl-4-yl)-N,N'-diphenyl-(1,1'-biphenyl)-4,4'-diamin (p-BPD), tri(o-Terphenyl-4-yl)amin (o-TTA), tri(p-Terphenyl-4-yl)amin (p-TTA), 1,3,5-tris[4-(3-Methylphenylphenylamino)phenyl]benzen (m-MTDAPB) und 4,4',4''-tris-9-Carbazolyltriphenylamin (TCTA).
Die Auswahl der Materialien ist jedoch begrenzt, um die Differenz zwischen der Ip des Lichtemittierende-Schicht-Materials und der Ip des Löcherinjektionsmaterials auf 0,4 eV oder kleiner einzustellen. Wenn zum Beispiel 9,10-di(2-Napthyl)anthracen (ADN) (Ip = 5,8 eV) für das Grundmaterial der lichtemittierenden Schicht verwendet wird, umfassen die vorgenannten Materialien für die Löcherinjektionsschicht, die verwendet werden können, NPB (Ip = 5,4 eV), Spiro-TAD (Ip = 5,4 eV), p-TTA (Ip = 5,5 eV), m-MTDAPB (Ip = 5,7 eV) und TCTA (Ip = 5,7 eV). Außer diesen normalen Materialien gibt es auch für die Löchertransportschicht verwendbare Materialien, die von verschiedenen Herstellern von elektronischen organischen Materialien im Handel bezogen werden können.
Darüber hinaus kann der Löcherinjektionsschicht auch ein Elektronen-aufnehmender Dotand beigemengt werden (p-Dotierung). Zu den Beispielen für Elektronen-aufnehmende Dotanden, die verwendet werden können, gehören organische Derivate, wie etwa Tetracyanochinodimethan-Derivate, und ein spezielles Beispiel hierfür ist 2,3,5,6-Tetrafluor-7,7,8,8-tetracyanochinodimethan (F₄-TCNQ). Darüber hinaus können auch anorganische Derivate verwendet werden, wie etwa Molybdänoxid (MoO₃), Wolframoxid (WO₃) oder Vanadiumoxid (V₂O₅).
Löchertransportschicht
Ein beliebiges Material, das aus bekannten Materialien gewählt wird, die für Löchertransportmaterialien von organischen EL-Anordnungen oder organischen TFTs verwendet werden, wie sie bereits für die Löcherinjektionsschicht angegeben worden sind, kann für das Material der Löchertransportschicht der organischen EL-Anordnung der vorliegenden Erfindung gewählt werden. Ähnlich wie bei dem Löcherinjektionsmaterial ist jedoch die Auswahl des Materials begrenzt, um die Differenz zwischen der Ip des Lichtemittierende-Schicht-Materials und der Ip des Löcherinjektionsmaterials auf 0,4 eV oder kleiner einzustellen.
Insbesondere gehören ähnlich wie bei dem Löcherinjektionsmaterial zu den Beispielen für Materialien, die verwendet werden können, Spiro-TAD, NPB, p-TTA, m-MTDAPB und TCTA, wenn für das Grundmaterial der lichtemittierenden Schicht ADN verwendet wird.
