WO2007088006A1 - Modified polyvinylcarbazole matrix materials for use in organic light-emitting diodes with phosphorescence emitters - Google Patents

Modified polyvinylcarbazole matrix materials for use in organic light-emitting diodes with phosphorescence emitters Download PDF

Info

Publication number
WO2007088006A1
WO2007088006A1 PCT/EP2007/000641 EP2007000641W WO2007088006A1 WO 2007088006 A1 WO2007088006 A1 WO 2007088006A1 EP 2007000641 W EP2007000641 W EP 2007000641W WO 2007088006 A1 WO2007088006 A1 WO 2007088006A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
emitting diode
light
diode according
polymer light
organic
Prior art date
Application number
PCT/EP2007/000641
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Silvia Janietz
Armin Wedel
Hartmut Krüger
Manuel Thesen
Original Assignee
Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. filed Critical Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V.
Priority to EP07703031A priority Critical patent/EP1979436A1/en
Publication of WO2007088006A1 publication Critical patent/WO2007088006A1/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/06Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing organic luminescent materials
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B33/00Electroluminescent light sources
    • H05B33/12Light sources with substantially two-dimensional radiating surfaces
    • H05B33/14Light sources with substantially two-dimensional radiating surfaces characterised by the chemical or physical composition or the arrangement of the electroluminescent material, or by the simultaneous addition of the electroluminescent material in or onto the light source
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2211/00Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
    • C09K2211/14Macromolecular compounds
    • C09K2211/1441Heterocyclic
    • C09K2211/1466Heterocyclic containing nitrogen as the only heteroatom

Definitions

  • the invention relates to novel polymeric light emitting diodes (PLEDs) which can produce light in the different spectral regions with high efficiency.
  • PLEDs polymeric light emitting diodes
  • the structure of such a PLED includes a transparent electrode as an anode, a metal electrode as a cathode, an organic light-emitting layer system and optionally electron and hole injection layers.
  • PLEDs can be built on the basis of phosphorescence emitters, so-called triplet emitters. The efficiency is thereby improved by the addition of suitable so-called hole and electron transport materials (Lamansky, Lam et al, J Appl Phys, 2002: 92 (3), 1570; X. Gong, SH Lim, JC Ostrovsky, D. Moses, CJ. Bardeen, GC Bazan, J Appl Phys, 2004: 95 (3), 948).
  • organic molecules are processed to thin layers by vapor deposition in a high vacuum (Pfeiffer, M.R. Forrest, K. Leo, M. E. Thomson, Adv Materials, 2002: 14, 22, 1633).
  • processing into thin films based on solutions is also possible (K.M. Vaeth, C.W. Tang, J Appl Phys, 2002: 92 (7), 3447).
  • polymers X. Yang, D. Neher, D. Hertel, K. Däubler, Adv Materials, 16, 2, 2004, 161
  • dendrimers S. -C.
  • printing processes can be used for the structured application of the organic layer.
  • the solvent is then evaporated.
  • the most widely used matrix for solvent-based triplet emitters is the polyvinylcarbazole (PVK).
  • PVK polyvinylcarbazole
  • the addition of the triplet emitter makes it possible to build up organic light-emitting elements.
  • the efficiency of such elements can be significantly improved by the addition of electron transport materials, such as 2- (4-biphenylyl) -5- (4-tert-butylphenyl) -1,3,4-oxadiazoles (TBPO).
  • the PVK In addition to the matrix function, the PVK also handles the hole transport, but with a HOMO energy level of -5.9 eV has a value which is poorly adapted to the work function of the indium tin oxide / polyethylenedioxothiophene electrode (ITO / PEDOT electrode) ,
  • ITO / PEDOT electrode polyethylenedioxothiophene electrode
  • the large energy barrier for the injection of holes into the PVC leads to higher threshold voltages.
  • To improve tion hole injection are therefore often a variety of triarylamines, z. N, N, N ', N'-tetrakis (4-methylphenyl) benzidine (TPD). Efficiencies of up to 38 cd / A have been determined for this system (XH Yang, D. Neher, Appl Phys Lett, 2004: 84, 2476).
  • the object is achieved by the generic polymeric light-emitting diode comprising an organic, light-emitting layer system, a transparent electrode as the anode and a metal electrode as
  • a polymeric light-emitting diode in which the organic light emitting layer system 3, 6-dialkyl-substituted polyvinylcarbazole (PVK) of the general formula I.
  • PVK 6-dialkyl-substituted polyvinylcarbazole
  • R Ci-Ci 8 linear or branched alkyl and / or C 3 -C 8 cycloalkyl.
  • the polymeric light-emitting system contains poly (3, 6-di-tert-butyl-N-vinylcarbazole) (DTB-PVK).
  • DTB-PVK poly (3, 6-di-tert-butyl-N-vinylcarbazole)
  • FIG. 1 Starting from carbazole, a Friedel-Crafts alkylation is carried out with tert-butyl chloride. The resulting 3,6-di-tert-butylcarbazole is N-alkylated with ⁇ -chloroethyl p-toluenesulfonate.
  • the isolated N-chloroethyl-3,6-di-tert-butylcarbazole is subjected to dehydrohalogenation to give the desired 3,6-di-tert-butyl-N-vinylcarbazole.
  • the polymerization of the substituted N-vinylcarbazole can optionally be cationic (with BF 3 etherate) or free-radical (AIBN).
  • the transparent electrode as anode advantageously contains at least one conductive polymer.
  • the conductive polymer of the anode preferably contains Polyethylendioxothiophen / Polystyrensulfon- acid (PEDOT / PSS, Baytron ®).
  • Invention contains the transparent electrode of the anode indium tin oxide (ITO). Due to the significantly increased HOMO energy level value (about -5.0 to -5.6 eV) of the 3, 6-disubstituted polyvinylcarbazole of the general formula 1
  • Ci-Ci 8 linear or branched alkyl and / or C 3 -Ci 8 Cycloalkyl is thus a much better adaptation to the ITO / PEDOT PSS electrode (-5,3 eV) permitted, so that the injection of holes is much easier.
  • the cathode contained in the polymeric light-emitting diode provided according to the invention advantageously contains at least individual metals, alloys of at least two metals and / or ceramic materials.
  • electron transport materials selected from the group of electron transport materials, Lochinj edictionsmaterialien and / or phosphorescence emitters may be included in the organic, light-emitting layer system.
  • Particularly suitable electron transport materials are compounds selected from the class of oxadiazoles, triazoles, quinoxalines, quinols, phenanthenes and / or bathocuproins; Very particular preference is given to 2- (4-biphenyl) -5- (4-tert-butylphenyl) -1,3,4-oxadiazole (TBPO).
  • TBPO 2- (4-biphenyl) -5- (4-tert-butylphenyl) -1,3,4-oxadiazole
