WO2007090390A1 - Electroluminescent light-emitting device - Google Patents

Electroluminescent light-emitting device Download PDF

Info

Publication number
WO2007090390A1
WO2007090390A1 PCT/DE2007/000250 DE2007000250W WO2007090390A1 WO 2007090390 A1 WO2007090390 A1 WO 2007090390A1 DE 2007000250 W DE2007000250 W DE 2007000250W WO 2007090390 A1 WO2007090390 A1 WO 2007090390A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
layer
emitting devices
electroluminescent light
devices according
light
Prior art date
Application number
PCT/DE2007/000250
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Karsten Fehse
Karsten Walzer
Teja Roch
Karl Leo
Andreas Elschner
Wilfried LÖVENICH
Original Assignee
Technische Universität Dresden
H.C. Starck Gmbh
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 Technische Universität Dresden, H.C. Starck Gmbh filed Critical Technische Universität Dresden
Priority to DE112007000905T priority Critical patent/DE112007000905A5/en
Publication of WO2007090390A1 publication Critical patent/WO2007090390A1/en

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/10—Organic polymers or oligomers
    • H10K85/111—Organic polymers or oligomers comprising aromatic, heteroaromatic, or aryl chains, e.g. polyaniline, polyphenylene or polyphenylene vinylene
    • H10K85/113—Heteroaromatic compounds comprising sulfur or selene, e.g. polythiophene
    • H10K85/1135—Polyethylene dioxythiophene [PEDOT]; Derivatives thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/80—Constructional details
    • H10K59/805—Electrodes
    • H10K59/8051—Anodes
    • H10K59/80516—Anodes combined with auxiliary electrodes, e.g. ITO layer combined with metal lines
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/30—Coordination compounds
    • H10K85/341—Transition metal complexes, e.g. Ru(II)polypyridine complexes
    • H10K85/342—Transition metal complexes, e.g. Ru(II)polypyridine complexes comprising iridium

Definitions

  • the invention relates to electroluminescent light emitting devices according to the preamble of claim 1.
  • the invention relates to electroluminescent light-emitting devices which contain a conductive polymer and doped organic thin films of oligomers (small dye molecules of about 100 to 1500 amu, also referred to as small molecules) as functional layers.
  • oligomers small dye molecules of about 100 to 1500 amu, also referred to as small molecules
  • Organic light-emitting diodes represent an important sector of organic semiconductor research.
  • the usual layer structure for OLEDs here consists of glass / transparent base contact / organic layer system / metal cover contact. In this structure, the OLED emits through the glass through the highly transparent base contact, which usually represents the anode.
  • OLED displays are already available in the automotive and consumer electronics industries. Currently, large-scale lighting facilities represent a much-respected research area. Conceivable here are areas of application, such as billboards on a variety of surfaces and shapes or large-scale room lighting.
  • TCO transparent conducting oxides
  • ITO indium tin oxide
  • ZnO zinc oxide
  • a block layer is used on the TCO to separate the subsequent emission layer from the TCO-organic interface.
  • An extension of this approach consists on the one hand in the use of a transport or injection layer (TL or IL) of doped organic materials between TCO and block layer. Blochwitz et al.
  • PEDOTrPSS is also used for the coating of photo films and also very often in the production of polymer LEDs as anodes.
  • the use of PEDOTiPSS in large-area displays / lighting surfaces is problematic because additional metal webs have to be applied to the substrate in order to ensure sufficient power supply to all areas of the display.
  • TCOs have a higher conductivity than PEDOT: PSS, for large-area applications (eg large displays, lighting equipment), metal bars must also be applied to TCOs, since their conductivity is still orders of magnitude lower than that of metals.
  • TCOs are well established electrode materials for organic light-emitting diodes, they also have detrimental properties for use in OLEDs.
  • TCO on flexible substrates, such as PET film has been studied.
  • ZnO substrate damage occurs in the ZnO coating, so a thin protective layer of Al 2 O 3 must be applied between the substrate and the ZnO (Pei et al., Thin Solid Films 497, 20-23 (2006) )).
  • ITO proves to be too fragile and thus separates as contact material for organic light emitting diodes. on flexible substrates (Paetzold et al., Appl. Phys. Letters 82, 3342, (2003)). Investigations on OLEDs with ITO contacts indicate that indium diffuses from the anodic layer into the adjacent organics, where it can lead to a reduction in the OLED lifetime.
  • the organic light-emitting diodes discussed above use a transparent substrate as well as a TCO as electrode (so-called bottom-emission OLED).
  • the light emission occurs in this approach through the TCO and the substrate. If, on the other hand, a non-transparent substrate is used, the light emission must be made possible by a final transparent contact (top-emission OLED / Huang et al., Proc. SPIE 5937, 159-164 (2005)).
  • Kowalsky et al. (APL 83, 5071 (2003)) demonstrate an approach using a small molecule light emitting diode with a PEDOT: PSS sputtering protective layer.
  • the polymer layer represents a protective barrier for the underlying OLED since the sputtering of the terminating ITO contact would directly cause the OLED damage.
  • a thin metal layer is normally used as a semitransparent electrode for this type of organic light-emitting diode without PEDOTrPSS is used.
  • PEDOT: PSS is applied from an aqueous solution so that Water at the PEDOT small-molecule interface will reduce OLED life.
  • the coated substrate is heated with PEDOT prior to the OLED coating ge ⁇ and / or stored in a vacuum, but still a moisture remaining in the can PEDOT OLED boundary surface occur.
  • Kim et al. report of so-called "microshorts" (Chem. Mater., 16, 4681-4686 (2004)) in PEDOT: PSS, which should be responsible for leakage currents.
  • PEDOT: PSS that the polymerized organic is dissolved in water and filtered before coating the substrate, but there is always the possibility of a residual particle on the PEDOT OLED interface.
  • Such polymer particles can be of the order of magnitude of the OLED thickness, which can then lead to a short circuit of hole conductor (PEDOTrPSS) and electron conductor (cathode) of the organic light-emitting diode.
  • This function is intended to simplify the manufacturing process and reduce the cost of the light emission device. In this case, a high efficiency and lifetime of the electroluminescent light-emitting device is to be achieved using the functional layer.
  • the object is achieved in that a conductive polymer takes over the function of a planar electrode and no further layer of a metal or a transparent conductive oxide is needed.
  • a conductive polymer takes over the function of a planar electrode and no further layer of a metal or a transparent conductive oxide is needed.
  • the invention enables cost savings due to the use of a low cost, highly conductive polymer instead of a TCO or thin metal film.
  • the polymer of the functional layer can be applied to the substrate in air or in a protective gas atmosphere (via spin coating, lolling or printing). After a heating step to remove the residual water from the polymer, the substrate can then be transported to a coating facility. If necessary, the coated substrate may be previously patterned or modified by a non-conductive layer to allow for later driving of the various OLED contacts. In the coating plant then the organic materials are individually or evaporated at the same time. Finally, an electrically conductive cover contact, for example a metal film, is applied, which assumes the function of the counter electrode.
  • the object of the invention is achieved by using a combination of a conductive polymer together with a doped layer of oligomers (small molecules) as a functional layer.
  • a significant improvement in the tolerance to particles can be achieved by using the doped layer of oligomers. This could be caused by the fact that the doped layer shows ohmic conduction and, unlike the previously used undoped layers in OLED, space-charge-limited currents whose conductivity depends on the thickness with high power.
  • the object is achieved by contacting the polymeric electrode layer to a fraction (less than 50%) of its surface with another conductive electrode structure in order to increase the surface conductivity of the overall system.
  • this functional layer makes it possible to achieve good results with regard to efficiency and homogeneous luminance in the case of large-area OLEDs, for example with metal webs for improving the current distribution.
  • the thickness of the functional layer is chosen so that adverse polymer thicknesses are compensated at the metal edges and the organic light-emitting diode has similar performance, as on a flat polymer substrate. Since these metal lands are larger than the thickness of a conventional organic light-emitting diode (150-200 ⁇ m) for large-area organic light-emitting diodes, it is surprising that the functional layer very well compensates for these surface defects.
  • Possible highly conductive polymers which may be used in the sense of the embodiments described herein are e.g. Baytron PH 500 (from HCStarck), or other recently reported highly conductive polymers such as Ormicon's Pani formulations.
  • Exemplary embodiment 1 (polymer / doped organic thin layer of oligomers as electrode), see FIG. 1
  • Figure 2 illustrates schematically the sample structure in plan view.
  • An insulating layer (7) is applied to this substrate so that the counterelectrodes can not come into direct contact with the polymer and cause a short circuit.
  • the organic layers (3) and finally counterelectrodes (4) are then applied to the organic layer stack on this substrate.
  • As contact for the polymer an additional contact (6) is used.
  • the effective luminous area (5) represents the overlap of the counterelectrode (4) with the polymer (2).
  • Example sample 1 (according to FIGS. 1a and 2):
  • Figure 3 shows the current efficiency and the brightness over the voltage.
  • the presented sample on a glass substrate has the following structure:
  • MeO-TPD F 4 -TCNQ (4%) 100 nm
  • NPB Ir (MDQ) 2 (acac) (10%) 20 nm
  • PEDOT Poly (3,4-ethylenedioxythiophene) poly (styrenesulfonate) aqueous dispersion] + 5% DMSO [diethyl sulfoxide]
  • PSS Battery-S (Baytron PH 500 [poly (3,4-ethylenedioxythiophene) poly (styrenesulfonate) aqueous dispersion] + 5% DMSO [diethyl sulfoxide]) is placed on the positive pole and the aluminum terminal on the negative pole.
  • the electrons and holes meet in the fourth layer (NPB: Ir (MDQ) 2 (acac)) and light is emitted in the red spectral region during the formation / decay of excitons. The light expands in any direction and passes through the transparent organic materials and through the glass from the sample.
  • the highly reflective aluminum cathode reflects incoming light and throws it toward the glass substrate, increasing the overall yield of emitted light.
  • the doping concentration of cesium in BPhen is in all samples discussed here chosen such that the conductivity of the BPhen: Cs-layer L *, is 5 ⁇ 10 4 S / cm.
  • a white organic light emitting device is presented on a • glass substrate.
  • various starting materials are combined, so that the components polymerize on the glass substrate (source of the materials, for example, Fa. HCStarck).
  • MeO-TPD F 4 -TCNQ (4%) 200 nm 3.
  • NPB Ir (MDQ) 2 (acac) (20%) 20 nm
  • the organic light emitting diode shines with white light, with color coordinates of (0.30 / 0.29) according to CIE.
  • the spectrum is shown in Figure 4.
  • the effective luminous surface of the organic light emitting diode in this case shows homogeneous white light.
  • the functional layer thus enables a uniform, trouble-free basis for the subsequent emission layers.
  • the diode has a homogeneous luminous surface. Since a metal bar was applied at the upper end of the luminous area and the organic light-emitting diode there also shines homogeneously, the functional layer shows its ability to process well even over structured metal bars and their use for large homogenous illuminated areas.
  • the thickness of the metal layer in this case was 200 nm.
  • Example sample 4 (according to Ib and 2): An organic light-emitting diode is shown on a substrate coated with 100 nm of silver, with the main emission direction facing away from the substrate. This sample uses a reflective substrate on which PEDOT: PSS has been applied. After an insulating layer, the layer system of oligomers is applied to the substrate. Finally, a thin semitransparent metal contact is applied to the sample.
  • Figure 6 shows the properties of the organic light emitting diode in terms of brightness and current efficiency as a function of the voltage.
  • MeO-TPD F 4 -TCNQ (4%) 80 nm