Lichtemittierende Schicht
Das Material für die lichtemittierende Schicht kann entsprechend dem gewünschten Farbton gewählt werden. Um zum Beispiel Licht einer blauen bis blau-grünen Farbe zu emittieren, kann ein optischer Aufheller verwendet werden, wie etwa ein Aufheller auf der Basis von Benzthiazol, auf der Basis von Benzimidazol oder auf der Basis von Benzoxazol, eine Verbindung auf der Basis von Styrylbenzen oder eine aromatische Verbindung auf der Basis von Dimethyliden. Zu den speziellen Beispielen für diese Materialien gehören das vorgenannte ADN, 4,4'-bis(2,2'-Diphenylvinyl)biphenyl (DPVBi), 2-Methyl-9,10-di(2-Naphthyl)anthracen (MADN), 9,10-bis-(9,9-bis(n-Propyl)fluoren-2-yl)anthracen (ADF) und 9-(2-Napthyl)-10-(9,9-bis(n-propyl)fluoren-2-yl)anthracen (ANF)
Die lichtemittierende Schicht kann auch mit einem fluoreszierenden Pigment dotiert werden. Das fluoreszierende Pigmentmaterial, das für den Dotanden verwendet wird, kann entsprechend dem gewünschten Farbton gewählt werden. Insbesondere bestehen Beispiele für das fluoreszierende Pigmentmaterial aus bisher bekannten Materialien. Hierzu zählen unter anderem kondensierte Ring-Derviate, wie etwa Perylen oder Rubren; Chinacridon-Derivate; Phenoxazon 660; Dicyanomethylen-Derivate, wie etwa 4-(Dicyanomethylen)-2-methyl-6-(p-dimethylaminostyryl)-4H-pyran (DCM), 4-(Dicyanomethylen)-6-methyl-2-[2-(julolidin-9-yl)ethyl]-4H-pyran (DCM2), 4-(Dicyanomethylen)-2-methyl-6-(1,1,7,7-tetramethyljulolidyl-9-enyl)-4H-pyran (DCJT) oder 4-(Diaminomethylen)-2-t-butyl-6-(1,1,7,7-tetramethyljulolidyl-9-enyl)-4H-pyran (DCJTB); Perynon; Cumarin-Derivate; Pyrromethan-Derivate und Cyanin-Pigmente.
Darüber hinaus kann auch eine Vielzahl von lichtemittierenden Dotanden dem gleichen Lichtemittierende-Schicht-Material beigemengt werden, um den Farbton der emittierten Farbe einzustellen.
Elektronentransportschicht
Die vorliegende Erfindung ist in dem Fall effektiv, dass ein herkömmliches, häufig eingesetztes Material mit einem sehr guten Elektronentransportvermögen, wie etwa tris(8-Chinolinolat) (Alq₃), für das Material der Elektronentransportschicht (in der vorliegenden Beschreibung auch als „Elektronentransportmaterial” bezeichnet) verwendet wird.
Zu den speziellen Beispielen für diese Elektronentransportmaterialien gehören Triazol-Derivate, wie etwa 3-Phenyl-4-(1'-naphthyl)-5-phenyl-1,2,4-triazol (TAZ); Oxadiazol-Derivate, wie etwa 1,3-bis[(4-t-Biphenylyl)-1,3,4-oxadiazol]phenylen (OXD-7), 2-(4-Biphenyl)-5-(4-t-butylphenyl)-1,3,4-oxadiazolyl (PBD) oder 1,3,5-tris(4-t-Butylphenyl-1,3,4-oxadiazol)benzen (TPOB); und Thiophen-Derivate, wie etwa 5,5'-bis(Dimesitylboryl)-2,2'-bithiophen (BMB-2T) oder 5,5'-bis(Dimesitylboryl)-2,2':5'2'-terthiophen (BMB-3T). Zu den stärker bevorzugten Beispielen gehören ein 1,10-Phenanthrolin mit der Molekülstruktur, die in Formel (1) gezeigt ist, oder dessen Derivate und ein Silol-Derivat mit der Molekülstruktur, die in Formel (2) gezeigt ist.
In Formel (2) können R¹² bis R¹⁵ gleich oder verschieden sein, und sie stehen für ein Wasserstoffatom, ein Halogenatom, einen aliphatischen Substituenten, wie etwa eine Alkylgruppe, wie etwa eine Methyl-, Ethyl-, Propyl- oder Butylgruppe, oder eine substituierte Alkylgruppe, oder einen aromatischen Substituenten, wie etwa eine nichtsubstituierte oder substituierte Phenylgruppe oder eine nichtsubstituierte oder substituierte Pyridylgruppe.
Zu den speziellen Beispielen für diese Materialien gehören 4,7-Diphenyl-1,10-phenanthrolin (BPHen), 2,9-Dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthrolin (BCP), 2,5-di-(3-Biphenyl)-1,1-dimethyl-3,4-diphenylsilacyclopentadien (PPSPP), 1,2-bis(1-Methyl-2,3,4,5-tetraphenylsilacyclopentadienyl)ethan (2PSP) und 2,5-bis(2,2-Bipyridin-6-yl)-1,1-dimethyl-3,4-diphenylsilacyclopentadien (PyPySPyPy).