  • organic metal complexes are included.
  • the central atoms can be selected from the elements Re, Ir, Pt, Eu and / or Ru.
  • the choice of a suitable ligand allows a selective adjustment of the emitted color.
  • the complexes of iridium permit very high phosphorescence yields because of their lower triplet lifetime in the range of a few ⁇ s compared to platinum complexes (50 ⁇ s).
  • Fig. 1 shows the synthetic scheme for the preparation of DTB-PVK starting from carbazole
  • Fig. 2 shows the cyclic voltammogram of PVK
  • Fig. 3 shows the cyclic voltammogram of DTB-PVK
  • Fig. 4 shows the brightness-voltage characteristics of the diode systems based on PVK and DTB-PVK
  • Fig. 5 shows the efficiency of the diode systems based on PVK and DTB PVK
  • Fig. 6 shows the efficiency of the DTB PVK diode system as a function of additional hole material
  • Fig. 7 shows the brightness degradation of a PVK and DTB PVK diode system.
  • the DTB-PVK was electrochemically analyzed in comparison with unmodified PVK. Surprisingly, cyclovoltammetric analysis revealed that the HOMO energy level value of poly (3, 6-di-tert-butyl-N-vinylcarbazole (-5.4 eV) was significantly higher unsubstituted PVK (-5.9 eV) (Figs. 2 and 3).
  • a polymeric light-emitting diode based on DTB-PVK shows a lower threshold voltage than the PVK system even without additional hole transport material. This becomes clear in a direct comparison of two DTB-PVK and PVK-based polymer light-emitting diodes which were prepared under the same conditions (constant electron transport material content). These properties were detected with two concentrations of both electron conductor and triplet emitter.
  • Fig. 4 and 5 the Elektroluminezenz the PVK and the DTB PVK system is shown. Clearly visible is the up to 4 Volt lower threshold voltage of the DTB-PVK system with a maximum efficiency of 33 cd / A @ 12 V.
  • the concentration of the triplet emitter (Ir (mppy) 3 ) was chosen to be 3% by weight, the proportion of the electron transport material (TBPO) was 14% by weight. A further increase in brightness and reduction of the operating voltage can be observed at higher concentrations of the electron transport material and the triplet emitter.
  • the threshold voltage of the DTB-PVK With 20% by weight of electron transport material and 8% by weight of triplet emitter (Ir (mppy) 3 ), the threshold voltage of the DTB-PVK further drops to 3.5 V and maximum brightnesses of 5800 cd / m 2 at 14 V are achieved. The maximum efficiency was determined on this system at 9 V at 34 cd / A.
  • the PVK system without hole transport material has a threshold voltage of approx. 8-9 Volt and an efficiency of approx. 17 cd / A at 18 V. equal system with 20% by weight electron conductor and 8% by weight triplet emitter (Ir (mppy) 3 ) not more than 19 cd / A at 6 V or 3300 cd / m 2 at 10 V. Higher voltages lead to a faster degradation in PVK the electroluminescence.
  • N-vinyl-3,6-di-tert-butylcarbazole are dissolved under inert gas atmosphere in 71 ml of dichloromethane and cooled to -78 0 C. Thereafter, the cationic polymerization is initiated by addition of 9 ul boron trifluoride etherate. After 30 min, it is quenched by the addition of 1 ml of methanol. The polymer solution is concentrated and the polymer is precipitated in methanol.
  • the ITO substrates were cleaned and treated with an oxygen plasma for 10 min. Immediately thereafter, the substrates were introduced into a glove box. There, the application of the PEDOT / PSS layer (Baytron ® ) and an annealing at 110 0 C, which has a dry film thickness of about 60 nm result. 3 wt% triplet emitter complex Ir (mppy) 3 (ADS066GE, American Dye Source) and 14 wt% electron transport material (TBPO) (Aldrich) were added to the corresponding chlorobenzene solution of DTB-PVK (1.5 wt%). In addition, the DTB-PVK hole transport material (TPD) (ST16.3, sensor) was added to one device.
  • PEDOT / PSS layer Boytron ®
  • an annealing at 110 0 C which has a dry film thickness of about 60 nm result.
  • 3 wt% triplet emitter complex Ir (mppy) 3 ADS066GE, American Dye
  • the spin-coating process of the finished solutions has been optimized so that layer thicknesses of approx. 80 nm are achieved.
  • the solvent was evaporated at 110 0 C for 60 min.
  • the vapor deposition of the cathode structure was carried out. Here, first a thin LiF layer (3 nm) and then calcium (30 nm) and silver (100 nm) were evaporated.
  • the ITO substrates were cleaned and treated with an oxygen plasma for 10 min. Immediately thereafter, the substrates were introduced into a glove box. There, the application of the PEDOTrPSS layer (Baytron ® ) and an annealing at 110 0 C, which resulted in a dry film thickness of about 60 nm Has. 8 wt% triplet emitter complex Ir (mppy) 3 (ADSO66GE, American Dye Source) and 20 wt% electron transport material (TBPO) (Aldrich) were added to the corresponding chlorobenzene solution of DTB-PVK (1.7 wt%). The spin-coating process of the finished solutions has been optimized so that layer thicknesses of approx. 80 nm are achieved.
  • the solvent was evaporated at 110 0 C for 60 min. Subsequently, the vapor deposition of the cathode structure was carried out. Here, first a thin CsF layer (4 nm) and then calcium (30 nm) and silver (100 nm) were vapor-deposited.
  • the ITO substrates were cleaned and treated with an oxygen plasma for 10 minutes. Immediately thereafter, the substrates were introduced into a glove box. There, the application of the PEDOT: PSS layer (Baytron ® ) and an annealing at 110 0 C, which has a dry film thickness of about 60 nm result. 3 wt% triplet emitter complex Ir (mppy) 3 (ADS066GE, American Dye Source) and 14 wt% electron transport material (TBPO) (Aldrich) were added to the corresponding chlorobenzene solution of the PVK (2.2 wt%). The spin-coating process of the finished solutions has been optimized so that layer thicknesses of approx. 80 nm are achieved. The solvent was added
  • the ITO substrates were cleaned and treated with an oxygen plasma for 10 min. Immediately thereafter, the substrates were introduced into a glove box. There, the application of the PEDOT: PSS layer (Baytron ® ) and an annealing at 110 0 C, which has a dry film thickness of about 60 nm result. 8 wt% triplet emitter complex Ir (mppy) 3 (ADS066GE, American Dye Source) and 20 wt% electron transport material (TBPO) (Aldrich) were added to the corresponding chlorobenzene solution of the PVK (2.2 wt%). The spin-coating process of the finished solutions has been optimized so that layer thicknesses of approx. 80 nm are achieved.
  • the solvent was evaporated at 110 0 C for 60 min. Subsequently, the vapor deposition of the cathode structure was carried out. Here, first a thin CsF layer (4 nm) and then calcium (30 nm) and silver (100 nm) were vapor-deposited.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)