Abstract

The invention relates to electroluminescent light-emitting devices, characterized in that they contain at least one conductive polymer layer as electrode, thereby preventing an extended use of a transparent oxide or a metal layer. The combination of said layer with a doped thin layer made of oligomers (small-molecules) is particularly advantageous. According to the invention, the construction of organic electroluminescent light-emitting devices is considerably simplified, and the production process can be performed in a more efficient manner. A feature of the invention is the utilization of the high conductivity of the polymer layer and the extraordinary smoothing properties of the polymer/oligomer combination as a functional layer. Due to the high transparency, the layer combination can be used as an electrode in an organic light diode or as a separately contactable intermediate electrode in a pile of organic materials. Due to the good interface properties, this functional layer has a considerable advantage over other formulations with regard to increased efficiency and service life.

Description

ELEKTROLUMINESZENTE LICHTEMISSIONSVORRICHTUNG ELECTROLUMINESCENT LIGHT EMISSIONING DEVICE
Beschreibungdescription
Die Erfindung betrifft elektrolumineszente Lichtemissions- einrichtungen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to electroluminescent light emitting devices according to the preamble of claim 1.
Die Erfindung betrifft insbesondere elektrolumineszente Lichtemissionseinrichtungen, welche ein leitfähiges Polymer und dotierte organische Dünnschichten aus Oligomeren (kleinen Farbstoffmolekülen von ca. 100 bis 1500 amu, auch als small molecules bezeichnet) als funktionale Schichten enthalten.In particular, the invention relates to electroluminescent light-emitting devices which contain a conductive polymer and doped organic thin films of oligomers (small dye molecules of about 100 to 1500 amu, also referred to as small molecules) as functional layers.
Seit den ersten Erkenntnissen zur Elektrolumineszenz von or- ganischen Materialien (Bernanose et al . , J. Chim. Phys . 1953, 50, 65) hat sich starkes Interesse an organischen Bauelementen entwickelt. Hierbei sind insbesondere organische Leuchtdioden (OLED) , organische Solarzellen und organische Feldeffekttransistoren zu nennen. Weitere elektronische Bauelemen- te, wie z.B. Speicher und Dioden, sind in Entwicklung. Seit den Anfängen der organischen Halbleiterforschung sind eine Vielzahl von Materialien mit gezielt eingestellten Eigenschaften, wie Leitfähigkeit, Emissions- und Absorptionswellenlänge, Emissionseffizienz und Molekülstabilität syntheti- siert worden. Ziel dieser Forschung ist es, die Vorteile der organischen Materialien in Hinsicht auf umweltverträglichere Prozessierbarkeit, geringe Reabsorption des emittierten Lichtes und hohe Effizienzen bezüglich der gewünschten Funktion weiter auszubauen. Einen bedeutenden Sektor der organischen Halbleiterforschung stellen die organischen Leuchtdioden dar. Der übliche Schichtaufbau für OLEDs besteht hierbei aus Glas/ transparenter Grundkontakt/ organisches Schichtsystem/Metall- Deckkontakt. Bei dieser Struktur emittiert die OLED durch den hoch transparenten Grundkontakt, der gewöhnlich die Anode darstellt, durch das Glas. Es existieren zwei unteschiedliche Materialsysteme für OLED: Polymere und die Materialklasse der sogenannten kleinen Moleküle (Oligomere) . Displays aus OLEDs sind bereits in der Automobil- und der Unterhaltungselektronikindustrie verfügbar. Zur Zeit stellen großflächige Beleuchtungseinrichtungen einen viel beachteten Forschungsbereich dar. Denkbar sind hier Einsatzgebiete, wie Werbetafeln auf unterschiedlichsten Oberflächen und Formen oder auch großflächige Raumbeleuchtungen.Since the first findings on the electroluminescence of organic materials (Bernanose et al., J. Chim. Phys. 1953, 50, 65), there has been a great deal of interest in organic devices. In particular, organic light emitting diodes (OLEDs), organic solar cells and organic field effect transistors may be mentioned here. Other electronic components, such as memory and diodes, are under development. Since the beginning of organic semiconductor research, a large number of materials have been synthesized with specifically adjusted properties such as conductivity, emission and absorption wavelength, emission efficiency and molecular stability. The aim of this research is to further increase the advantages of organic materials in terms of more environmentally friendly processability, low reabsorption of the emitted light and high efficiencies with regard to the desired function. Organic light-emitting diodes represent an important sector of organic semiconductor research. The usual layer structure for OLEDs here consists of glass / transparent base contact / organic layer system / metal cover contact. In this structure, the OLED emits through the glass through the highly transparent base contact, which usually represents the anode. There are two different material systems for OLED: polymers and the material class of the so-called small molecules (oligomers). OLED displays are already available in the automotive and consumer electronics industries. Currently, large-scale lighting facilities represent a much-respected research area. Conceivable here are areas of application, such as billboards on a variety of surfaces and shapes or large-scale room lighting.
Stand der TechnikState of the art
Für organische Leuchtdioden auf transparenten Substraten (wie z.B. Glas oder transparente Kunststoffe), werden als Anode in der Regel so genannte TCO (transparent conducting oxides) wie ITO (Indiumzinnoxid) oder ZnO (Zinkoxid) eingesetzt, da sie hohe Leitfähigkeiten und Transparenz im sichtbaren Spektralbereich aufweisen. Als oft verwendeter Ansatz für OLEDs auf der Basis kleiner Moleküle wird auf dem TCO eine Blockschicht (wie NPB) eingesetzt, um die darauf folgende Emissionsschicht von der TCO-Organik-Grenzflache abzutrennen. Eine Erweiterung dieses Ansatzes besteht zum einen in der Verwendung einer Transport- bzw. Injektionsschicht (TL bzw. IL) aus dotierten organischen Materialien zwischen TCO und Blockschicht. Diesen Ansatz zeigt Blochwitz et al. (Organic Electronics 2, 97-104 (2001) ) und erzielt dadurch eine drastische Verringerung der Betriebsspannung für organische Leuchtdioden. Für den Einsatz als dotierte organische Materialien werden verschiedenste Materialkombinationen benutzt. Die Entwicklung unterschiedlicher organischer Dotanden und Host-Materialien hat dazu ge- führt, dass für die Löcher- und Elektronenleitung Materialkombinationen für TL bzw. IL zur Verfügung stehen.For organic light-emitting diodes on transparent substrates (such as glass or transparent plastics), so-called TCO (transparent conducting oxides) such as ITO (indium tin oxide) or ZnO (zinc oxide) are generally used as the anode since they have high conductivities and transparency in the visible spectral range exhibit. As a commonly used approach for small molecule OLEDs, a block layer (such as NPB) is used on the TCO to separate the subsequent emission layer from the TCO-organic interface. An extension of this approach consists on the one hand in the use of a transport or injection layer (TL or IL) of doped organic materials between TCO and block layer. Blochwitz et al. (Organic Electronics 2, 97-104 (2001)) and thereby achieves a drastic reduction in the operating voltage for organic light-emitting diodes. For use as doped organic materials a variety of material combinations are used. The development of different organic dopants and host materials has led to material combinations for TL and IL being available for hole and electron conduction.