Elektroneninjektionsschicht
Zwischen der Katode und der Elektronentransportschicht oder zwischen der Katode und der lichtemittierenden Schicht in der organischen EL-Anordnung der vorliegenden Erfindung kann eine Elektroneninjektionsschicht vorgesehen werden, die aus einem Isolator und einem Halbleiter besteht. Die Bereitstellung einer solchen Elektroneninjektionsschicht dient dazu, die Injektion von Elektronen von der Katode zu der Elektronentransportschicht oder der lichtemittierenden Schicht zu verbessern.
Im Allgemeinen gehören zu den Beispielen für Materialien, die für das Material der Elektroneninjektionsschicht (in der vorliegenden Beschreibung auch als „Elektroneninjektionsmaterial” bezeichnet) verwendet werden können, Alkalimetall-Chalkogenide; wie etwa Li₂O, LiO, Na₂S, Na₂Se oder NaO; Erdalkalimetall-Chalkogenide, wie etwa CaO, BaO, SrO, BeO, BaS oder CaSe; Alkalimetall-Halide, wie etwa LiF, NaF, KF, CsF, LiCl, KCl oder NaCl; Erdalkalimetall-Halide, wie etwa CaF₂, BaF₂, SrF₂, MgF₂ oder BeF₂; und Alkalimetall-Carbonate, wie etwa Cs₂CO₃.
Darüber hinaus kann eine Dünnschicht, die mit einem Fremdatom in Form eines Alkalimetalls, wie etwa Li, Na, K oder Cs, eines Alkalimetall-Halids, wie etwa LiF, NaF, KF oder CsF, oder eines Alkalimetall-Carbonats, wie etwa Cs₂O₃, unter den Elektronentransportmaterialien dotiert ist, als eine Elektroneninjektionsschicht verwendet werden, die die Injektion von Elektronen von der Katode verbessert.
Katode
Ein Metall, eine Legierung, eine elektrisch leitende Verbindung und Gemische daraus, die eine kleine Austrittsarbeit (4,0 eV oder weniger) haben, werden bevorzugt in Form einer Elektrodensubstanz für die Katode verwendet. Zu den speziellen Beispielen gehören Natrium, Natrium-Kalium-Legierungen, Magnesium, Lithium, Magnesium-Silber-Legierungen, Aluminium/Aluminiumoxid, Aluminium-Lithium-Legierungen, Indium und Seltenerdmetalle.
Die Katode kann dadurch hergestellt werden, dass diese Katodensubstanzen unter Verwendung eines Verfahrens wie Abscheidung oder Zerstäubung zu einer Dünnschicht ausgebildet werden.
In dem Fall, dass Licht aus der lichtemittierenden Schicht von der Katodenseite extrahiert wird, kann die Lichtdurchlässigkeit dadurch verbessert werden, dass eine Katode in Form einer Schichtstruktur mit einem transparenten leitfähigen Oxidmaterial verwendet wird, das zwischen die vorgenannten Metalle, Legierungen und Katodenmaterialien geschichtet ist.
Jede Schicht, die die organische EL-Schicht bildet, die vorstehend beschrieben worden ist, kann unter Verwendung von beliebigen Mitteln, die auf dem Fachgebiet bekannt sind, wie etwa Abscheidung (Widerstandserwärmung oder Elektronenstrahl-Erwärmung), ausgebildet werden.
Nachstehend wird die vorliegende Erfindung anhand von Beispielen näher beschrieben.
Beispiel 1
Eine IZO-Dünnschicht wurde auf einem Glassubstrat (50 mm lang × 50 mm breit × 0,7 mm dick; Glas des Typs Corning 1737) mittels Gleichstrom-Magnetron-Zerstäubung abgeschieden (Target: In₂O₃ + 10 Masse-% ZnO, Entladungsgas; Ar + 0,5% O₂; Entladungsdruck: 0,3 Pa, Entladungsstärke: 1,45 W/cm², Substrattransportgeschwindigkeit: 162 mm/min). Diese IZO-Dünnschicht wurde dann mittels Photolithographie zu Streifen mit einer Breite von 2 mm verarbeitet, um eine IZO-Elektrode mit einer Schichtdicke von 110 nm und einer Breite von 2 mm herzustellen.