Abstract

The invention relates to new polymeric light-emitting diodes (PLED) which are able to generate light in the different spectral ranges with high efficiency. The structure of such a PLED includes a transparent electrode as the anode, a metal electrode as the cathode, an organic light-emitting layer system, and, if desired, electron and hole injection layers.

Description

FRAUNHOFER-GESELLSCHAFT...e.V. 069PCT 1859FRAUNHOFER SOCIETY ... E.V. 069PCT 1859
Modifizierte Polyvinylcarbazol-Matrixmaterialien für den Einsatz in organischen Leuchtdioden mit Phosphoreszenz-EmitternModified polyvinylcarbazole matrix materials for use in organic light emitting diodes with phosphorescent emitters
Die Erfindung betrifft neue polymere Licht emittierende Dioden (PLED) , welche Licht in den unterschiedlichen Spektralbereichen mit hoher Effizienz erzeugen können. Der Aufbau einer solchen PLED schließt eine transparente Elektrode als Anode, eine Metallelektro- de als Kathode, ein organisches Licht emittierendes Schichtsystem und gegebenenfalls Elektronen- und Lochinjektionsschichten ein.The invention relates to novel polymeric light emitting diodes (PLEDs) which can produce light in the different spectral regions with high efficiency. The structure of such a PLED includes a transparent electrode as an anode, a metal electrode as a cathode, an organic light-emitting layer system and optionally electron and hole injection layers.
Es ist bekannt, dass PLEDs auf der Basis von Phospho- reszenz-Emittern, sog. Triplettemittern, aufgebaut werden können. Die Effizienz wird dabei durch den Zusatz geeigneter, sog. Loch- und Elektronentransport- materialien verbessert (S. Lamansky et al, J Appl Phys, 2002: 92(3), 1570; X. Gong, S. H. Lim, J. C. Ost- rowski, D. Moses, CJ. Bardeen, G. C. Bazan, J Appl Phys , 2004 : 95 ( 3 ) , 948 ) .It is known that PLEDs can be built on the basis of phosphorescence emitters, so-called triplet emitters. The efficiency is thereby improved by the addition of suitable so-called hole and electron transport materials (Lamansky, Lam et al, J Appl Phys, 2002: 92 (3), 1570; X. Gong, SH Lim, JC Ostrovsky, D. Moses, CJ. Bardeen, GC Bazan, J Appl Phys, 2004: 95 (3), 948).
Als Triplettemitter-Systeme werden zum einen organische Moleküle durch Aufdampfprozesse im Hochvakuum zu dünnen Schichten verarbeitet (M. Pfeiffer, S. R. Forrest, K. Leo, M.E. Thomson, Adv Materials, 2002: 14, 22, 1633) . Zum zweiten ist aber auch eine Verarbeitung zu dünnen Filmen auf der Basis von Lösungen möglich (K.M. Vaeth, C.W. Tang, J Appl Phys, 2002: 92(7), 3447). Für letztere werden vorzugsweise höhermolekulare organische Materialien (Polymere (X. Yang, D. Neher, D. Hertel, K. Däubler, Adv Materials, 16, 2, 2004, 161), Dendrimere (S. -C. Lo, A. H. Male, J. P. J. Markham, S.W. Magennis, P. L. Burn, O. V. SaIa- ta, I. D.W. Samuel, Adv Materials, 2002: 14, 975) o- der zumindest Oligomere) eingesetzt. Hierbei lassen sich Druckprozesse zur strukturierten Auftragung der organischen Schicht einsetzen. Das Lösemittel wird anschließend verdampft .As triplet emitter systems, on the one hand, organic molecules are processed to thin layers by vapor deposition in a high vacuum (Pfeiffer, M.R. Forrest, K. Leo, M. E. Thomson, Adv Materials, 2002: 14, 22, 1633). On the other hand, processing into thin films based on solutions is also possible (K.M. Vaeth, C.W. Tang, J Appl Phys, 2002: 92 (7), 3447). For the latter, preferably higher molecular weight organic materials (polymers (X. Yang, D. Neher, D. Hertel, K. Däubler, Adv Materials, 16, 2, 2004, 161), dendrimers (S. -C. Lo, AH Male, JP Markham, SW Magennis, PL Burn, OV Salata, IDW Samuel, Adv Materials, 2002: 14, 975) or at least oligomers). In this case, printing processes can be used for the structured application of the organic layer. The solvent is then evaporated.
Als am häufigsten eingesetzte Matrix für lösemittelbasierende Triplettemitter ist das Polyvinylcarbazol (PVK) bekannt. Durch den Zusatz des Triplettemitters (z. B. Übergangsmetallkomplexe auf der Basis von Ir, Pt u.a.) lassen sich organische Leuchtelemente aufbauen. Die Effizienz solcher Elemente lässt sich durch die Zugabe von Elektronentransportmaterialien, wie 2- (4-Biphenylyl) -5- (4-tert-butylphenyl) -1,3,4- oxadiazole (TBPO) , wesentlich verbessern. Das PVK ü- bernimmt neben der Matrixfunktion auch den Lochtransport, weist jedoch mit einem HOMO-Energieniveau von - 5,9 eV einen schlecht an die Austrittsarbeit der Indium-Zinn-Oxid/Polyethylendioxothiophen-Elektrode (ITO/PEDOT-Elektrode) angepassten Wert auf. Die große Energiebarriere für die Injektion von Löchern in das PVK führt zu höheren Einsatzspannungen. Zur Verbesse- rung der Lochinjektion werden daher häufig verschiedenste Triarylamine, z. B. N,N,N' ,N' -tetrakis (4- methylphenyl) -benzidin (TPD) , zugegeben. Für dieses System wurden Effizienzen von bis zu 38 cd/A bestimmt (X. H. Yang, D. Neher, Appl Phys Lett, 2004: 84, 2476) .The most widely used matrix for solvent-based triplet emitters is the polyvinylcarbazole (PVK). The addition of the triplet emitter (eg transition metal complexes based on Ir, Pt, etc.) makes it possible to build up organic light-emitting elements. The efficiency of such elements can be significantly improved by the addition of electron transport materials, such as 2- (4-biphenylyl) -5- (4-tert-butylphenyl) -1,3,4-oxadiazoles (TBPO). In addition to the matrix function, the PVK also handles the hole transport, but with a HOMO energy level of -5.9 eV has a value which is poorly adapted to the work function of the indium tin oxide / polyethylenedioxothiophene electrode (ITO / PEDOT electrode) , The large energy barrier for the injection of holes into the PVC leads to higher threshold voltages. To improve tion hole injection are therefore often a variety of triarylamines, z. N, N, N ', N'-tetrakis (4-methylphenyl) benzidine (TPD). Efficiencies of up to 38 cd / A have been determined for this system (XH Yang, D. Neher, Appl Phys Lett, 2004: 84, 2476).
Diese sehr komplexen, phosphoreszenten Systeme bestehend aus PVK, niedermolekularem Elektronen- und Loch- transportmaterialen, sowie dem Übergangsmetallkomplex, werden dann gemeinsam aus der Lösung abgeschieden. Bei der Verarbeitung machen sich Mischbarkeitsund Löslichkeitsgrenzen dieser Vielstoffgemische deutlich negativ bemerkbar. Weiterhin weisen die PVK- basierenden Triplettemitter-Systeme bisher nur unzureichende Langzeitstabilitäten auf, so dass ihr technischer Einsatz bisher nicht sinnvoll erscheint.These very complex, phosphorescent systems consisting of PVK, low-molecular electron and hole transport materials, as well as the transition metal complex are then separated from the solution together. During processing, the miscibility and solubility limits of these multicomponent mixtures are clearly negatively noticeable. Furthermore, the PVK-based triplet emitter systems have so far only inadequate long-term stability, so that their technical application does not seem appropriate so far.