Ein anderer Ansatz für organische Leuchtdioden nutzt ein leitfähiges Polymer, welches sich zwischen TCO und den aus kleinen Molekülen gebildeten Transport- und Emitterschichten der organischen Leuchtdiode befindet. Für die Entwicklung dieses Ansatzes war der Umstand entscheidend, dass das häufig als TCO verwendete ITO eine zu hohe Oberflächenrauhigkeit aufwies, so dass daraus resultierende Leckströme bzw. Kurzschlüsse zu ineffizienten bzw. unbrauchbaren OLEDs führten. Eine häufig verwendete Materialkombination besteht aus ITO/PEDOT:PSS/NPD mit darauf folgender Emissionsschicht, weiteren organischen Transport/Blockschichten und Gegenelektrode (V. Adamovich et al., Organic Electronics 4, 77-87 (2003)). Die Leitfähigkeit der Polymere bzw. der Stoffklasse dieser leitfähigen Polymere war bisher um mehrere Größenordnungen kleiner als die der TCO. Weiterhin konnte das Polymer nicht in direkten Kontakt zu der Emissionsschicht gebracht werden, da aufgrund von energetischen Störstellen die Exzitonen der Emissionsschicht an der Grenzfläche PEDOT/Emitter sehr effektiv strahlungslos rekombinieren (Kim et al., Appl. Phys . Lett. 87, 023506 (2005)). PEDOTrPSS wird auch für die Be- schichtung von Photofilmen und außerdem sehr häufig bei der Herstellung von Polymer-LEDs als Anode verwendet. Problematisch ist der Einsatz von PEDOTiPSS bei großflächigen Displays/ Beleuchtungsflächen, da hier zusätzliche Metallstege auf das Substrat aufgebracht werden müssen, um eine ausreichende Stromversorgung aller Bereiche des Displays zu gewährleisten. Zwar besitzen TCOs eine höhere Leitfähigkeit als PEDOT:PSS, trotzdem müssen für großflächige Anwendungen (z.B. große Displays, Beleuchtungseinrichtungen) auch bei TCOs Me- tallstege aufgebracht werden, da ihre Leitfähigkeit immer noch Größenordnungen geringer ist als die von Metallen.Another approach to organic light emitting diodes utilizes a conductive polymer that exists between TCO and the small molecule transport and emitter layers of the organic light emitting diode. For the development of this approach, the circumstance was crucial that frequently As TCO used ITO had too high a surface roughness, so that resulting leakage currents or short circuits resulted in inefficient or useless OLEDs. One frequently used combination of materials consists of ITO / PEDOT: PSS / NPD with subsequent emission layer, further organic transport / block layers and counterelectrode (V. Adamovich et al., Organic Electronics 4, 77-87 (2003)). The conductivity of the polymers or the class of these conductive polymers was previously smaller by several orders of magnitude than that of the TCO. Furthermore, the polymer could not be brought into direct contact with the emission layer, because due to energetic impurities the excitons of the emission layer at the interface PEDOT / emitter very effectively radiationless recombine (Kim et al., Appl. Phys. Lett. 87, 023506 (2005 )). PEDOTrPSS is also used for the coating of photo films and also very often in the production of polymer LEDs as anodes. The use of PEDOTiPSS in large-area displays / lighting surfaces is problematic because additional metal webs have to be applied to the substrate in order to ensure sufficient power supply to all areas of the display. Although TCOs have a higher conductivity than PEDOT: PSS, for large-area applications (eg large displays, lighting equipment), metal bars must also be applied to TCOs, since their conductivity is still orders of magnitude lower than that of metals.
Die TCO sind zwar etablierte Elektrodenmaterialien für organische Leuchtdioden, doch sie besitzen auch nachteilige Ei- genschaften für die Verwendung in OLEDs. Auch TCO auf flexiblen Substraten, wie zum Beispiel auf PET-Folie, sind untersucht worden. Bei ZnO stellt sich eine Beschädigung des Substrates bei der ZnO-Beschichtung ein, so dass eine dünne Schutzschicht von Al2O3 zwischen dem Substrat und dem ZnO aufgetragen werden muss (Pei et al., Thin Solid Films 497, 20-23 (2006) ) . ITO erweist sich hier als zu brüchig und scheidet somit als Kontaktmaterial für organische Leuchtdio- den auf flexiblen Substraten aus (Paetzold et al., Appl. Phys. Letters 82, 3342, (2003)). Untersuchungen an OLEDs mit ITO-Kontakten deuten darauf hin, dass Indium aus der Anodenschicht in die angrenzende Organik diffundiert und dort zu einer Verringerung der OLED Lebensdauer führen kann.Although TCOs are well established electrode materials for organic light-emitting diodes, they also have detrimental properties for use in OLEDs. Also, TCO on flexible substrates, such as PET film, has been studied. In ZnO, substrate damage occurs in the ZnO coating, so a thin protective layer of Al 2 O 3 must be applied between the substrate and the ZnO (Pei et al., Thin Solid Films 497, 20-23 (2006) )). ITO proves to be too fragile and thus separates as contact material for organic light emitting diodes. on flexible substrates (Paetzold et al., Appl. Phys. Letters 82, 3342, (2003)). Investigations on OLEDs with ITO contacts indicate that indium diffuses from the anodic layer into the adjacent organics, where it can lead to a reduction in the OLED lifetime.
Ein weiterer nachteiliger Aspekt bei der Verwendung von TCO sind die z.T. signifikanten Materialkosten bzw. die begrenzte Verfügbarkeit. Beispielsweise ist der Preis des für OLED bis- her meist verwendeten ITO in den letzten Jahren stark gestiegen, da der Preis für metallisches Indium sich etwa verzehnfacht hat. Es wäre deshalb von. Vorteil, als Elektrode Materialien zu verwenden, die breit und preisgünstig verfügbar sind.Another disadvantageous aspect of using TCO is the z.T. significant material costs or limited availability. For example, the price of the ITO used to date for OLED has risen sharply in recent years, as the price for metallic indium has increased about tenfold. It would therefore be of. The advantage of using as electrodes materials that are broad and inexpensive available.
Die im Vorangegangenen diskutierten organischen Leuchtdioden nutzen ein transparentes Substrat, sowie ein TCO als Elektrode (so genannte bottom-emission-OLED) . Die Lichtemission erfolgt bei diesem Ansatz durch das TCO und das Substrat. Wird hingegen ein nicht transparentes Substrat verwendet, so muss die Lichtemission durch einen abschließend aufgetragenen transparenten Kontakt ermöglicht werden (top-emission OLED/ Huang- et al. Proc. SPIE 5937, 159-164 (2005)). Kowalsky et al. (APL 83, 5071 (2003)) demonstrieren einen Ansatz, der ei- ne small molecule Leuchtdiode mit einer PEDOT :PSS-Sputter- Schutzschicht verwendet. Die Polymerschicht stellt hierbei" eine Schutzbarriere für die unterliegende OLED dar, da das Sputtern des abschließenden ITO-Kontaktes direkt auf die OLED Schäden hervorrufen würde. Üblicherweise wird eine dünne Me- tallschicht als semitransparente Elektrode für diese Art der organischen Leuchtdioden verwendet, ohne dass PEDOTrPSS zur Anwendung kommt.The organic light-emitting diodes discussed above use a transparent substrate as well as a TCO as electrode (so-called bottom-emission OLED). The light emission occurs in this approach through the TCO and the substrate. If, on the other hand, a non-transparent substrate is used, the light emission must be made possible by a final transparent contact (top-emission OLED / Huang et al., Proc. SPIE 5937, 159-164 (2005)). Kowalsky et al. (APL 83, 5071 (2003)) demonstrate an approach using a small molecule light emitting diode with a PEDOT: PSS sputtering protective layer. The polymer layer represents a protective barrier for the underlying OLED since the sputtering of the terminating ITO contact would directly cause the OLED damage. [P Üb] A thin metal layer is normally used as a semitransparent electrode for this type of organic light-emitting diode without PEDOTrPSS is used.
Die Kombination ITO/PEDOT:PSS hat sich als stabiles Kontakt- System für OLEDs auf ITO erwiesen. Negative Einflüsse durchThe combination ITO / PEDOT: PSS has proven to be a stable contact system for OLEDs on ITO. Negative influences by