Dann wurde eine Löcherinjektionsschicht, der ein Elektronen-aufnehmender Dotand beigemengt worden war, auf der IZO-Elektrode abgeschieden. Das Abscheidungsverfahren bestand darin, dass NPB und F₄-TCNQ durch Aufdampfung mittels Widerstandserwärmung gleichzeitig erwärmt wurden und NPB mit einer Aufdampfrate von 1 Å/s und F₄-TCNQ mit einer Aufdampfrate von 0,02 Å/s gleichzeitig abgeschieden wurden, um eine Löcherinjektionsschicht mit einer Dicke von 80 nm abzuscheiden, die aus einer mit F₄-TCNQ dotierten NBP-Dünnschicht bestand.
Anschließend wurde TCTA durch Aufdampfung mittels Widerstandserwärmung mit einer Rate von 1 Å/s in einer Dicke von 10 nm abgeschieden, um als Löchertransportschicht zu dienen. Dann wurde unter Verwendung von ADN für das Grundmaterial eines Lichtemittierende-Schicht-Materials und von 4,4'-bis(2-(4-N,N-Diphenylamino)phenyl)vinyl)biphenyl (DPAVBi) für den Dotanden der lichtemittierenden Schicht eine lichtemittierende Schicht mit einer Aufdampfrate von 1 Å/s für das ADN und einer Aufdampfrate von 0,03 Å/s für das DPAVBi in einer Dicke von 25 nm abgeschieden. Anschließend wurde eine Elektronentransportschicht in Form von BCP mit einer Aufdampfrate von 1 Å/s in einer Dicke von 20 nm abgeschieden.
Darüber hinaus wurde eine Elektroneninjektionsschicht, die aus LiF bestand, auf der Elektronentransportschicht mit einer Aufdampfrate von 0,2 Å/s in einer Dicke von 1 nm aufgedampft. Dann wurde eine Anode in Form von Al auf der Elektroneninjektionsschicht mit einer Aufdampfrate von 2 Å/s mit einer Dicke von 100 nm durch eine Metallmaske aufgedampft, in der ein Schlitz mit einer Breite von 2 mm ausgebildet war.
Jeder der Schritte nach der Abscheidung der Löcherinjektionsschicht wurde durchweg ohne Unterbrechung des Vakuums unter Verwendung der Aufdampfung mittels Widerstandserwärmung durchgeführt.
Anschließend wurde eine Probe in einen Trockenschrank gegeben, in dem die Luft gegen Stickstoffgas ausgetauscht worden war, ein Klebstoff auf der Basis von Epoxidharz wurde in der Nähe der vier Seiten einer Lötglasplatte (OA-10, 41 mm lang × 41 mm breit × 1,1 mm dick, Nippon Electric Glass Co., Ltd.) aufgebracht, und das Lötglas wurde so an der Probe angebracht, dass es die organische EL-Schicht bedeckte, um eine blaue organische EL-Anordnung des Beispiels 1 zu erhalten. Als die Probe nach der Herstellung der Katode in den Trockenschrank gegeben wurde, wurde vermieden, dass sie in Kontakt mit der Atmosphäre kam.
Beispiel 2
Eine blaue organische EL-Anordnung wurde in der gleichen Weise wie im Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass für das Material der Löcherinjektionsschicht ein Material verwendet wurde, bei dem p-TTA mit F₄-TCNQ dotiert worden war. Dabei betrug die Aufdampfrate für das p-TTA 1 Å/s, und die Aufdampfrate für das F₄-TCNQ betrug 0,02 Å/s.
Beispiel 3
Eine blaue organische EL-Anordnung wurde in der gleichen Weise wie im Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass für das Material der Löchertransportschicht NPB verwendet wurde.
Beispiel 4
Eine blaue organische EL-Anordnung wurde in der gleichen Weise wie im Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass für das Material der Löchertransportschicht p-TTA verwendet wurde.
Beispiel 5
Eine blaue organische EL-Anordnung wurde in der gleichen Weise wie im Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass für das Material der Löcherinjektionsschicht ein Material verwendet wurde, bei dem p-TTA mit F₄-TCNQ dotiert worden war, und dass für das Material der Löchertransportschicht p-TTA verwendet wurde.
Vergleichsbeispiel 1
Eine blaue organische EL-Anordnung wurde in der gleichen Weise wie im Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass für das Material der Löcherinjektionsschicht ein Material verwendet wurde, bei dem 2-TNATA mit F₄-TCNQ dotiert worden war.