Daher war es Aufgabe vorliegender Erfindung, die Zahl der für hocheffiziente Systeme auf Basis PVK notwendigen Komponenten (Elekektronen- und Lochttransport- materialien) zu reduzieren, die Lochinjektion von der ITO/PEDOT-Elektrode in die PVK-Matrix zu verbessern und die Langzeitstabilität der PVK-basierenden Syste- me zu erhöhen.It was therefore an object of the present invention to reduce the number of components required for highly efficient systems based on PVK (electron and hole transport materials), to improve the hole injection from the ITO / PEDOT electrode into the PVK matrix and the long-term stability of the PVK -based systems.
Die Aufgabe wird durch die gattungsgemäße polymere Licht emittierende Diode enthaltend ein organisches, Licht emittierendes Schichtsystem, eine transparente Elektrode als Anode sowie eine Metallelektrode alsThe object is achieved by the generic polymeric light-emitting diode comprising an organic, light-emitting layer system, a transparent electrode as the anode and a metal electrode as
Kathode mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die weitern abhängigen Ansprüche zeigen vorteilhafte Weiterbildungen auf.Cathode with the characterizing features of claim 1 solved. The further dependent claims show advantageous developments.
Erfindungsgemäß wird eine polymere Licht emittierende Diode bereitgestellt, bei der das organische Licht emittierende Schichtsystem 3 , 6-dialkylsubstituiertes Polyvinylcarbazol (PVK) der allgemeinen Formel IAccording to the invention, a polymeric light-emitting diode is provided in which the organic light emitting layer system 3, 6-dialkyl-substituted polyvinylcarbazole (PVK) of the general formula I.
Figure imgf000005_0001
Figure imgf000005_0001
Formel IFormula I
mit R = Ci-Ci8 linear oder verzweigtes Alkyl und/oder C3-Ci8 Cycloalkyl enthält. Dabei werden die 3- und 6- Positionen des Carbazolrings, die für die mangelnde chemische und elektrochemische Stabilität des PVK verantwortlich sind, blockiert.with R = Ci-Ci 8 linear or branched alkyl and / or C 3 -C 8 cycloalkyl. The 3 and 6 positions of the carbazole ring, which are responsible for the lack of chemical and electrochemical stability of the PVK, are blocked.
Vorteilhafterweise enthält das polymere Licht emit- tierende System PoIy- (3 , 6-Di-tert . -butyl-N- vinylcarbazol) (DTB-PVK) . Dessen Synthese kann vorzugsweise gemäß Fig. 1 erfolgen. Ausgehend von Carba- zol wird eine Friedel-Crafts-Alkylierung mit tert- Butylchlorid durchgeführt. Das erhaltene 3,6-Di-tert- butylcarbazol wird mit ß-Chlorethyl-p-toluensulfonat N-alkyliert. Das isolierte N-Chlorethyl-3 , 6-di-tert- butylcarbazol wird einer Dehydrohalogenierung unterzogen, wobei das gewünschte 3, 6-Di-tert-butyl-N- vinylcarbazol zugänglich ist. Die Polymerisation des substituierten N-Vinylcarbazols kann wahlweise kationisch (mit BF3-Etherat) oder radikalisch (AIBN) erfolgen.Advantageously, the polymeric light-emitting system contains poly (3, 6-di-tert-butyl-N-vinylcarbazole) (DTB-PVK). Its synthesis can preferably be carried out according to FIG. 1. Starting from carbazole, a Friedel-Crafts alkylation is carried out with tert-butyl chloride. The resulting 3,6-di-tert-butylcarbazole is N-alkylated with β-chloroethyl p-toluenesulfonate. The isolated N-chloroethyl-3,6-di-tert-butylcarbazole is subjected to dehydrohalogenation to give the desired 3,6-di-tert-butyl-N-vinylcarbazole. The polymerization of the substituted N-vinylcarbazole can optionally be cationic (with BF 3 etherate) or free-radical (AIBN).
Die transparente Elektrode als Anode enthält dabei vorteilhafterweise zumindest ein leitfähiges Polymer. Das leitfähige Polymer der Anode enthält dabei vorzugsweise Polyethylendioxothiophen/Polystyrensulfon- säure (PEDOT/PSS, Baytron®) .The transparent electrode as anode advantageously contains at least one conductive polymer. The conductive polymer of the anode preferably contains Polyethylendioxothiophen / Polystyrensulfon- acid (PEDOT / PSS, Baytron ®).
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform derIn a further advantageous embodiment of the
Erfindung enthält die transparente Elektrode der Anode Indium-Zinn-Oxid (ITO) . Durch den deutlich erhöhten HOMO-Energieniveauwert (ca. -5.0 bis -5.6 eV) des 3, 6-disubstituierten Polyvinylcarbazols der allgemei- nen Formel 1Invention contains the transparent electrode of the anode indium tin oxide (ITO). Due to the significantly increased HOMO energy level value (about -5.0 to -5.6 eV) of the 3, 6-disubstituted polyvinylcarbazole of the general formula 1
Figure imgf000006_0001
Figure imgf000006_0001
mit R = Ci-Ci8 linear oder verzweigtes Alkyl und/oder C3-Ci8 Cycloalkyl ist somit eine wesentlich bessere Anpassung an die ITO/PEDOT-PSS-Elektrode (-5,3 eV) gestattet, so dass die Injektion von Löchern wesentlich erleichtert ist.with R = Ci-Ci 8 linear or branched alkyl and / or C 3 -Ci 8 Cycloalkyl is thus a much better adaptation to the ITO / PEDOT PSS electrode (-5,3 eV) permitted, so that the injection of holes is much easier.
Die in der erfindungsgemäß bereitgestellten polymeren Licht emittierenden Diode enthaltene Kathode enthält vorteilhafterweise mindestens einzelne Metalle, Legierungen aus mindestens zwei Metallen und/oder kera- mische Materialien.The cathode contained in the polymeric light-emitting diode provided according to the invention advantageously contains at least individual metals, alloys of at least two metals and / or ceramic materials.
Des Weiteren ist es vorteilhaft, wenn weitere Zusatzstoffe, ausgewählt aus der Gruppe der Elektronen- transportmaterialien, Lochinj ektionsmaterialien und/oder Phosphoreszenzemittern im organischen, Licht emittierenden Schichtsystem enthalten sein können. Besonders geeignete Elektronentransportmaterialien stellen dabei Verbindungen ausgewählt aus der Klasse der Oxadiazole, Triazole, Chinoxaline, Chinole, Phe- nantrene und/oder Bathocuproine dar; ganz besonders bevorzugt ist 2- (4-Biphenyl) -5- (4- tert . -butylphenyl) - 1, 3 , 4-oxadiazol (TBPO). Die zusätzliche Verwendung von Lochinduktionsmaterialien ist möglich, aber nicht erforderlich.Furthermore, it is advantageous if further additives selected from the group of electron transport materials, Lochinj ektionsmaterialien and / or phosphorescence emitters may be included in the organic, light-emitting layer system. Particularly suitable electron transport materials are compounds selected from the class of oxadiazoles, triazoles, quinoxalines, quinols, phenanthenes and / or bathocuproins; Very particular preference is given to 2- (4-biphenyl) -5- (4-tert-butylphenyl) -1,3,4-oxadiazole (TBPO). The additional use of hole induction materials is possible but not required.