ITO-Rauhigkeiten werden stark verringert. Das PEDOT: PSS wird aus einer wässrigen Lösung aufgetragen, dadurch kann verblei- bendes Wasser an der PEDOT-small-molecule-Grenzfläche zur Verringerung der OLED-Lebensdauer führen. Das mit PEDOT beschichtete Substrat wird zwar vor der OLED-Beschichtung ge¬ heizt und/ oder im Vakuum gelagert, aber trotzdem kann ein Feuchtigkeitsrest in der PEDOT-OLED-Grenzflache auftreten. Kim et al. berichten von so genannten "microshorts" (Chem. Mater., 16, 4681-4686 (2004)) in PEDOT:PSS, welche für Leckströme verantwortlich sein sollen. Weiterhin ist bei PEDOT: PSS zu beachten, dass die polymerisierte Organik in Wasser gelöst ist und vor dem Beschichten des Substrates zwar filtriert wird, aber immer die Möglichkeit eines Partikelrestes auf der PEDOT-OLED-Grenzflache besteht. Solche Polymerpartikel können in ihren Abmaßen in der Größenordnung der OLED-Dicke liegen, was dann zu einem Kurzschluss von Löcher- leiter (PEDOTrPSS) und Elektronenleiter (Kathode) der organischen Leuchtdiode führen kann.ITO roughness is greatly reduced. The PEDOT: PSS is applied from an aqueous solution so that Water at the PEDOT small-molecule interface will reduce OLED life. The coated substrate is heated with PEDOT prior to the OLED coating ge ¬ and / or stored in a vacuum, but still a moisture remaining in the can PEDOT OLED boundary surface occur. Kim et al. report of so-called "microshorts" (Chem. Mater., 16, 4681-4686 (2004)) in PEDOT: PSS, which should be responsible for leakage currents. Furthermore, it should be noted in PEDOT: PSS that the polymerized organic is dissolved in water and filtered before coating the substrate, but there is always the possibility of a residual particle on the PEDOT OLED interface. Such polymer particles can be of the order of magnitude of the OLED thickness, which can then lead to a short circuit of hole conductor (PEDOTrPSS) and electron conductor (cathode) of the organic light-emitting diode.
Neben der Anwendung flexibler Substrate für OLEDs sind die Erhöhung der Effizienz für blaue Emissionsschichten und weiße OLEDs sehr intensiv bearbeitete Forschungsgebiete. Hocheffiziente OLEDs sind in der Vergangenheit mehrfach gezeigt worden, z.B. dadurch, dass organische Leuchtdioden gestapelt auf ein Substrat aufgebracht wurden (Liao et al . , Appl. Phys. Lett. 84, 167 (2004)), oder optimierte Strukturen verwendet wurden, wie z.B. Doppelemissionsschichten, die zu einer Erhöhung der OLED-Effizienz führen (He et al., Appl. Phys. Lett. 85, 3911-3913 (2004)). Für weiße OLEDs können somit unterschiedliche Emissionsschichten innerhalb einer OLED verwendet werden. Eine Stapelung von Einzelfarb-OLEDs innerhalb einer OLED ist ebenfalls möglich.In addition to the use of flexible substrates for OLEDs, increasing the efficiency of blue emission layers and white OLEDs are areas of intense research. Highly efficient OLEDs have been shown several times in the past, e.g. in that organic light-emitting diodes have been stacked on a substrate (Liao et al., Appl. Phys. Lett. 84, 167 (2004)), or optimized structures have been used, e.g. Double emission layers which lead to an increase in the OLED efficiency (He et al., Appl. Phys. Lett. 85, 3911-3913 (2004)). For white OLEDs, different emission layers within an OLED can thus be used. Stacking of single color OLEDs within an OLED is also possible.
Aufgabenstellung :Task:
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, durch gezielte Wahl und Kombination von leitfähigen organischen Schichten, selbige in elektrolumineszenten Lichtemissionseinrichtungen unter Vorgabe einer Funktion verwenden zu können. Mit Hilfe dieser Funktion soll eine Vereinfachung des Herstellungsprozesses und eine Verringerung der Kosten für die Lichtemissi- onseinrichtung erzielt werden. Dabei soll unter Verwendung der funktionalen Schicht eine hohe Effizienz und Lebensdauer der elektrolumineszenten Lichtemissionseinrichtung erreicht werden.It is the object of the present invention to be able to use the same by specific choice and combination of conductive organic layers, the same in electroluminescent light emitting devices with specification of a function. With help This function is intended to simplify the manufacturing process and reduce the cost of the light emission device. In this case, a high efficiency and lifetime of the electroluminescent light-emitting device is to be achieved using the functional layer.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass ein leitfähiges Polymer die Funktion einer flächigen Elektrode übernimmt und keine weitere Schicht aus einem Metall oder einem transparenten leitfähigen Oxid benötigt wird. Hierbei wird die überraschende experimentelle Feststellung ausgenutzt, dass OLEDs, bei denen ein hoch leitfähiges Polymer als Elektrode verwendet wird, eine homogene und effiziente Lichtemission zeigen können, ohne dass zur Verbesserung der Stromversorgung ein TCO oder eine zusätzliche Metallschicht notwendig wird. Diese Erkenntnis ermöglicht die Herstellung von organischen Leuchtdioden, ohne auf- Metalle oder TCOs als Anodenmaterialien zurückgreifen zu müssen. Außerdem entfallen Bearbeitungsschritte wie Plasmabehandlung und Oxidierung von ITO-Schichten, sowie zusätzliche Schutzschichten für Substrate, wie im Fall des ZnO auf flexiblen Substraten.According to the invention the object is achieved in that a conductive polymer takes over the function of a planar electrode and no further layer of a metal or a transparent conductive oxide is needed. This exploits the surprising experimental finding that OLEDs using a highly conductive polymer as the electrode can exhibit homogeneous and efficient light emission without the need for a TCO or an additional metal layer to improve the power supply. This finding enables the production of organic light-emitting diodes without having to resort to metals or TCOs as anode materials. In addition, processing steps such as plasma treatment and oxidation of ITO layers, as well as additional protective layers for substrates, as in the case of ZnO on flexible substrates accounts.
Die Erfindung ermöglicht Kosteneinsparungen infolge Verwen- düng eines kostengünstigen hoch leitfähigen Polymers anstelle eines TCOs oder dünnen Metallfilms.The invention enables cost savings due to the use of a low cost, highly conductive polymer instead of a TCO or thin metal film.
Das Polymer der funktionalen Schicht kann an Luft oder in Schutzgasatmosphäre auf das Substrat aufgetragen werden (via spin coating, räkeln oder drucken) . Nach einem Heizschritt, um das restliche Wasser aus dem Polymer zu entfernen, kann dann das Substrat in eine Beschichtungsanlage transportiert werden. Falls es notwendig ist, kann das beschichtete Substrat vorher strukturiert oder per nicht leitender Schicht modifiziert werden, um eine spätere Ansteuerung der verschiedenen OLED-Kontakte zu ermöglichen. In der Beschichtungsanlage werden dann die organischen Materialien einzeln oder gleichzeitig verdampft. Abschließend wird ein elektrisch leitfähiger Deckkontakt, z.B. ein Metallfilm, aufgebracht, der die Funktion der Gegenelektrode einnimmt.The polymer of the functional layer can be applied to the substrate in air or in a protective gas atmosphere (via spin coating, lolling or printing). After a heating step to remove the residual water from the polymer, the substrate can then be transported to a coating facility. If necessary, the coated substrate may be previously patterned or modified by a non-conductive layer to allow for later driving of the various OLED contacts. In the coating plant then the organic materials are individually or evaporated at the same time. Finally, an electrically conductive cover contact, for example a metal film, is applied, which assumes the function of the counter electrode.
In einer zweiten Ausprägung wird die erfindungsgemäß die Aufgabe dadurch gelöst, dass eine Kombination aus einem leitfähigen Polymer zusammen mit einer dotierten Schicht aus Oligo- meren (small molecules), als funktionale Schicht verwendet wird. Hierbei kann durch die Verwendung der dotierten Schicht aus Oligomeren überraschenderweise eine deutliche Verbesserung der Toleranz gegen Partikel erzielt werden. Dies könnte dadurch verursacht werden, dass die dotierte Schicht ohmsche Leitung zeigt und nicht wie die bisher verwendeten undotierten Schichten in OLED raumladungsbegrenzte Ströme, deren Leitfähigkeit mit hoher Potenz von der Dicke abhängt.In a second embodiment, the object of the invention is achieved by using a combination of a conductive polymer together with a doped layer of oligomers (small molecules) as a functional layer. In this case, surprisingly, a significant improvement in the tolerance to particles can be achieved by using the doped layer of oligomers. This could be caused by the fact that the doped layer shows ohmic conduction and, unlike the previously used undoped layers in OLED, space-charge-limited currents whose conductivity depends on the thickness with high power.
In einer dritten Ausprägung wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass die polymere Elektrodenschicht auf einem Bruchteil (weniger als 50%) ihrer Fläche mit einer weiteren leitfähigen Elektrodenstruktur kontaktiert wird, um die Flächenleitfähigkeit des Gesamtsystems anzuheben.In a third embodiment, the object is achieved by contacting the polymeric electrode layer to a fraction (less than 50%) of its surface with another conductive electrode structure in order to increase the surface conductivity of the overall system.
Erstaunlicherweise zeigte es sich hierbei in Versuchen, dass diese funktionale Schicht es ermöglicht, bei großflächigen OLEDs, z.B. mit Metallstegen zur Verbesserung der Stromverteilung, gute Resultate in Hinblick auf Effizienz und homogene Leuchtdichte zu erreichen. Hierbei wird die Dicke der funktionalen Schicht so gewählt, dass nachteilige Polymerdicken an den Metallkanten ausgeglichen werden und die organi- sehe Leuchtdiode ähnliche Leistungen aufweist, wie auf einem ebenen Polymersubstrat. Da für großflächige organische Leuchtdioden diese Metallstege höher sind als die Dicke einer üblichen organischen Leuchtdiode (150 - 200 um) , ist es überraschend, dass die funktionale Schicht diese Oberflächenstö- rungen sehr gut ausgleicht. Überraschend zeigte sich auch, dass kein Reinraum notwendig ist, um großflächige OLEDs mit der funktionalen Schicht herzustellen. Die Polymer-Schicht kann außerhalb der Schutzgasbox hergestellt und dann zur Beschichtungsanlage transpor- tiert werden. Die im Labormaßstab üblichen organischen Leuchtdioden sind 3-7 mm2 groß. Da die hier diskutierte organische Leuchtdiode 1,1 cm2 groß ist, wird auf eine sehr gute Prozessierbarkeit und Vereinfachung der Substratbehandlung durch die funktionale Schicht geschlossen. Rauhigkeit durch Partikel auf der Polymerschicht werden von der dotierten organischen Schicht ausgeglichen. Da für ZnO- oder ITO-Kontakte verschiedene Vorbehandlungen des Substrates und des Kontaktes notwendig sind, kann hier von einer nicht erwarteten wesentlichen Vereinfachung der OLED-Herstellung gesprochen werden.Surprisingly, it has been shown in experiments that this functional layer makes it possible to achieve good results with regard to efficiency and homogeneous luminance in the case of large-area OLEDs, for example with metal webs for improving the current distribution. Here, the thickness of the functional layer is chosen so that adverse polymer thicknesses are compensated at the metal edges and the organic light-emitting diode has similar performance, as on a flat polymer substrate. Since these metal lands are larger than the thickness of a conventional organic light-emitting diode (150-200 μm) for large-area organic light-emitting diodes, it is surprising that the functional layer very well compensates for these surface defects. Surprisingly, it was also shown that no clean room is necessary to produce large-area OLEDs with the functional layer. The polymer layer can be produced outside the protective gas box and then transported to the coating plant. The usual on laboratory scale organic light emitting diodes are 3-7 mm 2 large. Since the organic light-emitting diode discussed here is 1.1 cm 2 in size, a very good processability and simplification of the substrate treatment by the functional layer are concluded. Roughness by particles on the polymer layer are balanced by the doped organic layer. Since various pretreatments of the substrate and the contact are necessary for ZnO or ITO contacts, one can speak here of an unexpected substantial simplification of the OLED production.
Mögliche hochleitende Polymere, die im Sinne der hier beschriebenen Ausführungen verwendet werden können, sind z.B. Baytron PH 500 (Fa. HCStarck) , oder weitere kürzlich berichtete hoch leitfähige Polmyere wie Pani-Ansätze der Fa. Orme- con.Possible highly conductive polymers which may be used in the sense of the embodiments described herein are e.g. Baytron PH 500 (from HCStarck), or other recently reported highly conductive polymers such as Ormicon's Pani formulations.
Ausführungsbeispiele :Exemplary embodiments:
Die Erfindung wird im Folgenden durch Ausführungsbeispiele näher erläutert werden. Erfindungsgemäße vorteilhafte Ausgestaltungen beinhalten jeweils eine Abfolge von Schichten:The invention will be explained in more detail below by exemplary embodiments. Advantageous embodiments according to the invention each include a sequence of layers:
Ausführungsbeispiel 1 (Polymer/dotierte organische Dünn- schicht aus Oligomeren als Elektrode), siehe Abb. 1Exemplary embodiment 1 (polymer / doped organic thin layer of oligomers as electrode), see FIG. 1
Ia) Aufbau mit transparentem Substrat (bottom-emission OLED) , Emissionsrichtung zur Substratseite.Ia) Construction with transparent substrate (bottom-emission OLED), emission direction to the substrate side.
1. transparentes Substrat1. transparent substrate
2. Polymere Grundelektrode2. Polymer base electrode
3. Oligomer-Schicht oder Schichtsystem 4. Gegenelektrode3. Oligomer layer or layer system 4. counter electrode
Ib) Aufbau der elektrolumineszenten Emissionseinrichtung, mit Emissionsrichtung zu der Substrat abgewandten Richtung (top- emission OLED)Ib) Construction of the Electroluminescent Emission Device, with the Direction of Emission Toward the Substrate-Directed Direction (Top-Emission OLED)
1. Substrat1. substrate
2. Polymere Grundelektrode 3. Oligomer-Schicht oder Schichtsystem2. Polymer base electrode 3. Oligomer layer or layer system
4. semitransparente/ transparente Gegenelektrode4. semitransparent / transparent counterelectrode
Bild 2 veranschaulicht schematisch den Probenaufbau in der Draufsicht. Auf diesem Substrat ist eine Isolationsschicht (7) aufgebracht, damit die Gegenelektroden nicht in direkten Kontakt mit dem Polymer kommen und einen Kurzschluss verursachen können. Auf diesem Substrat werden dann die organischen Schichten (3) , sowie abschließend Gegenelektroden (4) auf den organischen Schichtstapel aufgebracht. Als Kontaktierung für das Polymer wird ein zusätzlicher Kontakt (6) verwendet. Die effektiv leuchtende Fläche (5) stellt den Überlapp der Gegenelektrode (4) mit dem Polymer (2) dar.Figure 2 illustrates schematically the sample structure in plan view. An insulating layer (7) is applied to this substrate so that the counterelectrodes can not come into direct contact with the polymer and cause a short circuit. The organic layers (3) and finally counterelectrodes (4) are then applied to the organic layer stack on this substrate. As contact for the polymer, an additional contact (6) is used. The effective luminous area (5) represents the overlap of the counterelectrode (4) with the polymer (2).
Beispielprobe 1 (nach Bild Ia und 2) :Example sample 1 (according to FIGS. 1a and 2):
In Bild 3 wird die Stromeffizienz und die Helligkeit über der Spannung dargestellt. Die vorgestellte Probe auf einem Glassubstrat hat folgenden Aufbau:Figure 3 shows the current efficiency and the brightness over the voltage. The presented sample on a glass substrate has the following structure:
1. Baytron PH 500 + 5% DMSO 100 nm1. Baytron PH 500 + 5% DMSO 100 nm
2. MeO-TPD: F4-TCNQ (4%) 100 nm2. MeO-TPD: F 4 -TCNQ (4%) 100 nm
3. Spiro-TAD 10 nm3. Spiro-TAD 10 nm
4. NPB:Ir(MDQ)2(acac) (10 %) 20 nm4. NPB: Ir (MDQ) 2 (acac) (10%) 20 nm
5. BPhen 10 nm5. BPhen 10 nm
6. BPhen:Cs 50 nm6. BPhen: Cs 50 nm
7. Aluminium 100 nm Für diese Probe wird an das PEDOT: PSS (Baytron PH 500 [PoIy (3, 4-ethylenedioxythiophene) poly (styrenesulfonate) aqueous dispersion] + 5% DMSO [Diiαethylsulfoxid] ) der Pluspol und an den Aluminiumkontakt der Minuspol gelegt. Die Elektronen und Löcher treffen in der vierten Schicht (NPB: Ir (MDQ) 2 (acac) ) aufeinander und unter Bildung/Zerfall von Ex- zitonen wird Licht im roten Spektralbereich emittiert. Das Licht breitet sich in jede Richtung aus und gelangt durch die transparenten organischen Materialien und durch das Glas aus der Probe. Die hoch reflektierende Aluminiumkathode reflektiert ankommendes Licht und wirft es in Richtung des Glassubstrates, was die Gesamtausbeute des emittierten Lichtes erhöht. Die Dotierungskonzentration des Cäsium in BPhen ist bei allen hier diskutierten Proben derart gewählt, dass die Leitfähigkeit der BPhen :Cs-Schicht l,5*10~4 S/cm beträgt.7. Aluminum 100 nm For this sample the PEDOT: PSS (Baytron PH 500 [poly (3,4-ethylenedioxythiophene) poly (styrenesulfonate) aqueous dispersion] + 5% DMSO [diethyl sulfoxide]) is placed on the positive pole and the aluminum terminal on the negative pole. The electrons and holes meet in the fourth layer (NPB: Ir (MDQ) 2 (acac)) and light is emitted in the red spectral region during the formation / decay of excitons. The light expands in any direction and passes through the transparent organic materials and through the glass from the sample. The highly reflective aluminum cathode reflects incoming light and throws it toward the glass substrate, increasing the overall yield of emitted light. The doping concentration of cesium in BPhen is in all samples discussed here chosen such that the conductivity of the BPhen: Cs-layer L *, is 5 ~ 10 4 S / cm.
Beispielprobe 2 (nach Bild Ia und 2) :Example 2 (according to Figs. Ia and 2):
Im Folgenden wird eine weiße organische Leuchtdiode auf einem • Glassubstrat vorgestellt. Hierzu werden verschiedene Ausgangsmaterialien kombiniert, so dass die Komponenten auf dem Glassubstrat polymerisieren (Bezugsquelle der Materialien z.B. Fa. HCStarck) .In the following, a white organic light emitting device is presented on a • glass substrate. For this purpose, various starting materials are combined, so that the components polymerize on the glass substrate (source of the materials, for example, Fa. HCStarck).
1. in-situ PEDOT 100 nm1. in-situ PEDOT 100 nm
2. MeO-TPD: F4-TCNQ (4%) 200 nm 3. NPB 10 nm2. MeO-TPD: F 4 -TCNQ (4%) 200 nm 3. NPB 10 nm
4. NPB: Ir (MDQ) 2 (acac) (20%) 20 nm4. NPB: Ir (MDQ) 2 (acac) (20%) 20 nm
5. NPB 2 nm5. NPB 2 nm
6. Spiro-DPVBi 10 nm6. Spiro-DPVBi 10 nm
7. BPhen 10 nm 8. BPhen:Cs 50 nm7. BPhen 10 nm 8. BPhen: Cs 50 nm
9. Aluminium 100 nm (Jl 9. Aluminum 100 nm ( J l
Mit diesem Materialaufbau leuchtet die organische Leuchtdiode mit weißem Licht, mit Farbkoordinaten von (0,30/ 0,29) nach CIE. Das Spektrum ist in Bild 4 dargestellt. Mittels verschiedener Emissionsschichtdicken bzw. Dotierungskonzentrati- onen in der Emissionsschicht kann das Spektrum auf die gewünschten Farbkoordinaten eingestellt werden. Die effektiv leuchtende Fläche der organischen Leuchtdiode zeigt hierbei homogenes weißes Licht. Die funktionale Schicht ermöglicht somit eine gleichmäßige störungsfreie Grundlage für die dar- auf folgenden Emissionsschichten.With this material structure, the organic light emitting diode shines with white light, with color coordinates of (0.30 / 0.29) according to CIE. The spectrum is shown in Figure 4. By means of different emission layer thicknesses or doping concentrations in the emission layer, the spectrum can be adjusted to the desired color coordinates. The effective luminous surface of the organic light emitting diode in this case shows homogeneous white light. The functional layer thus enables a uniform, trouble-free basis for the subsequent emission layers.
Beispielprobe 3 (nach Bild Ia und 2) :Example 3 (according to Figures Ia and 2):
Gezeigt wird eine grüne organische Leuchtdiode auf einem Glassubstrat mit einer effektiven Leuchtfläche von 1,1 cm2. Diese Probe hat folgenden Aufbau:Shown is a green organic light-emitting diode on a glass substrate with an effective luminous area of 1.1 cm 2 . This sample has the following structure:
1. Baytron PH 500 + 5% DMSO 100 nm1. Baytron PH 500 + 5% DMSO 100 nm
2. MeO-TPD: F4-TCNQ (4 %) 140 nm2. MeO-TPD: F 4 -TCNQ (4%) 140 nm
3. Spiro-TAD 10 nm3. Spiro-TAD 10 nm
4. TCTA: Ir (ppy) 3 (8 %) 6 nm4. TCTA: Ir (ppy) 3 (8%) 6 nm
TPBi: Ir (PPy)3 (8 %) 12 nmTPBi: Ir (PPy) 3 (8%) 12 nm
6. TPBi 10 nm6. TPBi 10 nm
7. BPhen:Cs 40 nm7. BPhen: Cs 40 nm
8. Aluminium 100 nm8. Aluminum 100 nm
Wie in Darstellung 5 zu erkennen, hat zeigt die Diode eine homogene Leuchtfläche. Da am oberen Ende der Leuchtfläche ein Metallsteg aufgebracht wurde und die organische Leuchtdiode dort auch homogen leuchtet, zeigt die funktionale Schicht hier ihre Fähigkeit zur guten Prozessierbarkeit auch über strukturierte Metallstege hinweg und ihre Nutzung für große homogene Leuchtflächen. Die Dicke der Metallschicht betrug in diesem Fall 200 nm.As can be seen in illustration 5, the diode has a homogeneous luminous surface. Since a metal bar was applied at the upper end of the luminous area and the organic light-emitting diode there also shines homogeneously, the functional layer shows its ability to process well even over structured metal bars and their use for large homogenous illuminated areas. The thickness of the metal layer in this case was 200 nm.
Beispielprobe 4 (nach Ib und 2) : Gezeigt wird eine organische Leuchtdiode auf einem mit 100 nm Silber beschichteten Substrat, mit Hauptemissionsrichtung zur Substrat abgewandten Seite. Bei dieser Probe wird ein reflek- tierendes Substrat verwendet, auf welchem PEDOT: PSS aufgebracht wurde. Nach einer Isolationsschicht wird das Schichtsystem aus Oligomeren auf das Substrat aufgetragen. Abschließend wird ein dünner semitransparenter Metallkontakt auf die Probe aufgebracht. Bild 6 zeigt die Eigenschaften der organi- sehen Leuchtdiode in Bezug auf Helligkeit und Stromeffizienz in Abhängigkeit von der Spannung.Example sample 4 (according to Ib and 2): An organic light-emitting diode is shown on a substrate coated with 100 nm of silver, with the main emission direction facing away from the substrate. This sample uses a reflective substrate on which PEDOT: PSS has been applied. After an insulating layer, the layer system of oligomers is applied to the substrate. Finally, a thin semitransparent metal contact is applied to the sample. Figure 6 shows the properties of the organic light emitting diode in terms of brightness and current efficiency as a function of the voltage.
1. Baytron PH 500 + 5% DMSO 100 nm1. Baytron PH 500 + 5% DMSO 100 nm
2. MeO-TPD: F4-TCNQ (4%) 80 nm2. MeO-TPD: F 4 -TCNQ (4%) 80 nm
3. Spiro-TAD 10 nm3. Spiro-TAD 10 nm
4. TCTAcIr (ppy) 3 (8%) 8 nm4. TCTAcIr (ppy) 3 (8%) 8 nm
5. TPBi: Ir (ppy) 3 (8%) 12 nm5. TPBi: Ir (ppy) 3 (8%) 12 nm
6. TPBi 10 nm6. TPBi 10 nm
7. BPhen:Cs 30 nm7. BPhen: Cs 30 nm
8. Silber 15 nm 8. Silver 15 nm

Claims

Patentansprüche claims
1. Elektrolumineszente Lichtemissionseinrichtungen mit organischen Schichten aufgebracht auf einem Substrat, enthaltend - mindestens eine Ladungsträgertransportschicht für Elektronen bzw. Löcher aus organischem Material1. Electroluminescent light emitting devices with organic layers deposited on a substrate, comprising - at least one charge carrier transport layer for electrons or holes made of organic material
- mindestens eine Licht emittierende Schicht aus organischem Material,at least one light-emitting layer of organic material,
- mindestens zwei flächige Elektroden, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Elektroden ausschließlich aus einem leitfähigen Polymer besteht.- At least two flat electrodes, characterized in that at least one of the electrodes consists exclusively of a conductive polymer.
2. Elektrolumineszente Lichtemissionseinrichtungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Elekt- rode eine Kombination einer Polymer- mit einer dotierten Oli- gomer-Dünnschicht (small molecules) enthält.2. Electroluminescent light-emitting devices according to claim 1, characterized in that at least one electrode contains a combination of a polymer and a doped oligomeric thin layer (small molecules).
3. Elektrolumineszente Lichtemissionseinrichtungen nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Polymer eine Leitfähigkeit von mehr als 300 S/cm aufweist.3. Electroluminescent light-emitting devices according to claims 1 and 2, characterized in that the polymer has a conductivity of more than 300 S / cm.
4. Elektrolumineszente Lichtemissionseinrichtungen nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand der Emissionsschicht zur reflektierenden Elektrode (n*λ/4) beträgt, wobei λ die Emissionswellenlänge bezeichnet und n eine ungerade Zahl ist.4. Electroluminescent light emitting devices according to claim 1 to 3, characterized in that the distance of the emission layer to the reflective electrode (n * λ / 4), wherein λ denotes the emission wavelength and n is an odd number.
5. Elektrolumineszente Lichtemissionseinrichtungen nach An- spruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass als Substrat flexible Unterlagen verwendet werden.5. Electroluminescent light-emitting devices according to claim 1 to 4, characterized in that are used as a substrate flexible documents.
6. Elektrolumineszente Lichtemissionseinrichtungen nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtemissi- onseinrichtung semi- oder volltransparent ist. 6. electroluminescent light-emitting devices according to claim 1 to 5, characterized in that the Lichtemissi- onseinrichtung semi or fully transparent.
7. Elektrolumineszente Lichtemissionseinrichtungen nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Polymerschicht durch ein Druckverfahren auf das Substrat aufgebracht wird.7. Electroluminescent light-emitting devices according to claim 1 to 6, characterized in that the polymer layer is applied by a printing process on the substrate.
8, Elektrolumineszente Lichtemissionseinrichtungen nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die zu beschichtende Substratseite gezielte Oberflächenformen aufweist.8, electroluminescent light-emitting devices according to claim 1 to 7, characterized in that the substrate side to be coated has targeted surface shapes.
9. Elektrolumineszente Lichtemissionseinrichtungen nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder mehrere Emissionsschichten in der organischen Leuchtdiode vorhanden sind.9. Electroluminescent light-emitting devices according to claim 1 to 8, characterized in that one or more emission layers are present in the organic light emitting diode.
10. Elektrolumineszente Lichtemissionseinrichtung nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Polymer als mindestens eine Elektrode in einer vertikal gestapelten Anordnung mehrerer organischer Leuchtdioden verwendet wird.10. Electroluminescent light-emitting device according to claim 1 to 9, characterized in that the polymer is used as at least one electrode in a vertically stacked arrangement of a plurality of organic light-emitting diodes.
11. Elektrolumineszente Lichtemissionseinrichtungen nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Zwischenelektrode auf einem von außen wählbaren elektrischen Potential liegt.11. electroluminescent light emitting devices according to claim 1 to 10, characterized in that at least one intermediate electrode is located on an externally selectable electrical potential.
12. Elektrolumineszente Lichtemissionseinrichtungen nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass jede Elektrode nach einer anderen Seite des vertikalen Stapels organischer Leuchtdioden herausgeführt wird.12. Electroluminescent light-emitting devices according to claim 1 to 11, characterized in that each electrode is led out to another side of the vertical stack of organic light-emitting diodes.
13. Elektrolumineszente Lichtemissionseinrichtungen nach Anspruch 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Abschnitt der funktionalen Schicht mit organischen Molekülen dotiert ist.13. Electroluminescent light-emitting devices according to claim 1 to 12, characterized in that at least a portion of the functional layer is doped with organic molecules.
14. Elektrolumineszente Lichtemissionseinrichtungen nach Anspruch 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass in direktem Kontakt zu den organischen Materialien mindestens eine Metallschicht aufgebracht ist.14. Electroluminescent light-emitting devices according to claim 1 to 13, characterized in that in direct Contact with the organic materials at least one metal layer is applied.
15. Elektrolumineszente Lichtemissionseinrichtungen nach An- spruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallschicht strukturiert ist.15. Electroluminescent light-emitting devices according to claim 14, characterized in that the metal layer is structured.
16. Elektrolumineszente Lichtemissionseinrichtungen nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallschicht durch ein Druckverfahren strukturiert ist.16. Electroluminescent light-emitting devices according to claim 15, characterized in that the metal layer is structured by a printing process.
17. Elektrolumineszente Lichtemissionseinrichtungen nach Anspruch 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine dotierte organische Schicht eine flächige Elektrode dar- stellt.17. Electroluminescent light-emitting devices according to claim 1 to 16, characterized in that at least one doped organic layer represents a planar electrode.
18. Elektrolumineszente Lichtemissionseinrichtungen nach Anspruch 1 bis 17 , dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine dotierte organische Schicht zum Ladungsträgertransport ver- wendet wird .18. Electroluminescent light-emitting devices according to claim 1 to 17, characterized in that at least one doped organic layer is used for charge carrier transport.
19. Elektrolumineszente Lichtemissionseinrichtungen nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der dotierten organischen Schicht und der Licht emittierenden Schicht eine Schicht verwendet wird, welche Exzitonen aus der Licht emittierenden Schicht blockiert.19. Electroluminescent light-emitting devices according to claim 18, characterized in that between the doped organic layer and the light-emitting layer, a layer is used which blocks excitons from the light-emitting layer.
20. Elektrolumineszente Lichtemissionseinrichtungen nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Injektionsschicht verwendet wird.20. Electroluminescent light-emitting devices according to one of the preceding claims, characterized in that an injection layer is used.
21. Elektrolumineszente Lichtemissionseinrichtungen nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Injektionsschicht Lithiumfluorid ist.21. Electroluminescent light-emitting devices according to claim 20, characterized in that the injection layer is lithium fluoride.
22 . Elektrolumineszente Lichtemissionseinrichtungen nach Anspruch 1 bis 21 , dadurch gekennzeichnet, dass die dotierten organischen Schichten durch Koverdampfen auf das Polymer aufgebracht werden.22. Electroluminescent light-emitting devices according to claim 1 to 21, characterized in that the doped Organic layers are applied by co-evaporation on the polymer.
23. Elektrolumineszente Lichtemissionseinrichtungen nach Anspruch 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass das Polymer auf einer Metallschicht/Folie oder Lackschicht aufgebracht ist. Als Gegenelektrode wird ein semi- oder volltransparenter Kontakt verwendet. 23. Electroluminescent light-emitting devices according to claim 1 to 22, characterized in that the polymer is applied to a metal layer / foil or lacquer layer. As a counter electrode, a semi-transparent or fully transparent contact is used.
PCT/DE2007/000250 2006-02-07 2007-02-06 Electroluminescent light-emitting device WO2007090390A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE112007000905T DE112007000905A5 (en) 2006-02-07 2007-02-06 Electroluminescent light emitting device

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102006006427A DE102006006427A1 (en) 2006-02-07 2006-02-07 Electroluminescent light-emitting device
DE102006006427.5 2006-02-07

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2007090390A1 true WO2007090390A1 (en) 2007-08-16

Family

ID=38124046

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/DE2007/000250 WO2007090390A1 (en) 2006-02-07 2007-02-06 Electroluminescent light-emitting device

Country Status (2)

Country Link
DE (2) DE102006006427A1 (en)
WO (1) WO2007090390A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9391283B2 (en) 2007-11-30 2016-07-12 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Light-emitting element, light-emitting device, and electronic device

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1564251A1 (en) * 2004-02-10 2005-08-17 H.C. Starck GmbH Polythiophene compositions for improving organic light-emitting diodes
EP1564250A1 (en) * 2004-02-10 2005-08-17 H.C. Starck GmbH Polythiophene compositions for improving organic light-emitting diodes

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040011487A (en) * 2001-03-29 2004-02-05 아그파-게바에르트 Aqueous composition containing a polymer or copolymer of a 3,4-dialkoxythiophene and a non-newtonian binder
US6680578B2 (en) * 2001-09-19 2004-01-20 Osram Opto Semiconductors, Gmbh Organic light emitting diode light source
CA2374338A1 (en) * 2002-03-01 2003-09-01 Ignis Innovations Inc. Fabrication method for large area mechanically flexible circuits and displays

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1564251A1 (en) * 2004-02-10 2005-08-17 H.C. Starck GmbH Polythiophene compositions for improving organic light-emitting diodes
EP1564250A1 (en) * 2004-02-10 2005-08-17 H.C. Starck GmbH Polythiophene compositions for improving organic light-emitting diodes

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
W. LÖVENICH AND A. ELSCHNER: "Highly efficient OLEDs on ITO-free polymeric substrates", ORGANIC OPTOELECTRONICS AND PHOTONICS II, PROCEEDINGS OF SPIE, vol. 6192, 3 April 2006 (2006-04-03), pages 61921Z-1 - 61921Z-6, XP002438031 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9391283B2 (en) 2007-11-30 2016-07-12 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Light-emitting element, light-emitting device, and electronic device
JP2017005272A (en) * 2007-11-30 2017-01-05 株式会社半導体エネルギー研究所 Light-emitting element

Also Published As

Publication number Publication date
DE112007000905A5 (en) 2009-01-15
DE102006006427A1 (en) 2007-08-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1227529B1 (en) Electroluminescent devices
EP1511094B1 (en) Light emitting device and method of fabrication
DE10261609B4 (en) Light-emitting arrangement
DE69834259T2 (en) BIPOLAR / AC LIGHT EMITTING DEVICES WITH VARIABLE COLOR
EP1798785B1 (en) Transparent Polymer Electrode for Electro-Optical Devices
DE112007000135B4 (en) Electroluminescent light-emitting device with an arrangement of organic layers and method for manufacturing
EP1806795B1 (en) Organic Device
Qian et al. Saturated and Multi‐Colored Electroluminescence from Quantum Dots Based Light Emitting Electrochemical Cells
DE10215210B4 (en) Transparent, thermally stable light-emitting component with organic layers
EP1739765A1 (en) Organic light-emitting diode and stack of organic light emitting diodes
DE102013109451B4 (en) Method for producing an optoelectronic component
DE102013017361B4 (en) Organic light emitting device and method for producing an organic light emitting device
DE10135513A1 (en) Light-emitting component used in organic illuminating diode comprises substrate, light-emitting layer, and charge carrier transport layer p-doped with organic material
KR101366655B1 (en) Neutralized anode buffer layers to improve processing and performances of organic electronic devices
DE112009001283T5 (en) Organic electroluminescent element
Yuan et al. Flat, luminescent, and defect-less perovskite films on PVK for light-emitting diodes with enhanced efficiency and stability
WO2007121877A1 (en) Light-emitting component
Payandeh et al. High-brightness perovskite light-emitting diodes using a printable silver microflake contact
EP2443680A1 (en) Material for a hole transport layer with p-dopant
WO2007090390A1 (en) Electroluminescent light-emitting device
EP2929576B1 (en) Electronic device with oxygen ion pump
EP2502273B1 (en) Method for producing structured organic light-emitting diodes and use thereof
DE10351822B4 (en) OLED device and display based on OLED devices with improved efficiency

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: 1120070009055

Country of ref document: DE

REF Corresponds to

Ref document number: 112007000905

Country of ref document: DE

Date of ref document: 20090115

Kind code of ref document: P

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 07711171

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1