Vergleichsbeispiel 2
Eine blaue organische EL-Anordnung wurde in der gleichen Weise wie im Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass für das Material der Löcherinjektionsschicht ein Material verwendet wurde, bei dem 2-TNATA mit F₄-TCNQ dotiert worden war, und dass für das Löchertransportmaterial NPB verwendet wurde.
Vergleichsbeispiel 3
Eine organische EL-Anordnung wurde in der gleichen Weise wie im Vergleichsbeispiel 2 hergestellt, mit der Ausnahme, dass für das Material der Elektronentransportschicht Alq₃ verwendet wurde.

Die Spannungs-Strom-Charakteristiken für die einzelnen organischen EL-Anordnungen, die in den vorstehenden Beispielen und Vergleichsbeispielen erhalten wurden, sind in 5 gezeigt. Darüber hinaus sind die Stromausbeuten für eine Stromdichte von 10 mA/cm² und 1 A/cm² in Tabelle 1 zusammengestellt. Tabelle 1 1. Stromausbeute von EL-Anordnungen (Einheit: cd/A)

	10 mA/cm²	1 A/cm²
Vergleichsbeispiel 1	5,2	4,3
Vergleichsbeispiel 2	8,6	7,0
Vergleichsbeispiel 3	12,5	9,8
Beispiel 1	10,3	8,7
Beispiel 2	15,7	11,1
Beispiel 3	14,9	10,4
Beispiel 4	10,9	10,3
Beispiel 5	10,8	9,6

Bei der Anordnung des Vergleichsbeispiels 3 wird für das Material der Elektronentransportschicht ein Material verwendet, das auf dem Stand der Technik normalerweise in der Form von Alq₃ zum Einsatz kommt. Bei der Anordnung des Vergleichsbeispiels 2 wird das Material der Elektronentransportschicht des Vergleichsbeispiels 3 durch BCP ersetzt, und es zeigt sich eine sehr gute Injektion von Elektronen in die lichtemittierende Schicht. Zwar war es 5 zufolge möglich, durch Ändern der Elektronentransportschicht bei einer Stromdichte von 10 mA/cm² die Spannung um etwa 2 V zu senken, aber wie aus Tabelle 1 hervorgeht, zeigt diese Anordnung schließlich eine beträchtliche Abnahme der Stromausbeute, wodurch der Effekt der verringerten Spannung wieder aufgehoben wird.
Bei den Anordnungen der Beispiele 1 bis 5 wurde gegenüber dem Vergleichsbeispiel 2 eine entsprechende Spannungssenkung von ±0,3 V bei einer Stromdichte von 10 mA/cm² erreicht, und wie in Tabelle 1 gezeigt ist, wurden keine signifikanten Abnahmen der Stromausbeute beobachtet. Und zwar wurde nachgewiesen, dass in dem Fall, dass für die Elektronentransportschicht ein Elektronentransportmaterial mit einem sehr guten Vermögen, Elektronen in die lichtemittierende Schicht zu injizieren, die Steuerspannung der Anordnung verringert werden konnte, ohne dass die Stromausbeute abnahm.
Im Gegensatz dazu wird bei der Anordnung des Vergleichsbeispiels 1 die Löchertransportsperre an der Grenzfläche zwischen der Löchertransportschicht und der lichtemittierenden Schicht dadurch verringert, dass das Elektronentransportmaterial des Vergleichsbeispiels 3 durch BCP ersetzt wurde und das TCTA verwendet wurde, das im Beispiel 1 für das Löchertransportmaterial zum Einsatz kam, und die Anordnung des Vergleichsbeispiels 1 wurde unter Verwendung der gleichen Löcherinjektionsschicht wie der hergestellt, die in dem Vergleichsbeispiel 3 verwendet wurde. Wie in 5 gezeigt ist, nahm bei diesem Vergleichsbeispiel 1 in einem Stromdichtebereich von 1 mA/cm² bis 100 mA/cm² der Effekt der verringerten Spannung durch die Verwendung von BCP für das Elektronentransportmaterial ab, insbesondere im Vergleich zu dem Vergleichsbeispiel 2. Und wie in Tabelle 1 gezeigt ist, nahm schließlich auch die Stromausbeute weiter ab.