Als Phosphoreszenzemitter sind in einer bevorzugten Ausführungsform organische Metallkomplexe enthalten. Die Zentralatome können dabei aus den Elementen Re, Ir, Pt, Eu und/oder Ru ausgewählt sein. Die Wahl eines geeigneten Liganden ermöglicht dabei eine selek- tive Einstellung der emittierten Farbe. Es werden bevorzugt die aus dem Stand der Technik bekannten Liganden eingesetzt (S. Lamansky et al, J Appl Phys, 2002: 92(3), 1570; X. Gong, S. H. Lim, J. C. Ostrowski, D. Moses, CJ. Bardeen, G. C. Bazan, J Appl Phys, 2004: 95(3), 948; M. Pfeiffer, S. R. Forrest, K. Leo, M.E. Thomson, Adv Materials, 2002: 14, 22, 1633). Von den angeführten Metallzentralatomen gestatten insbesondere die Komplexe des Iridiums wegen ihrer geringeren Triplett-Lebensdauer im Bereich weniger μs im Vergleich zu Platinkomplexen (50 μs) sehr hohe Phosphoreszenzausbeuten .As a phosphorescence emitter, in a preferred embodiment, organic metal complexes are included. The central atoms can be selected from the elements Re, Ir, Pt, Eu and / or Ru. The choice of a suitable ligand allows a selective adjustment of the emitted color. Lamansky et al, J Appl Phys, 2002: 92 (3), 1570, X. Gong, SH Lim, JC Ostrowski, D. Moses, CJ. Bardeen, are preferred. GC Bazan, J Appl Phys, 2004: 95 (3), 948, M. Pfeiffer, SR Forrest, K. Leo, ME Thomson, Adv Materials, 2002: 14, 22, 1633). Of the listed metal central atoms, in particular the complexes of iridium permit very high phosphorescence yields because of their lower triplet lifetime in the range of a few μs compared to platinum complexes (50 μs).
Durch die verbesserte Anpassung des 3 , 6-disubstitu- ierten Polyvinylcarbazols der allgemeinen Formel I and die ITO/PEDOT-PSS-Elektrode konnte überraschenderweise auf zusätzliche Lochtransportmaterialien, wie beim PVK-System erforderlich, verzichtet und der Aufbau des phosphoreszenten PLED Systems vereinfacht werden.The improved adaptation of the 3, 6-disubstituted polyvinylcarbazole of the general formula I and the ITO / PEDOT PSS electrode surprisingly made it possible to dispense with additional hole transport materials, as required in the PVK system, and to simplify the construction of the phosphorescent PLED system.
Anhand der folgenden Beispiele und Figuren soll der erfindungsgemäße Gegenstand näher erläutert werden, ohne diesen auf die hier gezeigten speziellen Ausführungsformen zu beschränken.Based on the following examples and figures of the inventive subject matter will be explained in more detail, without limiting this to the specific embodiments shown here.
Fig. 1 zeigt das Syntheseschema zur Herstellung von DTB-PVK ausgehend von CarbazolFig. 1 shows the synthetic scheme for the preparation of DTB-PVK starting from carbazole
Fig. 2 zeigt das Cyclovoltammogramm von PVKFig. 2 shows the cyclic voltammogram of PVK
Fig. 3 zeigt das Cyclovoltammogramm von DTB-PVKFig. 3 shows the cyclic voltammogram of DTB-PVK
Fig. 4 zeigt die Helligkeits-Spannungs-Charakteristik der Diodensysteme basierend auf PVK und DTB-PVKFig. 4 shows the brightness-voltage characteristics of the diode systems based on PVK and DTB-PVK
Fig. 5 zeigt die Effizienz der Diodensysteme basierend auf PVK und DTB-PVKFig. 5 shows the efficiency of the diode systems based on PVK and DTB PVK
Fig. 6 zeigt die Effizienz des DTB-PVK-Diodensystems in Abhängigkeit von zusätzlichem LochmaterialFig. 6 shows the efficiency of the DTB PVK diode system as a function of additional hole material
Fig. 7 zeigt den Helligkeitsabfall eines PVK und DTB- PVK-Diodensystems .Fig. 7 shows the brightness degradation of a PVK and DTB PVK diode system.
Verwendete Abkürzungenused abbreviations
mppy 5-Methyl-2-phenylpyridinylmppy 5-methyl-2-phenylpyridinyl
TBPO 2- (4-Biphenylyl) -5- (4-tert-butylphenyl) -TBPO 2- (4-biphenylyl) -5- (4-tert-butylphenyl) -
1,3, 4 -oxadiazole1,3,4-oxadiazoles
Das DTB-PVK wurde vergleichend mit unmodifiziertem PVK elektrochemisch untersucht. Überraschenderweise ergab die cyclovoltammetrische Untersuchung, dass sich der HOMO-Energieniveauwert des PoIy- (3 , 6-di- tert . -butyl-N-vinylcarbazols (-5,4 eV) deutlich zum unsubstituierten PVK (-5.9 eV) unterscheidet (Fig. 2 und 3) .The DTB-PVK was electrochemically analyzed in comparison with unmodified PVK. Surprisingly, cyclovoltammetric analysis revealed that the HOMO energy level value of poly (3, 6-di-tert-butyl-N-vinylcarbazole (-5.4 eV) was significantly higher unsubstituted PVK (-5.9 eV) (Figs. 2 and 3).
Eine polymere Licht emittierende Diode, basierend auf DTB-PVK, zeigt auch ohne zusätzliches Lochtransport- material eine geringere Einsatzspannung als das PVK System. Dies wird bei einem direkten Vergleich zweier auf DTB-PVK und PVK basierenden polymeren Licht emittierenden Dioden deutlich, die unter gleichen Bedin- gungen (konstanter Elektronentransportmaterialanteil) präpariert wurden. Diese Eigenschaften wurden mit zwei Konzentrationen sowohl von Elektronenleiter als auch vom Triplettemitter nachgewiesen. In Fig. 4 und 5 ist das Elektroluminezenzverhalten des PVK- und des DTB-PVK-Systems dargestellt. Deutlich zu erkennen ist die bis zu 4 Volt geringere Einsatzspannung des DTB- PVK Systems bei einer maximalen Effizienz von 33 cd/A @ 12 V.A polymeric light-emitting diode based on DTB-PVK shows a lower threshold voltage than the PVK system even without additional hole transport material. This becomes clear in a direct comparison of two DTB-PVK and PVK-based polymer light-emitting diodes which were prepared under the same conditions (constant electron transport material content). These properties were detected with two concentrations of both electron conductor and triplet emitter. In Fig. 4 and 5, the Elektroluminezenzverhalten the PVK and the DTB PVK system is shown. Clearly visible is the up to 4 Volt lower threshold voltage of the DTB-PVK system with a maximum efficiency of 33 cd / A @ 12 V.
Die Konzentration des Triplettemitters (Ir(mppy)3) wurde dabei mit 3 Gew. % gewählt, der Anteil des E- lektronentransportmaterials (TBPO) betrug 14 Gew. %. Einen weiteren Anstieg der Helligkeit und die Reduzierung der EinsatzSpannung kann man bei höheren Kon- zentrationen des Elektronentransportmaterials und des Triplettemitters feststellen. Bei 20 Gew. % Elektro- nentransportmaterial und 8 Gew. % Triplettemitter (Ir(mppy)3) sinkt die Einsatzspannung des DTB-PVK weiter auf 3,5 V und es werden maximale Helligkeiten von 5800 cd/m2 bei 14 V erreicht. Die maximale Effizienz wurde an diesem System bei 9 V mit 34 cd/A bestimmt .The concentration of the triplet emitter (Ir (mppy) 3 ) was chosen to be 3% by weight, the proportion of the electron transport material (TBPO) was 14% by weight. A further increase in brightness and reduction of the operating voltage can be observed at higher concentrations of the electron transport material and the triplet emitter. With 20% by weight of electron transport material and 8% by weight of triplet emitter (Ir (mppy) 3 ), the threshold voltage of the DTB-PVK further drops to 3.5 V and maximum brightnesses of 5800 cd / m 2 at 14 V are achieved. The maximum efficiency was determined on this system at 9 V at 34 cd / A.
Das PVK System ohne Lochtransportmaterial hat eine Einsatzspannung von ca. 8-9 Volt und eine Effizienz von ca. 17 cd/A bei 18 V. Hier erreichte das Ver- gleichssystem mit 20 Gew. % Elektronenleiter und 8 Gew. % Triplettemitter (Ir(mppy)3) nicht mehr als 19 cd/A bei 6 V bzw. 3300 cd/m2 bei 10 V. Höhere Spannungen führen beim PVK zu einem schnellerem Abbau der Elektrolumineszenz .The PVK system without hole transport material has a threshold voltage of approx. 8-9 Volt and an efficiency of approx. 17 cd / A at 18 V. equal system with 20% by weight electron conductor and 8% by weight triplet emitter (Ir (mppy) 3 ) not more than 19 cd / A at 6 V or 3300 cd / m 2 at 10 V. Higher voltages lead to a faster degradation in PVK the electroluminescence.
Es wurde nachgewiesen, dass zusätzliches Lochtransportmaterial die Effizienz weiter absinken lässt, da jetzt ein Überschuss an Löchern vorhanden ist, wel- ches das Ladungsträgergleichgewicht stört (Fig. 6) .It has been shown that additional hole transport material further decreases the efficiency since there is now an excess of holes which disturb the charge carrier balance (Figure 6).
Alle DTB-PVK Systeme zeigen einen deutlich langsameren Abfall der Helligkeit als Funktion der Zeit bei einer vorgegebenen Starthelligkeit (Fig. 7) . All DTB-PVK systems show a much slower decrease in brightness as a function of time at a given starting brightness (FIG. 7).
Beispiel 1example 1
Synthese von 3 , 6-Di-tert-butyl-carbazolSynthesis of 3, 6-di-tert-butyl-carbazole
In einem 500ml-Dreihalskolben werden 20,02 g Carbazol und 17,65 g AlCl3 unter Stickstoffatmosphäre in 200 ml Dichlormethan suspendiert. Die Suspension wird auf 0 0C abgekühlt und innerhalb von 90 min 26 ml tert- Butylchlorid zugetropft. Danach wird auf Raumtempera- tur erwärmt und über Nacht gerührt. Danach wird das Reaktionsgemisch mit 400 ml Dichlormethan verdünnt und nacheinander je zweimal mit je 100 ml lmolarer HCl und 3molarer NaCl-Lösung ausgeschüttelt. Danach wird das Lösemittel abrotiert und 32,32 g Rohprodukt isoliert. Das Isomerengemisch wird durch Umkristalli- sation aus Methanol gereinigt. Es werden 7,69 g reines 3 , 6-Di-tert-butyl-carbazol erhalten.In a 500 ml three-necked flask, 20.02 g of carbazole and 17.65 g of AlCl 3 are suspended under nitrogen in 200 ml of dichloromethane. The suspension is cooled to 0 0 C and added dropwise over 90 min 26 ml of tert-butyl chloride. It is then warmed to room temperature and stirred overnight. Thereafter, the reaction mixture is diluted with 400 ml of dichloromethane and shaken out successively twice each with 100 ml of 1 molar HCl and 3 molar NaCl solution. Thereafter, the solvent is removed by rotary evaporation and isolated 32.32 g of crude product. The isomer mixture is purified by recrystallization from methanol. There are obtained 7.69 g of pure 3, 6-di-tert-butyl-carbazole.
Beispiel 2Example 2
Synthese von N-2-Chlorethyl-3 , 6-di-tert-butyl- carbazolSynthesis of N-2-chloroethyl-3,6-di-tert-butylcarbazole
7 g 3, 6-Di-tert-butyl-carbazol werden unter Stickstoffatmosphäre in 400 ml Aceton gelöst. Anschließend werden 20 g ß-Chlorethyl-p-toluolsulfonat und eine Lösung von 10 g NaOH in 7,5 ml Wasser zugegeben und auf 60 0C unter Rühren erwärmt. Nach 10 h werden wei- tere 10 g ß-Chlorethyl-p-toluolsulfonat und 4 g NaOH in 2,5 ml Wasser zugegeben. Nach weiteren 10 h wird abgekühlt und der Niederschlag abfiltriert. Die Lösung wird eingeengt . Das Rohprodukt wird durch Säulenchromatographie über Kieselgel mit He- xan/Essigsäureethylester gereingt. Dabei wird unumge- setztes Edukt zurückgewonnen. Es werden 2,88 g reines Produkt isoliert .7 g of 3, 6-di-tert-butyl-carbazole are dissolved under nitrogen atmosphere in 400 ml of acetone. Subsequently, 20 g of β-chloroethyl p-toluenesulfonate and a solution of 10 g of NaOH in 7.5 ml of water are added and heated to 60 0 C with stirring. After 10 hours, another 10 g of β-chloroethyl p-toluenesulfonate and 4 g of NaOH in 2.5 ml of water are added. After a further 10 h, the mixture is cooled and the precipitate is filtered off. The solution is concentrated. The crude product is purified by column chromatography on silica gel with hexane / ethyl acetate. In this process, unreacted educt is recovered. It will be 2.88 g pure Product isolated.
Beispiel 3Example 3
Synthese von N-Vinyl-3, 6-di-tert-butylcarbazolsSynthesis of N-vinyl-3,6-di-tert-butylcarbazole
4 g N-2-Chlorethyl-3, 6-di-tert-butylcarbazol werden unter Stickstoffatmosphäre in 125 ml getrocknetem Ethanol gelöst und dazu 35 ml einer 25%igen methanolischen KOH-Lösung getropft und unter Rückfluss erwärmt. Nach 20 h wird abgebrochen und das Reaktionsprodukt auf 800 ml Wasser gegeben. Die organischen Bestandteile werden mit CHCl3 extrahiert. Anschlie- ßend wird die reine Substanz (2,37 g) durch Säulenchromatographie über Aluminiumoxid mit Hexan/Toluol i- soliert .4 g of N-2-chloroethyl-3,6-di-tert-butylcarbazole are dissolved under nitrogen atmosphere in 125 ml of dried ethanol and added dropwise to 35 ml of a 25% methanolic KOH solution and heated to reflux. After 20 h, the reaction is stopped and the reaction product is added to 800 ml of water. The organics are extracted with CHCl 3 . Subsequently, the pure substance (2.37 g) is isolated by column chromatography over alumina with hexane / toluene.
Beispiel 4Example 4
Polymerisation von N-Vinyl-3, 6-di-tert-butyl-carbazolPolymerization of N-vinyl-3,6-di-tert-butyl-carbazole
2,18 g N-Vinyl-3 , 6-di-tert-butylcarbazol werden unter Inertgasatmosphäre in 71 ml Dichlormethan gelöst und auf -78 0C abgekühlt. Danach wird die kationische Polymerisation durch Zugabe von 9 μl Bortrifluorid- etherat initiiert. Nach 30 min wird durch Zugabe von 1 ml Methanol abgebrochen. Die Polymerlösung wird eingeengt und das Polymer in Methanol gefällt. Die2.18 g of N-vinyl-3,6-di-tert-butylcarbazole are dissolved under inert gas atmosphere in 71 ml of dichloromethane and cooled to -78 0 C. Thereafter, the cationic polymerization is initiated by addition of 9 ul boron trifluoride etherate. After 30 min, it is quenched by the addition of 1 ml of methanol. The polymer solution is concentrated and the polymer is precipitated in methanol. The
Reinigung erfolgt durch Umfallen aus THF/Methanol und Extraktion mit Methanol. Es werden 1,6 g PoIy- (N- Vinyl-3, 6-di-tert-butylcarbazol) mit Mn= 282.000 g/mol und Mw= 737.000 g/mol erhalten. Beispiel 5Purification takes place by reprecipitation from THF / methanol and extraction with methanol. There are obtained 1.6 g of poly (N-vinyl-3,6-di-tert-butylcarbazole) with M n = 282,000 g / mol and M w = 737,000 g / mol. Example 5
Präparation einer PhPLED Struktur 1Preparation of a PhPLED structure 1