Wie vorstehend dargelegt worden ist, wurde nachgewiesen, dass in dem Fall, dass ein Elektronentransportmaterial mit einem sehr guten Vermögen verwendet wird, Elektronen in die lichtemittierende Schicht zu injizieren, die organische EL-Anordnung der vorliegenden Erfindung eine Senkung der Spannung ohne Verringerung der Lichtausbeute der Anordnung ermöglicht.
Zusammenfassung
Es wird eine organische EL-Anordnung offenbart, die eine niedrige Steuerspannung und eine hohe Luminiszenzeffektivität aufweist. Insbesondere ist eine organische EL-Vorrichtung offenbart, bei der eine Löcherinjektionsschicht, eine Löchertransportschicht, eine lichtemittierende Schicht, eine Elektronentransportschicht und eine Elektroneninjektionsschicht zwischen einer Anode und eine Katode angeordnet sind. Diese organische EL-Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Löcherinjektionsschicht durch ein Dotieren eines Löcherinjektionsschichtmaterials mit einer elektronenakzeptierenden Störstelle, und dadurch dass die Ionisationsspannung Ip(HIL) des Löcherinjektionsschichtmaterials der Löcherinjektionsschicht, die Ionisationsspannung Ip(HTL) des Löchertransportschichtmaterials und die Ionisationsspannung Ip(EML) des Materials der lichtemittierenden Schicht der folgenden Gleichung genügt: Ip(EML) > Ip(HTL) ≥ Ip(HIL) ≥ Ip(EML) – 0,4 eV.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- JP 4-297076 [0010]
- JP 11-251067 [0010]
- JP 2004-514257 [0010]
- JP 2005-26210 [0010]
- JP 2006-66872 [0010]
- JP 6-314594 [0010]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

- Organic Electronics, Jg. 4, Ausgaben 2–3 (September 2003), S. 89 [0010]
- Applied Physics Letters, Jg. 73, Ausgabe 20 (November 1998), S. 2866 [0010]
- Applied Physics Letters, Jg. 76, Ausgabe 2 (Januar 2000), S. 197 [0010]
- Applied Physics Letters, Jg. 80, Ausgabe 2 (Januar 2002), S. 189 [0010]

Claims

Organische EL-Anordnung, die mit mindestens einer Löcherinjektionsschicht, einer Löchertransportschicht, einer lichtemittierenden Schicht und einer Elektronentransportschicht zwischen einer Anode und einer Katode versehen ist, wobei eine Ionisationsspannung Ip(HIL) des Materials der Löcherinjektionsschicht, eine Ionisationsspannung Ip(HTL) des Materials der Löchertransportschicht und eine Ionisationsspannung Ip(EML) des Materials der lichtemittierenden Schicht jeweils die Beziehung Ip(EML) > Ip(HTL) ≥ Ip(HIL) ≥ Ip(EML) – 0,4 eV erfüllen.
Organische EL-Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Löcherinjektionsschicht ein Akzeptor-Dotand beigemengt ist.
Organische EL-Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Material der Löcherinjektionsschicht das Gleiche wie das Material der Löchertransportschicht ist.
Organische EL-Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Elektronenaffinität X(A) des Akzeptor-Dotanden, der der Löcherinjektionsschicht beigemengt ist, durch X(A) ≥ Ip(HIL) – 0,3 eV dargestellt wird.
Organische EL-Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine optische Bandlücke Eg(HTL) der Löchertransportschicht in Bezug auf die optische Bandlücke Eg(EML) der lichtemittierenden Schicht durch Eg(HTL) > Eg(EML) dargestellt wird.
Organische EL-Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektronentransportschicht eine Phenanthrolin-Verbindung enthält.
Organische EL-Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektronentransportschicht 1,10-Phenanthrolin, das die in Formel (1) gezeigte Molekülstruktur hat, oder ein Derivat davon enthält:
Organische EL-Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektronentransportschicht ein Silol-Derivat enthält, das die in Formel (2) gezeigte Molekülstruktur hat:
worin R¹² bis R¹⁵ gleich oder verschieden sind und für ein Wasserstoffatom, ein Halogenatom, einen aliphatischen Substituenten oder einen aromatischen Substituenten stehen.