Die ITO Substrate wurden gereinigt und mit einem Sau- erstoffplasma für 10 min behandelt. Unmittelbar danach wurden die Substrate in eine Glove-Box eingeschleust. Dort erfolgte das Auftragen der PEDOT/PSS Schicht (Baytron®) und einer Temperung bei 110 0C, die eine Trockenschichtdicke von ca. 60 nm zur Folge hat. Es wurde 3 Gew. % Triplettemitterkomplex Ir(mppy)3 (ADS066GE, American Dye Source) und 14 Gew. % Elektronentransportmaterial (TBPO) (Aldrich) in die entsprechende Chlorbenzollösung des DTB-PVK (1,5 Gew. %) zugegeben. Zusätzlich wurde bei einem Device dem DTB-PVK Lochtransportmaterial (TPD) (ST16.3, Sen- sient) hinzugegegben. Der spin-coating Prozess der fertigen Lösungen wurde so optimiert, dass sich Schichtdicken von ca. 80 nm einstellen. Das Lösungs- mittel wurde bei 110 0C für 60 min abgedampft. Anschließend erfolgte das Aufdampfen der Kathodenstruktur. Hier wurde zunächst eine dünne LiF Schicht (3 nm) und anschließend Calcium (30 nm) und Silber (100 nm) aufgedampft.The ITO substrates were cleaned and treated with an oxygen plasma for 10 min. Immediately thereafter, the substrates were introduced into a glove box. There, the application of the PEDOT / PSS layer (Baytron ® ) and an annealing at 110 0 C, which has a dry film thickness of about 60 nm result. 3 wt% triplet emitter complex Ir (mppy) 3 (ADS066GE, American Dye Source) and 14 wt% electron transport material (TBPO) (Aldrich) were added to the corresponding chlorobenzene solution of DTB-PVK (1.5 wt%). In addition, the DTB-PVK hole transport material (TPD) (ST16.3, sensor) was added to one device. The spin-coating process of the finished solutions has been optimized so that layer thicknesses of approx. 80 nm are achieved. The solvent was evaporated at 110 0 C for 60 min. Subsequently, the vapor deposition of the cathode structure was carried out. Here, first a thin LiF layer (3 nm) and then calcium (30 nm) and silver (100 nm) were evaporated.
Beispiel 6Example 6
Präparation einer PhPLED Struktur 2Preparation of a PhPLED structure 2
Die ITO Substrate wurden gereinigt und mit einem Sau- erstoffplasma für 10 min behandelt. Unmittelbar danach wurden die Substrate in eine Glove-Box eingeschleust. Dort erfolgte das Auftragen der PEDOTrPSS Schicht (Baytron®) und einer Temperung bei 110 0C, die eine Trockenschichtdicke von ca. 60 nm zur Folge hat. Es wurde 8 Gew. % Triplettemitterkomplex Ir(mppy)3 (ADSO66GE, American Dye Source) und 20 Gew. % Elektronentransportmaterial (TBPO) (Aldrich) in die entsprechende Chlorbenzollösung des DTB-PVK (1,7 Gew. %) zugegeben. Der spin-coating Prozess der fertigen Lösungen wurde so optimiert, dass sich Schichtdicken von ca. 80 nm einstellen. Das Lösungsmittel wurde bei 110 0C für 60 min abgedampft. Anschließend erfolgte das Aufdampfen der Kathodenstruktur. Hier wurde zu- nächst eine dünne CsF Schicht (4 nm) und anschließend Calcium (30 nm) und Silber (100 nm) aufgedampft.The ITO substrates were cleaned and treated with an oxygen plasma for 10 min. Immediately thereafter, the substrates were introduced into a glove box. There, the application of the PEDOTrPSS layer (Baytron ® ) and an annealing at 110 0 C, which resulted in a dry film thickness of about 60 nm Has. 8 wt% triplet emitter complex Ir (mppy) 3 (ADSO66GE, American Dye Source) and 20 wt% electron transport material (TBPO) (Aldrich) were added to the corresponding chlorobenzene solution of DTB-PVK (1.7 wt%). The spin-coating process of the finished solutions has been optimized so that layer thicknesses of approx. 80 nm are achieved. The solvent was evaporated at 110 0 C for 60 min. Subsequently, the vapor deposition of the cathode structure was carried out. Here, first a thin CsF layer (4 nm) and then calcium (30 nm) and silver (100 nm) were vapor-deposited.
Beispiel 7Example 7
Vergleichsbeispiel zur PhPLED Struktur 1Comparative Example to PhPLED Structure 1
Die ITO Substrate wurden gereinigt und mit einem Sauerstoffplasma für 10 min behandelt. Unmittelbar da- nach wurden die Substrate in eine Glove-Box eingeschleust. Dort erfolgte das Auftragen der PEDOT: PSS Schicht (Baytron®) und einer Temperung bei 110 0C, die eine Trockenschichtdicke von ca. 60 nm zur Folge hat. Es wurde 3 Gew. % Triplettemitterkomplex Ir(mppy)3 (ADS066GE, American Dye Source) und 14 Gew. % Elektronentransportmaterial (TBPO) (Aldrich) in die entsprechende Chlorbenzollösung des PVK (2,2 Gew. %) zugegeben. Der spin-coating Prozess der fertigen Lösungen wurde so optimiert, dass sich Schichtdicken von ca. 80 nm einstellen. Das Lösungsmittel wurde beiThe ITO substrates were cleaned and treated with an oxygen plasma for 10 minutes. Immediately thereafter, the substrates were introduced into a glove box. There, the application of the PEDOT: PSS layer (Baytron ® ) and an annealing at 110 0 C, which has a dry film thickness of about 60 nm result. 3 wt% triplet emitter complex Ir (mppy) 3 (ADS066GE, American Dye Source) and 14 wt% electron transport material (TBPO) (Aldrich) were added to the corresponding chlorobenzene solution of the PVK (2.2 wt%). The spin-coating process of the finished solutions has been optimized so that layer thicknesses of approx. 80 nm are achieved. The solvent was added
110 0C für 60 min abgedampft. Anschließend erfolgte das Aufdampfen der Kathodenstruktur. Hier wurde zunächst eine dünne LiF Schicht (3 nm) und anschließend Calcium (30 nm) und Silber (100 nm) aufgedampft. Beispiel 8110 0 C evaporated for 60 min. Subsequently, the vapor deposition of the cathode structure was carried out. Here, first a thin LiF layer (3 nm) and then calcium (30 nm) and silver (100 nm) were evaporated. Example 8
Vergleichsbeispiel der PhPLED Struktur 2Comparative Example of the PhPLED Structure 2
Die ITO Substrate wurden gereinigt und mit einem Sau- erstoffplasma für 10 min behandelt. Unmittelbar danach wurden die Substrate in eine Glove-Box eingeschleust. Dort erfolgte das Auftragen der PEDOT: PSS Schicht (Baytron®) und einer Temperung bei 110 0C, die eine Trockenschichtdicke von ca. 60 nm zur Folge hat. Es wurde 8 Gew. % Triplettemitterkomplex Ir(mppy)3 (ADS066GE, American Dye Source) und 20 Gew. % Elektronentransportmaterial (TBPO) (Aldrich) in die entsprechende Chlorbenzollösung des PVK (2,2 Gew. %) zugegeben. Der spin-coating Prozess der fertigen Lösungen wurde so optimiert, dass sich Schichtdicken von ca. 80 nm einstellen. Das Lösungsmittel wurde bei 110 0C für 60 min abgedampft. Anschließend erfolgte das Aufdampfen der Kathodenstruktur. Hier wurde zu- nächst eine dünne CsF Schicht (4 nm) und anschließend Calcium (30 nm) und Silber (100 nm) aufgedampft. The ITO substrates were cleaned and treated with an oxygen plasma for 10 min. Immediately thereafter, the substrates were introduced into a glove box. There, the application of the PEDOT: PSS layer (Baytron ® ) and an annealing at 110 0 C, which has a dry film thickness of about 60 nm result. 8 wt% triplet emitter complex Ir (mppy) 3 (ADS066GE, American Dye Source) and 20 wt% electron transport material (TBPO) (Aldrich) were added to the corresponding chlorobenzene solution of the PVK (2.2 wt%). The spin-coating process of the finished solutions has been optimized so that layer thicknesses of approx. 80 nm are achieved. The solvent was evaporated at 110 0 C for 60 min. Subsequently, the vapor deposition of the cathode structure was carried out. Here, first a thin CsF layer (4 nm) and then calcium (30 nm) and silver (100 nm) were vapor-deposited.

Claims

FRAUNHOFER-GESELLSCHAFT...e.V. 069PCT 1859Patentansprüche FRAUNHOFER-GESELLSCHAFT ... eV 069PCT 1859Patentansprüche
1. Polymere lichtemittierende Diode, enthaltend ein organisches, lichtemittierendes Schichtsystem, eine transparente Elektrode als Anode sowie eine Metallelektrode als Kathode, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das organische lichtemittierende Schichtsystem 3 , 6-disubstituiertes Polyvinylcarbazol der allgemeinen Formel I1. A polymer light-emitting diode containing an organic, light-emitting layer system, a transparent electrode as an anode and a metal electrode as a cathode, wherein the organic light-emitting layer system 3, 6-disubstituted polyvinylcarbazole of the general formula I
Figure imgf000016_0001
Figure imgf000016_0001
mit R = Ci-Ci8 linear oder verzweigtes Alkyl und/oder C3-Ci8 Cycloalkyl enthält.with R = Ci-Ci 8 linear or branched alkyl and / or C 3 -C 8 cycloalkyl.
2. Polymere lichtemittierende Diode nach Anspruch I7 dadurch gekennzeichnet, dass das organische lichtemittierende Schichtsystem PoIy- (3 , 6-di- tert . -butyl-N-vinylcarbazol) enthält.2. Polymer light-emitting diode according to claim I 7, characterized in that the organic light-emitting layer system poly (3, 6-di-tert-butyl-N-vinylcarbazole).
3. Polymere lichtemittierende Diode nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass die transparente Anode zumindest ein leitfähiges Polymer enthält.3. Polymer light-emitting diode according to one or more of claims 1 to 2, characterized in that the transparent anode at least contains a conductive polymer.
4. Polymere lichtemittierende Diode nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die transparente Anode Polyethy- lendioxythiophen/Polystyrensulfonsäure (PE- DOT/PSS) enthält.4. Polymer light-emitting diode according to one or more of claims 1 to 3, characterized in that the transparent anode polyethylene dioxythiophene / polystyrene sulfonic acid (PE-DOT / PSS) contains.
5. Polymere lichtemittierende Diode nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die transparente Anode Indium- Zinn-Oxid (ITO) enthält.5. Polymer light-emitting diode according to one or more of claims 1 to 4, characterized in that the transparent anode contains indium tin oxide (ITO).
6. Polymere lichtemittierende Diode nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kathode einzelne Metalle und/oder Legierungen aus mindestens zwei Metallen enthält.6. Polymer light-emitting diode according to one or more of claims 1 to 5, characterized in that the cathode contains individual metals and / or alloys of at least two metals.
7. Polymere lichtemittierende Diode nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass weitere Zusatzstoffe, ausgewählt aus der Gruppe der Elektronentransportmateria- lien, Lochinjektionsmaterialien und/oder Phos- phoreszenzemittern im organischen, lichtemittierenden Schichtsystem enthalten sein können.7. Polymer light-emitting diode according to one or more of claims 1 to 6, characterized in that further additives, selected from the group of electron transport materials, hole injection materials and / or phosphorescence emitters may be contained in the organic, light-emitting layer system.
8. Polymere lichtemittierende Diode nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektronen- transportmaterialien Verbindungen ausgewählt aus der Klasse der Oxadiazole, Triazole, Chinoxali- ne, Chinoline, Phenanthrene und/oder Batho- cuproine enthalten.8. Polymer light-emitting diode according to claim 7, characterized in that the electron transport materials compounds selected from the class of oxadiazoles, triazoles, quinoxalines, quinolines, phenanthrene and / or batho- cuproine included.
9. Polymere lichtemittierende Diode nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 oder 8 , dadurch gekennzeichnet, dass die Elektronentransportmateria- lien 2- (4 -Biphenyl) -5- (4-tert. -butylphenyl) - 1, 3 , 4-oxadiazol enthalten.9. Polymer light-emitting diode according to one or more of claims 7 or 8, characterized in that the electron transport materials lien 2- (4-biphenyl) -5- (4-tert-butylphenyl) - 1, 3, 4-oxadiazole ,
10. Polymere lichtemittierende Diode nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass als Phosphoreszenzemitter organische Metallkomplexe mit Zentralatomen ausgewählt aus den Elementen Re, Ir, Pt, Eu und/oder Ru enthalten sein können .10. Polymer light-emitting diode according to one of claims 7 to 9, characterized in that as phosphorescence organic metal complexes with central atoms selected from the elements Re, Ir, Pt, Eu and / or Ru may be contained.
11. Polymere lichtemittierende Diode nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Energieniveau des verwendeten organischen lichtemittierenden Schichtsystems zwischen -5.0 und -5.6 eV, bevorzugt zwischen -5.3 und -5.5 eV liegt. 11. Polymer light-emitting diode according to one or more of claims 1 to 10, characterized in that the energy level of the organic light-emitting layer system used is between -5.0 and -5.6 eV, preferably between -5.3 and -5.5 eV.
PCT/EP2007/000641 2006-01-31 2007-01-25 Modified polyvinylcarbazole matrix materials for use in organic light-emitting diodes with phosphorescence emitters WO2007088006A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP07703031A EP1979436A1 (en) 2006-01-31 2007-01-25 Modified polyvinylcarbazole matrix materials for use in organic light-emitting diodes with phosphorescence emitters

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102006004435.5 2006-01-31
DE200610004435 DE102006004435B4 (en) 2006-01-31 2006-01-31 Modified polyvinylcarbazole matrix materials for use in organic light emitting diodes with phosphorescent emitters

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2007088006A1 true WO2007088006A1 (en) 2007-08-09

Family

ID=37891543

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2007/000641 WO2007088006A1 (en) 2006-01-31 2007-01-25 Modified polyvinylcarbazole matrix materials for use in organic light-emitting diodes with phosphorescence emitters

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP1979436A1 (en)
DE (1) DE102006004435B4 (en)
WO (1) WO2007088006A1 (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002363227A (en) * 2001-04-03 2002-12-18 Fuji Photo Film Co Ltd New polymer and luminescent element using the same
EP1477544A2 (en) * 2003-05-16 2004-11-17 Hirose Engineering Co., Ltd. Blue Light-emitting Compounds, Blue Light-emitting Polymers, Processes of Preparing the Blue Light-emitting Compounds and Luminescent Element Including the Blue Light-emitting Polymers

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL1023680C2 (en) * 2003-06-17 2004-12-20 Tno Sensor with polymer components.

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002363227A (en) * 2001-04-03 2002-12-18 Fuji Photo Film Co Ltd New polymer and luminescent element using the same
EP1477544A2 (en) * 2003-05-16 2004-11-17 Hirose Engineering Co., Ltd. Blue Light-emitting Compounds, Blue Light-emitting Polymers, Processes of Preparing the Blue Light-emitting Compounds and Luminescent Element Including the Blue Light-emitting Polymers

Also Published As

Publication number Publication date
DE102006004435B4 (en) 2011-06-22
EP1979436A1 (en) 2008-10-15
DE102006004435A1 (en) 2007-08-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE60107380T2 (en) LUMINESCENT POLYMERS
EP0924281B1 (en) Organic light emitting diode with a terbium complex
DE602005004155T2 (en) POLYMERS FOR USE IN ORGANIC ELECTROLUMINESCENE DEVICES
DE112006000495B4 (en) Multilayer light emitting polymer diode for solid state lighting applications
EP1735851B1 (en) Use of metallocene complexes of metals in the 4th sub-group of the periodic table as triple emitters in organic light-emitting diodes (oleds)
EP1794211B1 (en) Use of a copper (i) complexes for organic luminescent diodes
DE69815446T2 (en) Charge hole transport polymer and organic electroluminescent device
DE60201403T2 (en) Light-emitting compound and organic electroluminescent device and process for their preparation
DE19829947A1 (en) Electroluminescent devices with boron chelates
DE19840195C1 (en) Aromatic poly (1,3,4-heterodiazoles), process for their preparation and their use in optical devices, in particular electroluminescent components
DE102006017485B4 (en) Biphenyl-Metal Complexes - Monomers and Oligomers Triplet emitters for OLED applications
DE10345583A1 (en) Synthesis of phenyl-substituted fluoranthenes by Diels-Alder reaction and their use
EP3235020B1 (en) Ambipolar host materials for optoelectronic elements
EP0969532A2 (en) Electroluminescent devices using metal complexes of azomethine
WO2008003464A1 (en) Oligomers of isonitrile-metal complexes as triplett emitters for oled applications
EP1394171A1 (en) Multinuclear metal complexes as Phosphorescence emitter in electroluminescent layered structure
DE19812259A1 (en) EL arrangement based on tertiary amines, alcohol-soluble Alq3 derivatives or mixtures and polymeric binders
EP1114474A1 (en) Electro-luminescent arrangements with thiophene carboxylate metal complexes
EP0964459A2 (en) Electroluminescent devices containing N-alkyl-2,2'-imino-bis-(8-hydroxy-quinoline) metal complexes
EP1114118A1 (en) Electroluminescent systems with polynuclear metal complexes
EP1714332A2 (en) Phosphorescent electroluminescent element
DE102006004435B4 (en) Modified polyvinylcarbazole matrix materials for use in organic light emitting diodes with phosphorescent emitters
DE60017728T2 (en) ORGANIC SEMICONDUCTORS FROM STATISTICAL COPOLYMERS
EP1133802A1 (en) Electro-luminescent arrangements with metal complexes that are bonded to fluorescent dyes
EP1074602A1 (en) Electroluminescent devices using boron chelates of 8-aminoquinoline derivatives

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2007703031

Country of ref document: EP

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE