WO2011091946A1

WO2011091946A1 - Organische elektrolumineszierende vorrichtung mit integrierter schicht zur farbkonvertierung

Info

Publication number: WO2011091946A1
Application number: PCT/EP2011/000003
Authority: WO
Inventors: Junyou Pan; Suzanne Heun
Original assignee: Merck Patent Gmbh
Priority date: 2010-01-30
Filing date: 2011-01-03
Publication date: 2011-08-04
Also published as: JP2013518373A; US20120299045A1; DE102010006280A1; DE112011100357A5

Abstract

Die Erfindung betrifft, u.a., eine opto - elektronische Vorrichtung mit zumindest zwei Elektroden (10, 15) und zumindest einer zwischen den Elektroden (10, 15) angeordneten lichtemittierenden Schicht (EML) (12), welche ein elektrolumineszierendes organisches Material enthält, das Licht mit einem ersten Wellenlängenspektrum emittiert, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen zumindest einer der zumindest einen lichtemittierenden Schicht (EML) und zumindest einer Elektrode zumindest eine Schicht (1, 2, 5, 6) angeordnet ist, welche zumindest einen Farbkonverter enthält. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer derartigen optoelektronischen Vorrichtung sowie die Verwendung einer solchen optoelektronischen Vorrichtung als Beleuchtungsmittel oder in einem Display.

Description

ORGANISCHE ELEKTROLUMINESZIERENDE VORRICHTUNG MIT INTEGRIERTER SCHICHT ZUR FARBKONVERTIERUNG

Die Erfindung betrifft eine opto-elektronische Vorrichtung mit zumindest zwei Elektroden und zumindest einer zwischen den Elektroden

angeordneten lichtemittierenden Schicht aus einem

elektrolumineszierenden organischen Material.

Elektronische Bauelemente auf der Basis organischer Halbleiter sind im Vergleich zu Bauelementen auf der Basis anorganischer Halbleiter einfacher herzustellen und bieten daher die Möglichkeit, Kosten einzusparen. Allerdings sind die Bauelemente auf der Basis organischer

Materialien noch nicht so leistungsfähig wie die entsprechenden anorganischen Äquivalente und zeigen insbesondere eine kürzere Lebenszeit. Allerdings werden beispielsweise organische Leuchtdioden bereits in Displays von Mobiltelefonen großtechnisch eingesetzt.

Organische Leuchtdioden (OLED für englisch: "Organic Light-Emitting Device") sind elektronische Bauelemente, welche aus in dünnen Schichten übereinander angeordneten organischen, halbleitenden Materialien aufgebaut sind und welche unter dem Einfluss eines elektrischen Feldes Licht emittieren können. Im Gegensatz zu anorganischen Leuchtdioden (LED) erfordern OLEDs keine einkristallinen Materialien. Sie lassen sich daher relativ einfach und damit kostengünstig herstellen. Durch eine geeignete Auswahl der lichtemittierenden organischen Materialien oder durch Kombination mit geeigneten Filtern lassen sich verschiedene Farben erzeugen. OLEDs eignen sich daher für eine Verwendung beispielsweise in Bildschirmen für Computer oder Mobiltelefone. Ein weiteres mögliches Einsatzgebiet ist die großflächige Raumbeleuchtung.

OLEDs umfassen einen Stapel dünner Schichten, die auf einem geeigneten Substrat aufgebracht sind. In einer gängigen Anordnung wird zunächst eine transparente Anode auf einem transparenten Substrat aufgebracht. Ein geeignetes transparentes Substrat ist beispielsweise eine Glasscheibe oder eine dünne Kunststofffolie. Als Material für die Anode kann beispielsweise Indium-Zinn-Oxid (ITO) verwendet werden. Es ist aber auch möglich, als Anode eine dünne Metallschicht, beispielsweise aus Gold zu verwenden. Die Schichtstärke wird dabei so gering gewählt, dass die Anode für sichtbares Licht transparent ist. Auf die Anode wird meist eine

Lochinjektionsschicht aufgebracht. Diese Schicht dient einerseits zur Absenkung der Injektionsbarriere für Löcher und verhindert andererseits eine Diffusion von beispielsweise Indium in die lichtemittierende Schicht. Eine typische Lochinjektionsschicht besteht beispielsweise aus

PEDOT/PSS (Poly(3,4-ethylendioxythiophen)/Polystyrolsulfonat. Auf die Lochinjektionsschicht wird dann eine Lochtransportschicht (HTL = hole transport layer) aufgebracht. Gängige Materialien für die Lochtransportschicht sind beispielsweise aromatische tertiäre Amine, wie sie in der US 4,539,507 beschrieben werden, oder auch Tetraaryldiamine. Auf die Lochtransportschicht wird dann eine Schicht aus dem lichtemittierenden organischen Material aufgebracht. Diese Schicht kann neben einer Matrix den elektrolumineszierenden Farbstoff enthalten, üblicherweise in einem Anteil von etwa 5 bis 10 Gew.-%, oder in manchen Fällen auch vollständig aus dem Farbstoff bestehen. Ein geeigneter Farbstoff ist beispielsweise Aluminium-tris(8-hydroxychinolin), Alq₃. Es sind beispielsweise organische Leuchtdioden entwickelt worden, bei denen die lichtemittierende Schicht im Wesentlichen aus einem Polymer besteht, das elektrolumineszierende Gruppen trägt. Das Polymer übernimmt hier also sowohl die Funktion einer Matrix als auch des elektrolumineszierenden Farbstoffs. Nach einer anderen Ausführungsform werden Matrix und elektrolumineszierender Farbstoff von zwei verschiedenen Molekülen gebildet. Die Matrix kann dabei von einem Polymer mit Halbleitereigenschaften gebildet werden, oder auch von kleineren Molekülen mit geringerem Molekülgewicht, die jedoch keine Elektrolumineszenz zeigen, beispielsweise Carbazol. In dieser Halbleitermatrix ist dann der elektrolumineszierende Farbstoff eingelagert. Die lichtemittierende Schicht kann einen einzelnen elektrolumineszierenden Farbstoff enthalten und dann im Wesentlichen monochromatisches Licht erzeugen. Um beispielsweise weißes Licht zu erzeugen, ist es jedoch auch möglich, die lichtemittierende Schicht mit verschiedenen elektrolumineszierenden Farbstoffen zu dotieren, die Licht unterschiedlicher Wellenlänge emittieren.

Auf der lichtemittierenden Schicht wird eine Elektronentransportschicht (ETL = electron transport layer) aufgebracht. Als Schutzschicht und zur Verringerung der Injektionsbarriere für Elektronen kann auf die

Elektronentransportschicht noch eine Elektroneninjektionsschicht aufgebracht werden. Typische Materialien für diese Schicht sind Lithium- fluorid, Cäsiumfluorid oder LiQ (8-hydroxyquinolinato lithium). Auf die Elektroneninjektionsschicht wird dann die Kathode aufgebracht. Diese besteht üblicherweise aus einem Metall oder einer Legierung mit geringer Elektronenaustrittsarbeit, wie zum Beispiel Calcium, Aluminium, Barium, Ruthenium oder Magnesium-Silber-Legierungen.

Zusätzlich zu den bereits geschilderten Schichten können Leuchtdioden noch weitere Schichten umfassen, beispielsweise Pufferschichten oder auch Sperrschichten für Elektronen bzw. Löcher.

Von der Kathode werden nach Anlegen eines elektrischen Feldes

Elektronen in die Elektronentransportschicht injiziert und wandern in Richtung auf die Anode zu. Von der Anode werden Löcher in die Lochtransportschicht injiziert und wandern in Richtung auf die Kathode. Löcher und Elektronen treffen in der lichtemittierenden Schicht zusammen und rekombinieren unter Ausbildung eines Excitons. Das Exciton kann bereits den angeregten Zustand des Farbstoffmoleküls darstellen oder der Zerfall des Excitons stellt die Energie zur Anregung des Farbstoffmoleküls zur Verfügung. Das Farbstoffmolekül geht unter Emission eines Photons in einen Grundzustand zurück. Die Farbe des ausgesendeten Lichts hängt dabei vom Energieabstand zwischen angeregtem Zustand und Grundzustand ab. Die Farbe des von der organischen Leuchtdiode emittierten Lichts kann daher durch Variation der Farbstoffmoleküle gezielt verändert werden.

OLEDs zeigen gegenüber herkömmlichen Beleuchtungsmaterialien eine Reihe von Vorteilen. So sind sie beispielsweise charakterisiert durch einen geringen Energieverbrauch, eine gleichmäßige Beleuchtung, einen großen Blickwinkelbereich, sehr kurze Schaltzeiten und günstige Herstellungskosten. Zudem können OLEDs transparente und flexible Displays hergestellt werden. Als weiteres organisches lichtemittierendes Bauteil werden organische lichtemittierende elektrochemische Zellen (OLECs für„organic light emitting electrochemical cell") entwickelt. Diese umfassen zwei Elektroden, zwischen welchen eine Schicht aus einem Gemisch organischer lichtemittierender Stoffe sowie einer ionischen Verbindung angeordnet ist. Die Ionen können dabei zu den Elektroden wandern. Die erste OLEC wurde von Pei und Heeger, Science (95), 269, S. 1086 - 1088 beschrieben. Sie enthielt eine Mischung aus einem konjugierten Polymer (MEH-PPV), Polyethylenoxid (PEO) und Lithiumtrifluormethansulfonat als festem

Elektrolyt. Ferner sind OLECs bekannt, die eine ionische Flüssigkeit als Elektrolyt enthalten. Eine solche OLEC wurde beispielsweise von Nobuyuki Itohz in J. Electrochem. Soc. 156 (2) J37-J40 (2009) beschrieben.

Weiterhin wurd eine planare OLEC beschrieben von G. Yu, Q. Pei, A.J. Heeger, Appl. Phys. Lett. 70 (1997) 934.

In der vorliegenden Anmeldung sind unter dem Begriff Polymer sowohl polymere Verbindungen, oligomere Verbindungen, sowie Dendrimere zu verstehen. Die erfindungsgemäßen polymeren Verbindungen weisen vorzugsweise 10 bis 10000, besonders bevorzugt 20 bis 5000 und insbesondere 50 bis 2000 Struktureinheiten auf. Die erfindungsgemäßen oligomeren Verbindungen weisen vorzugsweise 3 bis 9 Struktureinheiten auf. Der Verzweigungs-Faktor der Polymere liegt dabei zwischen 0

(lineares Polymer, ohne Verzweigungsstellen) und 1 (vollständig

verzweigtes Dendrimer).

Unter dem Begriff "Dendrimer" soll in der vorliegenden Anmeldung eine hochverzweigte Verbindung verstanden werden, die aus einem

multifunktionellen Zentrum (core) aufgebaut ist, an das in einem regelmäßigen Aufbau verzweigte Monomere gebunden werden, so dass eine baumartige Struktur erhalten wird. Dabei können sowohl das Zentrum als auch die Monomere beliebige verzweigte Strukturen annehmen, die sowohl aus rein organischen Einheiten als auch Organometallverbindungen oder Koordinationsverbindungen bestehen. "Dendrimer" soll hier allgemein so verstanden werden, wie dies z.B. von M. Fischer und F. Vögtle (Angew. Chem., Int. Ed. 1999, 38, 885) beschrieben ist. Sowohl das Gewichts- als auch das Zahlenmittel des Molekulargewichts der erfindungsgemäßen Polymeren werden durch Gelpermeations- chromatographie (GPC) bestimmt.

Schließlich können noch organische lichtemittierende Feldeffekttransistoren (OLEFT) als weiteres lichtemittierendes Bauteil genannt werden. Die Struktur eines solchen Feldeffekttransistors wird beispielsweise von C. Cost et al., Appl. Phys. Lett. 85, S 1613 (2004) beschrieben. Ein solcher Feldeffekttransistor umfasst eine Gate-Elektrode, auf welcher eine dielektrische Schicht sowie eine lichtemittierende Schicht angeordnet sind. Ferner sind eine Source- und eine Drain-Elektrode vorgesehen, welche auf der der Gate-Elektrode gegenüberliegenden Seite der dielektrischen Schicht angeordnet sind. Dielektrika (auch Isolatoren oder Nichtleiter genannt) sind feste, flüssige oder gasförmige Stoffe, die den elektrischen Strom nicht oder kaum leiten. Sie haben einen hohen spezifischen Widerstand von größer als 10¹⁰ Ω cm.

Ist das Gate unter der Source und der Drain-Elektrode angeordnet, spricht man von einer„Bottom-Gate" Struktur, während eine Struktur, bei welcher das Gate auf der Source- und der Drain-Elektrode angeordnet ist, als„Top- Gate" Struktur bezeichnet wird, vorausgesetzt, dass das Substrat die unterste Schicht bildet. Die lichtemittierende Schicht enthält bevorzugt eine ambipolare Verbindung. Diese kann beispielsweise eine Mischung aus n- und p-dotierten Materialien sein oder auch eine intrinsisch ambipolare Verbindung, beispielsweise ein konjugiertes Polymer, das sowohl als Lochleiter als auch als Elektronenleiter wirken kann.

Problematisch bei der Herstellung von Bildschirmen oder auch bei einer Anwendung von beispielsweise OLEDs als Raumbeleuchtung ist jedoch, dass die verschiedenen für elektrolumineszierende organische Bauteile zur Verfügung stehenden Farbstoffe eine unterschiedliche Leuchtintensität sowie eine unterschiedliche Lebensdauer aufweisen. Die Farben des sichtbaren Wellenlängenspektrums können an sich durch Mischen der drei Grundfarben Rot, Grün und Blau hergestellt werden. Da die

entsprechenden Farbstoffe bei einer zwischen den Elektroden vorgegebenen Spannung Licht unterschiedlicher Helligkeit emittieren, muss die Helligkeit der einzelnen Farben beispielsweise durch eine Regelung der Elektrodenspannung abgeglichen werden. Dadurch wird jedoch

beispielsweise auch die Lebensdauer der Farbstoffe beeinflusst. Die Leuchtkraft eines elektrolumineszierenden Farbstoffs nimmt über die Lebensdauer einer OLED bzw. eines anderen elektrolumineszierenden Bauteils hinweg kontinuierlich ab. Der Grad der Abnahme ist dabei von der Art des Farbstoffs sowie von den Betriebsbedingungen der OLED abhängig. Wird beispielsweise bei einer Raumbeleuchtung das weiße Licht durch Mischen der drei Grundfarben Rot, Grün und Blau erzeugt, findet daher im Lauf eines längeren Betriebs eine Farbverschiebung statt, da die drei Farbstoffe unterschiedlich schnell altern und damit deren Leuchtintensität im Lauf der Zeit unterschiedlich stark abnimmt.

In der US 2005/0253506 A1 wird eine organische Leuchtdiode

beschrieben, bei welcher zunächst auf einem Substrat Steuerelemente, beispielsweise Dünnschichttransistoren, angeordnet werden, welche die Fläche einzelner Pixel definieren. Auf die Steuerelemente wird zunächst eine Schicht aufgebracht, welche als Farbfilter wirkt. Diese Schicht wird planarisiert, sodass es nicht erforderlich ist, eine Zwischenschicht aufzubringen, um eine ebene Fläche für den Aufbau der weiteren Bauteile zur Verfügung zu stellen. Auf den planarisierten Farbfilter wird dann eine Elektrode aufgebracht, welche von den Steuerelementen angesteuert werden kann. Auf die Elektrode wird wiederum ein Schichtstapel aus einer Elektroneninjektionsschicht, einer Elektronentransportschicht, einer lichtemittierenden Schicht, einer Lochtransportschicht sowie einer Lochinjektionsschicht aufgebracht. Als Abschluss wird auf die Lochinjektionsschicht eine zweite Elektrode aufgebracht. Die lichtemittierende Schicht emittiert weißes Licht. Durch die Farbfilter wird der gewünschte Farbton,

beispielsweise rot, grün oder blau, erzeugt, der von der OLED abgegeben wird.

In der US 2005/0260439 A1 wird eine organische Leuchtdiode

beschrieben, welche weißes Licht emittiert. Die Leuchtdiode umfasst zumindest zwei Elektroden, zwischen denen zumindest zwei organische elektrolumineszierende Materialien angeordnet sind. Die beiden elektrolumineszierenden Materialien emittieren Licht mit jeweils

unterschiedlichem Wellenlängenspektrum. Die organische Leuchtdiode ist auf einem transparenten Substrat angeordnet, wobei die auf dem transparenten Substrat angeordnete Elektrode der organischen Leuchtdiode ebenfalls transparent ist. Auf der der Leuchtdiode gegenüberliegenden Seite des Substrats ist eine Schicht angeordnet, welche eine fotolumineszierende Verbindung enthält. Die fotolumineszierende Verbindung kann Licht absorbieren, welches von der lichtemittierenden Schicht der Leuchtdiode emittiert wird. Die fotolumineszierende Verbindung emittiert daraufhin Licht mit einem zweiten Wellenlängenspektrum, dessen Maximum zum Maximum des ersten Wellenlängenspektrums zu größeren Wellenlängen hin verschoben ist. Das zweite Wellenlängenspektrum ist so ausgewählt, dass das Bauteil insgesamt weißes Licht abstrahlt.

In der US 2005/0206312 A1 wird ein lichtemittierendes Bauteil beschrieben, welches weißes Licht erzeugt. Das Bauteil umfasst eine aktive Schicht, welche Licht eines ersten Wellenlängenspektrums emittiert, sowie eine passive Schicht, welche einen Teil des von der aktiven Schicht emittierten Lichts absorbiert und Licht eines zweiten Wellenlängenspektrums emittiert, das zu längeren Wellenlängen hin verschoben ist. Aktive und passive Schicht sind so aufeinander abgestimmt, dass das Bauteil weißes Licht abstrahlt. Die aktive Schicht ist zwischen zwei Elektroden angeordnet, wobei eine der Elektroden transparent ist. Die passive Schicht ist zwischen der transparenten Elektrode und einem transparenten Substrat angeordnet. Die LED ist aus anorganischen Materialien aufgebaut.

In der US 6,696,177 B1 wird eine organische Leuchtdiode beschrieben, welche weißes Licht emittiert. Die organische Leuchtdiode umfasst einen Schichtstapel, bei welchem auf einem transparenten Substrat zunächst eine transparente Anode angeordnet ist. Die transparente Anode kann um eine Lochinjektionsschicht ergänzt sein. Auf der Anode ist eine Lochtransportschicht angeordnet, auf welcher unmittelbar eine lichtemittierende Schicht angeordnet ist, welche mit einem Farbstoff dotiert ist, der blaues Licht emittiert. Auf der lichtemittierenden Schicht ist wiederum eine

Elektronentransportschicht angeordnet, auf welcher zuoberst eine Kathode angeordnet ist. Die Lochtransportschicht, die Elektronentransportschicht oder sowohl die Elektronentransportschicht als auch die Lochtransportschicht können mit einem Farbstoff dotiert sein, welcher gelbes Licht emittiert. Wird zwischen der Schicht, welche blaues Licht emittiert und der Transportschicht, welche mit dem Farbstoff dotiert ist, der gelbes Licht emittiert, eine undotierte Transportschicht angeordnet, nimmt die Intensität des emittierten gelben Lichts mit zunehmender Schichtstärke der undotierten Transportschicht stark ab, sodass die Leuchtdiode nur noch blaues Licht emittiert. Der gelbe Farbstoff wird bei dieser Anordnung also durch die Rekombination von Elektronen und Löchern angeregt.

In der US 2004/0185300 A1 wird eine organische Leuchtdiode

beschrieben, welche weißes Licht emittiert. Sie umfasst eine Anode, auf welcher eine Lochtransportschicht angeordnet ist. Unmittelbar auf der Lochtransportschicht ist eine Schicht angeordnet, welche blaues Licht emittiert. Diese Schicht umfasst eine Matrix, welche mit einem Farbstoff dotiert ist, der blaues Licht emittiert. Ferner ist die lichtemittierende Schicht mit einem elektronentransportierenden oder einem lochtransportierenden Material oder einer Mischung dieser Materialien dotiert, um die Lichtausbeute sowie die Stabilität der Leuchtdiode zu verbessern. Auf der Schicht, welche blaues Licht emittiert, ist eine Kathode angeordnet. Die Lochtransportschicht oder die Elektronentransportschicht oder beide Schichten sind mit einer Verbindung dotiert, welche Licht im gelben Bereich des Spektrums emittiert. Wird zwischen der Schicht, welche blaues Licht emittiert, und der Elektronen- bzw. Lochtransportschicht eine undotierte Schicht angeordnet, nimmt die Ausbeute an weißem Licht mit

zunehmender Dicke der undotierten Schicht stark ab, sodass die

Leuchtdiode nur noch blaues Licht emittiert. Auch bei dieser Anordnung wird der gelbe Farbstoff also durch eine Rekombination von Löchern und Elektronen angeregt. Das von der organischen Leuchtdiode emittierte weiße Licht kann genutzt werden, um eine Vorrichtung, wie einen

Bildschirm bereitzustellen, welcher das gesamte Farbspektrum darstellen kann. Dazu wird die organische Leuchtdiode mit roten, grünen sowie blauen Farbfiltern versehen. Die Farbfilter können auf dem Substrat angeordnet sein, das in diesem Fall für Licht durchlässig sein muss, in das Substrat integriert sein oder auf der oberen Elektrode angeordnet sein, wobei diese dann für das Licht durchlässig sein muss. In der US 2005/048311 A1 wird eine organische Leuchtdiode beschrieben, welche weißes Licht emittiert. Die organische Leuchtdiode umfasst eine Anode, auf weicher eine Lochtransportschicht angeordnet ist. Unmittelbar anschließend an die Lochtransportschicht ist eine Schicht angeordnet, welche blaues Licht emittiert. An die Schicht, welche blaues Licht emittiert, schließt sich eine Elektronentransportschicht an, auf weiche wiederum eine Kathode folgt. Die Lochtransportschicht enthält eine Matrix und einen Farbstoff, welcher gelbes Licht emittiert, sowie einen Farbstoff, welcher rotes Licht emittiert. Die mit dem roten bzw. gelben Farbstoff dotierte Lochtransportschicht kann einen dotierten Abschnitt sowie einen nicht dotierten Abschnitt umfassen, wobei sich der dotierte Abschnitt unmittelbar an die Schicht anschließt, welche blaues Licht emittiert. In Kombination mit einem roten Filter kann die Leuchtdiode intensives rotes Licht erzeugen. Der gelbe und rote Farbstoff werden bei dieser Anordnung also durch die Rekombination von Elektronen und Löchern angeregt.

Leuchtdioden erzeugen Licht einer bestimmten Wellenlänge bzw. eines bestimmten Wellenlängenspektrums. Um beispielsweise auf einem Display eine Figur darstellen zu können oder um Mischfarben zu erzeugen bzw. weißes Licht bereitzustellen, können Leuchtdioden, die unterschiedliche Farben emittieren, beispielsweise rot, grün und blau, in einer Matrix angeordnet werden, sodass durch eine entsprechende Schaltung

Leuchtdioden kombiniert werden können, die Licht unterschiedlicher Wellenlänge emittieren. Durch die Kombination verschiedener Längenwellenbereiche kann dann beispielsweise weißes Licht erzeugt werden. Hierbei müssen die einzelnen Leuchtdioden jedoch sehr sorgfältig aufeinander abgestimmt werden, um den gewünschten Farbton, z.B.

weißes Licht, zu erhalten. Die für organische Leuchtdioden zur Verfügung stehenden Materialien zeigen jedoch eine unterschiedliche Lichtausbeute, sodass zum Ausgleich die einzelnen Elemente der Matrix in Abhängigkeit von ihrer Lichtausbeute mit einer unterschiedlichen Spannung angesteuert werden müssen. Da das organische Material Alterungsprozessen unterliegt, also die Leuchtintensität der Diode über ihre Lebensdauer hinweg abnimmt, muss außerdem der Abfall der Leuchtkraft ausgeglichen werden, da es sonst zu Farbverschiebungen im Spektrum des emittierten Lichts kommt. An Stelle einer Kombination verschiedenfarbiger Leuchtdioden kann auch eine Leuchtdiode, die weißes Licht emittiert, mit einem Farbfilter kombiniert werden, welcher das von der Leuchtdiode emittierte Licht teilweise absorbiert und wieder Licht einer anderen Wellenlänge emittiert. Dazu kann die Leuchtdiode beispielsweise auch mit einer dünnen Schicht eines Mediums zur Farbkonvertierung, bspw. mit einem Phosphor oder einem anderen fluoreszierenden und/oder phosphoreszierenden Farbstoff beschichtet werden, wobei durch die Menge des Farbstoffs der Grad der Farbumwandlung, das heißt die Farbe des von der Leuchtdiode emittierten Lichts eingestellt werden kann. Auf diese Weise ist es möglich, Mischfarben aus dem von der Leuchtdiode bereitgestellten Licht sowie dem vom

Farbfilter erzeugten Licht zu erzeugen. Diese Farbfilter werden bei den im Stand der Technik bekannten Anordnungen auf der Außenseite der

Leuchtdiodenanordnung aufgebracht.

Nachteilig an dieser Vorgehensweise ist, dass zumindest ein zusätzlicher Arbeitsschritt notwendig ist, in welcher die Schicht des Farbfilters auf die Leuchtdiode aufgebracht wird. Meist ist es erforderlich, auf die Schicht des Farbfilters noch eine Schutzschicht aufzubringen, wodurch sich der Aufwand und damit die Produktionskosten weiter erhöhen. Fluoreszierende Farbstoffe werden bisher nur für organische Leuchtdioden eingesetzt, wenn diese als Lichtquelle eingesetzt werden, beispielsweise zur Raumbeleuchtung oder als Hintergrundbeleuchtung für Flüssigkristallbildschirme, da in diesem Fall keine Strukturierung des Substrats erforderlich ist. Eine solche Strukturierung des Substrats ist beispielsweise in einer Anwendung für Bildschirme notwendig, da dort die einzelnen Pixel unterschiedliche Farben emittieren, beispielsweise Rot, Grün und Blau.

Der Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, eine organische Elektro- lumineszenzvorrichtung bereitzustellen, die einfach herzustellen ist und bei welcher die Farbe des emittierten Lichts ohne größeren Aufwand eingestellt werden kann. Die organische Elektrolumineszenzvorrichtung sollte sich in einer Ausführungsform auch für eine Anwendung in Bildschirmen eignen.

Diese Aufgabe wird mit einer opto-elektronischen Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen opto-elektronischen Vorrichtung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.

Im Gegensatz zu den bisher bekannten organischen opto-elektronischen Vorrichtungen, insbesondere den organischen Leuchtdioden, ist bei der erfindungsgemäßen organischen opto-elektronischen Vorrichtung ein Farbkonverter nicht auf der Außenseite der organischen optoelektronischen Vorrichtung aufgetragen sondern in einer zwischen den Elektroden angeordneten Schicht in die organische opto-elektronische Vorrichtung integriert. Der Farbkonverter ist bei der erfindungsgemäßen organischen opto-elektronischen Vorrichtung also in einem Bereich angeordnet, welcher zwischen den Elektroden positioniert ist. Die aktive Schicht der organischen opto-elektronischen Vorrichtung emittiert Licht einer ersten Wellenlänge, welches ganz oder teilweise vom Farbkonverter absorbiert wird und zur Emission von Licht einer zweiten Wellenlänge durch den Farbkonverter führt. Je nach dem Anteil des von der aktiven Schicht emittierten Lichts, welcher vom Farbkonverter absorbiert wird, können daher Mischfarben erzeugt bzw. die Helligkeit des emittierten Lichts eingestellt werden.

Erfindungsgemäß wird daher eine organische opto-elektronische

Vorrichtung mit zumindest zwei Elektroden und zumindest einer zwischen den Elektroden angeordneten lichtemittierenden Schicht, welche ein elektrolumineszierendes organisches Material enthält, das Licht einer ersten Wellenlänge oder mit einem ersten Wellenlängenspektrum emittiert zur Verfügung gestellt, wobei zwischen zumindest einer der zumindest einen lichtemittierenden Schicht und zumindest einer Elektrode zumindest eine Schicht angeordnet ist, welche zumindest einen Farbkonverter enthält.

Die erfindungsgemäße organische opto-elektronische Vorrichtung zeigt an sich den Aufbau bekannter derartiger organischer opto-elektronischer Vorrichtungen. Für den Aufbau und die Herstellung der organischen optoelektronische Vorrichtung kann der Fachmann daher auf bekannte

Vorrichtungen und Verfahren zurückgreifen. Im Unterschied zu den bekannten organischen opto-elektronische Vorrichtungen umfasst die erfindungsgemäße organische opto-elektronische Vorrichtung jedoch neben der lichtemittierenden Schicht zumindest eine weitere Schicht, welche einen oder mehrere Farbkonverter enthält. Die Schicht kann dabei vollständig aus dem Farbkonverter aufgebaut sein oder die Schicht kann mit dem Farbkonverter dotiert sein.

Die erfindungsgemäße opto-elektronische Vorrichtung kann zwei

Elektroden umfassen, die gemäß einer Ausführungsform beispielsweise die Kathode sowie die Anode einer organische lichtemittierende elektrochemischen Zelle (OLEC) bilden. Zwischen der lichtemittierenden Schicht und der Kathode bzw. der Anode ist dann erfindungsgemäß zumindest eine weitere Schicht angeordnet, welche den Farbkonverter enthält. In Analogie zu den OLEDs, können OLECs weitere Schichten enthalten, ausgewählt aus der Gruppe von Lochinjektionsschichten (HIL), Lochttransportschichten (HTL), Elektrontransportschichten (ETL) und Elektroninjektionsschihten (EIL). Diese können die Perfomance von OLECs erhöhen. So berichten, bspw., Shao et al. in Advanced Materials (2009), 21(19), 1972-1975 von einer polymeren OLEC mit langer Lebensdauer, die eine vernetzte

Lochtransportschicht (HTL) enthält. In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann der Farbkonverter in wenigstens eine Schicht der OLEC dotiert werden. Insbesondere bevorzugte Schichten zu diesem Zweck sind ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus HIL, HTL, EIL und ETL. Ganz besonder bevorzugte Schichten, die den Farbkonverter enthalten, sind ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus HIL und HTL, insbesondere bevorzugt ist HTL.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann der Farbkonverter direkt in die Emissionschicht insbesondere des OLECs dotiert werden. Der Ort der Emission des OLECs ist typischerweise auf einen sehr kleinen Bereich in der Nähe einer der beiden Elektroden beschränkt und durch das

beschriebene Dotieren der Emissionschicht mit dem Farbkonverter kann dieser Bereich ausgedehnt werden.

OLECs sind unter anderem dadurch gekennzeichnet, dass sie ionische Materialien enthalten. Die ionischen Materialien können dabei kleine Moleküle, Polymere, Oligomere, polymere Blends oder Mischungen daraus sein. Das Molekulargewicht kleiner Moleküle ist dabei bevorzugt kleiner als 4000 g/mol, ganz bevorzugt kleiner als 3000 g/mol und ganz besonders bevorzugt kleiner als 2000 g/mol.

In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält das OLEC einen lonenleiter, welcher bevorzugt ausgewählt wird aus der Gruppe der polymeren Materialienausgewählt wird, wie bspw.,

Formulierungen basierden auf Perfluorosulfonsäure, Polybenzimidazole, sulfonierte Polyetherketone, sulfonierte Naphthalen-Polyimide und

Polyethylenoxide (PEO)-basierte Formulierungen. Ein ganz besonders bevorzugter lonenleiter im Sinne der vorliegenden Erfindung ist Poly- ethylenoxid (PEO).

Die OLEC kann auch wenigstens eine ionische organische elektro- lumineszierende Verbindung der allgemeinen Formel K⁺A^" enthalten, wobei entweder K⁺ oder A^" eine organische, emittierende Komponente ist. In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält die OLEC 3, ganz bevorzugt 2 und ganz bessonders bevorzugt 1 Verbindung der Formel K⁺A^".

Typische Verbindungen aus der ionischen Materialien sind die ionischen Übergangsmetallkomplexe (iTMCs) (Rudmann et al., J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 4918-4921 and Rothe et al., Adv. Func. Mater. 2009, 19, 2038- 2044).

Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die erfindungsgemäße optoelektronische Vorrichtung jedoch auch drei Elektroden umfassen, die in diesem Fall beispielsweise die Gate- sowie die Source und die Drainelektrode eines organischen lichtemittierenden Feldeffekttransistors bilden. In diesem Fall kann die Schicht mit dem Farbkonverter beispielsweise auf der Schicht des Dielektrikums angeordnet sein, welche die lichtemittierende Schicht bildet. Auf der lichtemittierenden Schicht ist dann die Gate-Elektrode bzw. die Source- und die Drainelektrode angeordnet.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann, wie in Abbildung 14 für den Fall einer Bottom-Gate OLEFT dargestellt, eine Schicht enthaltend einen Farbkonverter zwischen die Drain-Elektrode und Gate-Elektrode

aufgetragen werden.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann der Farbkonverter direkt in die Emissionschicht des OLEFTs dotiert werden. Der Ort der Emission des OLEFTs ist typischerweise auf einen sehr kleinen Bereich zwischen der Source-Elektrode oder Gate-Elektrode beschränkt und durch das beschriebene Dotieren der Emissionschicht mit dem Farbkonverter kann dieser Bereich ausgedehnt werden.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die opto-elektronische Vorrichtung als organische Leuchtdiode (OLED) ausgebildet.

Die erfindungsgemäße organische Leuchtdiode umfasst eine Kathode und eine Anode, welche aus üblichen Materialen hergestellt sind. Als Kathode sind Metalle mit geringer Austrittsarbeit, Metalllegierungen, Metallkomplexe oder mehrlagige Strukturen aus verschiedenen Metallen bevorzugt, wie beispielsweise Erdalkalimetalle, Alkalimetalle, Hauptgruppenmetalle oder Lanthanoide (zum Beispiel Ca, Ba, Mg, AI, In, Mg, Yb, Sm, etc.). Bei mehrlagigen Strukturen können auch zusätzlich zu den genannten Metallen weitere Metalle verwendet werden, die eine relativ hohe Austrittsarbeit aufweisen, wie zum Beispiel Ag, wobei dann in der Regel Kombinationen der Metalle, wie beispielsweise Ca/Ag oder Ba/Ag verwendet werden.

Als Anode sind Materialien mit hoher Austrittsarbeit bevorzugt. Bevorzugt weist die Anode ein Potential größer 4,5 eV vs. Vakuum auf. Hierfür sind einerseits Metalle mit hohem Redoxpotential geeignet, wie beispielsweise Ag, Pt oder Au. Es können andererseits auch Metall/Metalloxid-Kombinationen (zum Beispiel AI/Ni/NiO_x, AI/PtO_x) bevorzugt sein. Bevorzugt sind weiterhin leitfähige, dotierte organische Materialien, insbesondere leitfähige dotierte Polymere, beispielsweise Polyanilin.

Um die Auskopplung von Licht zu ermöglichen, muss zumindest eine der Elektroden transparent sein. Ein bevorzugter Aufbau verwendet eine transparente Anode. Bevorzugte Anodenmaterialien sind hier leitfähige gemischte Metalloxide. Besonders bevorzugt sind Indium-Zinn-Oxid (ITO) oder Indium-Zink-Oxid (IZO).

Zwischen den Elektroden ist eine lichtemittierende Schicht aus einem organischen Halbleitermaterial angeordnet, welche ein elektro- lumineszierendes organisches Material enthält. Unter einem elektro- lumineszierenden organischen Material wird ein Farbstoff verstanden, welcher durch Bildung eines Excitons, d.h. eines Elektron-Loch-Paares, in einen angeregten Zustand überführt wird und durch Rekombination des Elektrons und Lochs elektromagnetische Strahlung emittiert, vorzugsweise im sichtbaren Bereich des Wellenlängenspektrums, insbesondere in einem Wellenlängenbereich von 380 bis 780 nm. Das elektrolumineszierende Material geht hierbei in einen Zustand niedrigerer Energie über. Die

Emission des Lichts kann sowohl unter Erhalt des Spins als auch unter Umkehr des Spins als Fluoreszenz bzw. als Phosphoreszenz erfolgen. Im Fall der Phosphoreszenz kann der elektronische Übergang aus Triplett- Zuständen oder auch aus Zuständen noch höherer Multiplizität (z.B.

Quintett) in einen energetisch tiefer liegenden elektronischen Zustand niedrigerer Multiplizität erfolgen. Diese Farbstoffe weisen ein auf einen Kohlenwasserstoff zurückführbares Gerüst auf. Der Farbstoff kann lediglich aus dem auf einen Kohlenwasserstoff zurückführbaren Gerüst aufgebaut sein, wobei einzelne Kohlenstoff- oder Wasserstoffatome auch durch Heteroatome oder Gruppen von Heteroatomen ersetzt sein können, oder auch ein oder mehrere Metallatome umfassen, an welchen organischen Gruppen koordiniert sind.

So kann die lichtemittierende Schicht aus einem reinen organischen oder metallorganischen Material aufgebaut sein, welches eine hohe Lumineszenzausbeute zeigt. Ein derartiges Material ist beispielsweise Alq3, welches grünes Licht emittiert. Die lichtemittierende Schicht kann jedoch auch aus einer Matrix aufgebaut sein, welche sowohl Elektronen als auch Löcher transportieren kann, selbst aber kein Licht emittiert. Diese Matrix ist dann mit geringen Mengen eines oder mehrerer elektrolumineszierender Farbstoffe dotiert. Die lichtemittierende Schicht kann aus einem Polymer gebildet sein, welches gegebenenfalls mit dem elektrolumineszierenden Farbstoff derivatisiert ist und in diesem Fall direkt das elektrolumines- zierende organische Material bildet. In solchen polymeren LEDs (PLED) können beispielsweise Derivate von Poly(p-phenylen-vinylen) verwendet werden. Es ist aber auch möglich, als Matrix kleinere Moleküle in der lichtemittierenden Schicht zu verwenden. Beispielhafte kleinere Moleküle, welche als Matrix in der lichtemittierenden Schicht eingesetzt werden können, sind Anthracenderivate, die in den Positionen 9 und 10 mit

Kohlenwasserstoffresten substituiert sind, wie beispielsweise 9,10- Diphenylanthracen und Derivate dieser Verbindungen. Eine geeignete Verbindung ist beispielsweise 9,10-Di-(2-naphthyl)anthracen, wobei dieses Grundgerüst weitere Substituenten tragen kann, beispielsweise Alkylreste mit 1 bis 24 Kohlenstoffatomen oder Arylreste mit 5 bis 20 Kohlenstoffatomen. Eine beispielhafte Verbindung aus dieser Klasse ist 2-t-Butyl-9,10- di-(2-naphthyl)anthracen. Weitere geeignete Derivate sind beispielsweise in der US 5,935,721 A beschrieben.

In der lichtemittierenden Schicht ist ein elektrolumineszierendes

organisches Material enthalten, welches Licht mit einem ersten

Wellenlängenspektrum bzw. einer ersten Wellenlänge emittiert. An sich können als elektrolumineszierendes organisches Material alle

elektrolumineszierenden Farbstoffe verwendet werden, wie sie bereits aus dem Einsatz in OLEDs bzw. anderen organischen lichtemittierenden elektronischen Vorrichtungen bekannt sind. Der elektrolumineszierende Farbstoff kann an sich Licht einer beliebigen Wellenlänge emittieren, wobei der Bereich des sichtbaren Lichts sowie der sich zu kürzeren Wellenlängen hin an den sichtbaren Bereich anschließende ultraviolette Bereich bevorzugt ist. Insbesondere bevorzugt werden elektrolumineszierende organische Materialien verwendet, welche Licht im blauen Bereich des sichtbaren Lichts (380 nm bis 490 nm) emittieren. Ein geeigneter blauer Farbstoff ist beispielsweise Perylen sowie Perylenderivate, bei welchen das Perylengerüst mit einem oder mehreren Substituenten substituiert ist, wie beispielsweise Alkyiresten, Arylresten oder Halogenatomen. Ein geeignetes Derivat ist beispielsweise 2,5,8,11-Tetra-t-butylperylen. Eine andere Klasse von Farbstoffen, welche blaues Licht emittieren sind Derivate von

Distyrylarenen, wie Distyrylbenzol und Distyrylbiphenyl, wie sie

beispielsweise in der US 5,121 ,029 beschrieben sind. Eine geeignete derartige Verbindung ist beispielsweise [2-[4-[N,N-Diarylamino]phenyl]- vinyl]benzol sowie Bis[2-[4-[N,N-diarylamino]phenyl]vinyl]biphenyle und deren Derivate. Weitere geeignete Farbstoffe, welches blaues Licht emittieren, sind in der US 2005/00483 1 A1 beschrieben.

Bevorzugte Farbstoffe sind ausgewählt aus der Klasse der Monostyryl- amine, der Distyrylamine, der Tristyrylamine, der Tetrastyrylamine, der Styrylphosphine, der Styrylether und der Arylamine.

Unter einem Monostyrylamin wird eine Verbindung verstanden, die eine substituierte oder unsubstituierte Styrylgruppe und mindestens ein, bevorzugt aromatisches, Amin enthält. Unter einem Distyrylamin wird eine Verbindung verstanden, die zwei substituierte oder unsubstituierte Styrylgruppen und mindestens ein, bevorzugt aromatisches, Amin enthält. Unter einem Tristyrylamin wird eine Verbindung verstanden, die drei substituierte oder unsubstituierte Styrylgruppen und mindestens ein, bevorzugt aromatisches, Amin enthält. Unter einem Tetrastyrylamin wird eine

Verbindung verstanden, die vier substituierte oder unsubstituierte

Styrylgruppen und mindestens ein, bevorzugt aromatisches, Amin enthält. Die Styrylgruppen sind besonders bevorzugt Stilbene, die auch noch weiter substituiert sein können. Entsprechende Phosphine und Ether sind in Analogie zu den Aminen definiert. Unter einem Arylamin bzw. einem aromatischen Amin im Sinne dieser Erfindung wird eine Verbindung verstanden, die drei substituierte oder unsubstituierte aromatische oder heteroaromatische Ringsysteme direkt an den Stickstoff gebunden enthält. Bevorzugt ist mindestens eines dieser aromatischen oder heteroaromatischen Ringsysteme ein kondensiertes Ringsystem, bevorzugt mit mindestens 14 aromatischen Ringatomen. Bevorzugte Beispiele hierfür sind aromatische Anthracenamine, aromatische Anthracendiamine, aromatische Pyrenamine, aromatische Pyrendiamine, aromatische

Chrysenamine oder aromatische Chrysendiamine. Unter einem

aromatischen Anthracenamin wird eine Verbindung verstanden, in der eine Diarylaminogruppe direkt an eine Anthracengruppe gebunden ist, vorzugsweise in 9-Position. Unter einem aromatischen Anthracendiamin wird eine Verbindung verstanden, in der zwei Diarylaminogruppen direkt an eine Anthracengruppe gebunden sind, vorzugsweise in 9,10-Position.

Aromatische Pyrenamine, Pyrendiamine, Chrysenamine und Chrysen- diamine sind analog dazu definiert, wobei die Diarylaminogruppen am Pyren bevorzugt in 1-Position bzw. in 1 ,6-Position gebunden sind.

Weitere bevorzugte fluoreszierende Farbstoffe bzw. Dotanden sind gewählt aus Indenofluorenaminen bzw. -diaminen, beispielsweise gemäß

WO 06/122630, Benzoindenofluorenaminen bzw. -diaminen, beispielsweise gemäß WO 2008/006449, und Dibenzoindenofluorenaminen bzw.

-diaminen, beispielsweise gemäß WO 2007/140847.

Beispiele für elektrolumineszierende Farbstoffe aus der Klasse der Styryl- amine sind substituierte oder unsubstituierte Tristilbenamine oder die Dotanden, die in WO 2006/000388, WO 2006/058737, WO 2006/000389, WO 2007/065549 und WO 2007/115610 beschrieben sind. Distyrylbenzol- und Distyrylbiphenyl-Derivate sind beschrieben in US 5121029. Weitere Styrylamine sind in US 2007/0122656 A1 zu finden.

Besonders bevorzugte Styrylamin-Farbstoffe sind:

US 7250532 B2



JP 08053397 A und US 6251531 B1 , Derivate in EP 1957606 A1und US 2008 0113101 A1.

US 2006 210830 A

Weitere bevorzugte elektrolumineszierende Farbstoffe sind gewählt aus Derivaten von Naphthalin, Anthracen, Tetracen, Fluoren, Periflanthen, Indenoperylen, Phenanthren, Perylen (US 2007/0252517 A1), Pyren, Chrysen, Decacyclen, Coronen, Tetraphenylcyclopentadien, Penta- phenylcyclopentadien, Fluoren, Spirofluoren, Rubren, Cumarin

(US 4769292, US 6020078, US 2007/0252517 A1), Pyran, Oxazon, Benz- oxazol, Benzothiazol, Benzimidazol, Pyrazin, Zimtsäureestem, Diketo- pyrrolopyrrol, Acridon und Chinacridon (US 2007/0252517 A1). Von den Anthracenverbindungen sind besonders bevorzugt in 9,10-Position substituierte Anthracene wie z.B. 9,10-Diphenylanthracen und 9,10- Bis(phenylethynyl)anthracen. Auch 1 ,4-Bis(9'-ethynylanthracenyl)benzol ist ein bevorzugter elektrolumineszierender Farbstoff.

Blaue elektrolumineszierende Farbstoffe bzw. Fluoreszenzemitter sind bevorzugt Polyaromaten wie z.B. 9,10-Di(2-naphthylanthracen) und andere Anthracen-Derivate, Derivate von Tetracen, Xanthen, Perylen wie z.B. 2,5,8,11-Tetra-t-butyl-perylen, Phenylen, z.B. 4,4'-(Bis(9-ethyl-3- carbazovinylen)-1 ,1'-biphenyl, Fluoren, Arylpyrene, Arylenvinylene

(US 5121029, US 5130603), Derivate von Rubren, Cumarin, Rhodamin, Chinacridon wie z.B. DMQA, Dicyanomethylenpyran wie z.B. DCM, Thiopyrane, Polymethin, Pyrylium- und Thiapyryliumsalzen, Periflanthen, Indenoperylen, Bis(azinyl)imin-Bor- Verbindungen (US 2007/0092753 A1), Bis(azinyl)methenverbindungen und Carbostyryl-Verbindungen.

Weitere bevorzugte blaue elektrolumineszierende Farbstoffe sind in

C.H.Chen et al.:„Recent developments in organic eiectroluminescent materials" Macromol. Symp. 125, (1997) 1-48 und "Recent progress of molecular organic eiectroluminescent materials and devices" Mat. Sei. and Eng. R, 39 (2002), 143-222 beschrieben.

Die lichtemittierende Schicht kann aus einer einzelnen Schicht aufgebaut sein. Es ist aber auch möglich, dass die lichtemittierende Schicht mehrere Schichten umfasst, welche auch eine unterschiedliche Zusammensetzung aufweisen können.

Erfindungsgemäß ist zwischen der lichtemittierenden Schicht, welche das elektrolumineszierende organische Material enthält und zumindest einer der Elektroden zumindest eine weitere Schicht angeordnet, welche zumindest einen Farbkonverter enthält.

Bei einer Ausführungsform der opto-elektronischen Vorrichtung als OLED entspricht diese zumindest eine Schicht bevorzugt einer Schicht, wie sie üblicherweise in OLEDs enthalten ist, also beispielsweise einer

Elektronentransportschicht, einer Elektroneninjektionsschicht, einer Lochinjektionsschicht oder einer Lochtransportschicht. Die Schicht kann aber auch die Form einer Pufferschicht oder einer Sperrschicht annehmen. Solche Sperrschichten können beispielsweise als Elektronenblockier- schicht, als Lochblockierschicht oder auch als Excitonenblockierschicht ausgebildet sein. In einer derartigen Schicht ist erfindungsgemäß

zumindest ein Farbkonverter enthalten.

Gemäß einer Ausführungsform ist die Schicht, welche den zumindest einen Farbkonverter enthält, auf der Seite der zumindest einen lichtemittierenden Schicht angeordnet, welche der Kathode zugewandt ist. Der Farbkonverter ist dann bevorzugt in der Elektroneninjektionsschicht und/oder der

Elektronentransportschicht angeordnet.

Das Material der Elektronentransportschicht wirkt gemäß einer Ausführungsform auch als Lochblockierschicht und/oder Excitonenblockierschicht. Dadurch wird ein sehr schmaler lichtemittierender Bereich erzeugt.

Gemäß einer Ausführungsform ist zumindest eine Sperrschicht zwischen der zumindest einen lichtemittierenden Schicht und der zumindest einen Schicht, welche den zumindest einen Farbkonverter enthält, angeordnet.

Gemäß einer Ausführungsform ist die Sperrschicht als lochblockierende Schicht ausgebildet. Die Lochblockierschicht ist dabei bevorzugt zwischen der lichtemittierenden Schicht und der Schicht, welche den Farbkonverter enthält, angeordnet. Der Farbkonverter ist bei dieser Ausführungsform bevorzugt in der Elektronentransportschicht und/oder der Elektroneninjektionsschicht angeordnet.

Das Material der Lochtransportschicht kann gemäß einer Ausführungsform gleichzeitig als Elektronenblockierschicht und/oder als Excitonenblockierschicht wirken.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist eine Sperrschicht vorgesehen, welche als Elektronenblockierschicht oder als Excitonenblockierschicht ausgebildet ist. Bei dieser Ausführungsform ist also zwischen der lichtemittierenden Schicht und der Schicht mit dem Farbkonverter eine Elektronenblockierschicht und/oder eine Excitonenblockierschicht angeordnet. Der Farbkonverter ist bei dieser Ausführungsform bevorzugt in einer Lochtransportschicht und/oder einer Lochinjektionsschicht

vorgesehen.

Die Sperrschicht enthält bei diesen Ausführungsformen bevorzugt keinen Farbkonverter.

Unter einem Farbkonverter wird eine Verbindung verstanden, welche Licht einer ersten Wellenlänge oder aus einem ersten Wellenlängenbereich absorbiert und Licht einer zweiten Wellenlänge oder in einem zweiten Wellenlängenbereich, welches im Vergleich zur ersten Wellenlänge bzw. zum ersten Wellenlängenbereich verschoben ist, emittiert. Bevorzugt ist die zweite Wellenlänge bzw. der zweite Wellenlängenbereich zur ersten Wellenlänge bzw. zum ersten Wellenlängenbereich zu größeren Wellenlängen verschoben. Es ist aber auch möglich, eine so genannte„up conversion" zu erreichen. Dabei werden Photonen höherer Energie durch gleichzeitige oder sequentielle Absorption von zwei oder mehr Photonen geringerer Energie erzeugt. Beschriebene Mechanismen hierfür sind Zwei- Photonen-Absorption von Molekülen mit hohem Zwei-Photonen-Absorptionsquerschnitt, ein nicht-linear-optischer Effekt oder mehrstufige

Anregungsprozesse.

Solche fluoreszierenden Farbstoffe sind beispielsweise als Laserfarbstoffe bekannt, die gewöhnlich eine hohe Quantenausbeute für die Photolumineszenz aufweisen. In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Farbkonverter elektronisch neutral, so dass der Elektronen- bzw. Lochtransport zur lichtemittierenden Schicht nicht gestört wird. Ferner sollte der Farbkonverter eine hohe Fotolumineszenz zeigen, sodass der wesentliche Teil des von der lichtemittierenden Schicht emittierten Lichts vom Farbkonverter in einem anderen Wellenlängenbereich wieder abgestrahlt wird.

Geeignete fluoreszierende Farbstoffe, die als Farbkonverter in der erfindungsgemäßen organischen Leuchtdiode verwendet werden können, sind beispielsweise Cumarin und Cumarinderivate für eine Emission im blauen bis grün-gelben Spektralbereich, Rhodamin und Rhodaminderivate für eine Emission im gelben bis orange-roten Spektralbereich, Stilben und Stilbenderivate für eine Emission im blauen Spektralbereich, Pyranderivate, wie beispielsweise 4_Dicyanmethylen-2-methyl-6-(p-dimethylaminostyryl)- 4H-pyran (DCM), lichtemittierende organische Salze, wie beispielsweise 3,3'-Diethyloxacarbocyaniniodid (DOIC) oder 3,3'Diethyl-4,4',5,5'-dibenzo- thiatricarbocyaniniodid (DDTTCI). Weitere geeignete Laserfarbstoffe sind beispielsweise im Handbuch„Lambdachrome^® Laser Dyes", Ulrich

Brackmann (Hrsg.) beschrieben, welches von der Lambda Physik AG, D- 37079 Göttingen, DE, herausgegeben wird. Es können aber auch anorganische Farbkonverter verwendet werden, wie sie beispielsweise in Kathodenröhren, lumineszierenden Displays oder Leuchtmitteln verwendet werden. Gemäß einer Ausführungsform werden die anorganischen Farbkonverter ausgewählt aus der Gruppe von Yttriumoxid, Yttriumtantalit, Bariumfluorid, Cäsiumfluorid, Wismuthgermanat, Zinkgallat, Calcium- Magnesium-Pyrosilicat, Calciummolybdat, Calciumchlorvanadat, Barium- Titan-Pyrophosphat, Metallwolframate, mit Cerium oder Wismuth dotierter Phosphor, mit Thallium dotiertes Natriumiodid, dotiertes Cäsiumiodid, Pyrosilikate, welche mit seltenen Erdmetallen dotiert sind, sowie den

Halogeniden der Lanthanide.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird als Farbkonverter ein phosphoreszierender Stoff mit einem engen Emissionsspektrum verwendet. Diese Ausführungsform eignet sich insbesondere für eine Anwendung der erfindungsgemäßen OLED in Bildschirmen. Solche phosphoreszierenden Stoffe können beispielsweise Verbindungen sein, die Metalle der seltenen Erden umfassen. Diese Verbindungen zeigen statt Banden

charakteristische Lumineszenzspektren, die durch Übergänge in der 4fn- Schale verursacht werden, die sehr stark durch die 5d und 6s-Elektronen abgeschirmt ist. Diese phosphoreszierenden Stoffe zeigen bevorzugt eine Absorption bei einer Wellenlänge von mehr als 380 nm und können beispielsweise aus der Gruppe von Y₂0₃:Sm, Y₂0₃:Eu, Y₂0₃:Dy und

Y₂0₃:Ho ausgewählt werden, wie sie von Lyuji Ozawa und Minoru Itoh in Chem. Rev. Vol 103 pp3836 (2003) und den dort zitierten Referenzen beschrieben werden. Weitere bevorzugte phosphoreszierende Stoffe können beispielsweise aus der Gruppe von ZnS:Cu,AI, ZnS:Cu,Au,AI, Y₂0₂S:Eu, Y₂0₂S:Eu, Zn₂Si0₄:Mn, (KF,MgF₂):Mn, (KF,MgF₂):Mn, MgF₂:Mn, (Zn,Mg)F2:Mn, Zn₂Si0₄:Mn,As, Gd₂0₂S:Tb, Y₂0₂S:Tb,

Y₃AI₅0₁₂:Tb, Y₃(AI,Ga)₅Oi₂:Tb, Y₂0₃:Eu, lnB0₃:Tb, lnB0₃:Eu, Y₂Si0₅:Tb ausgewählt werden.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Farbkonverter eine phosphoreszierende Verbindung mit einem breiten Emissionsspektrum. Diese Ausführungsform ist insbesondere für Beleuchtungsanwendungen geeignet. Der Farbkonverter kann dazu beispielsweise aus der Gruppe von YAG:Ce, ZnS:Ag + (Zn,Cd)S:Cu, (Zn,Cd)S:Ag,

(Zn,Cd)S:Cu, (Zn,Cd)S:(Cu,CI), ZnS:Ag + (Zn,Cd)S:Cu, Y₂0₂S:Tb,

(Zn,Cd)S:Cu,CI + (Zn,Cd)S:Ag,CI, ZnS:Ag + ZnS:Cu(or ZnS:Cu,Au) + Y2)2S:Eu, lnB0₃:Tb + lnB0₃:Eu + ZnS:Ag, lnB0₃:Tb + lnB0₃:Eu

ausgewählt werden.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform liegt der Farbkonverter als Nanopartikel vor. Als Materialien für die Nanopartikel können

beispielsweise die oben genannten anorganischen Verbindungen eingesetzt werden. Die Nanopartikel haben vorzugsweise einen

Durchmesser von weniger als 100 nm, bevorzugt weniger als 50 nm, weiter bevorzugt von weniger als 30 nm und besonders bevorzugt von weniger als 20 nm. Die Nanopartikel können nach gängigen chemischen Verfahren hergestellt werden, beispielsweise als Kolloid, durch Clusterbildung, durch Sol-Gel-Verfahren oder durch elektrochemische Prozesse sowie

physikalische Verfahren, wie Molekularstrahlepitaxie, Sputtern oder

Aggregation von Monomeren in der Gasphase. Die Herstellung von

Nanopartikeln durch chemische Verfahren kann beispielsweise durch Ausfällen in Gegenwart von hemmenden Verbindungen erfolgen. Sol-Gel- Verfahren und Reaktionen in Mikroemulsion sind bevorzugte Verfahren zur Herstellung von fluoreszierenden Nanopartikeln. Zu den einzelnen

Verfahren kann beispielsweise auf den Übersichtsartikel von Harish

Chander in Materials Science Engineering R 49 (2005) 113-155 verwiesen werden. Weitere Beispiele für Nanomaterialien, die als Farbkonverter verwendet werden können, sind YV0 :Bi³⁺,Eu³⁺ , die sich nasschemisch nach dem von Ogata et al., in Kidorui (09), 54, pp56-57;

Cai₂Ali₄0₃₃(Ca₁₂Ai₇) beschriebenen Verfahren herstellen lassen,

Nanomaterialien, die mit Er³⁺/Yb³⁺ Ionen codotiert sind und sich durch Verbrennungssynthesen herstellen lassen, wie sie von Joschi et al. in J.Appl.Phys. (09), 105, S. 123103/1-123103/7 beschrieben werden, Dy³⁺:GAG Nanopartikel, die sich durch solvothermale Verfahren herstellen lassen, wie sie von N.Y. Raju et al. in J.AIloys Compd. (09), 481 , S. 730- 734 sowie in Opt. ater. (Amsterdam, Neth.) (09), 31 , S. 1210-1214 beschrieben werden. Nanopartikel auf der Basis von Metallen der seltenen Erden lassen sich beispielsweise durch Sintern einer Mischung aus einem anorganischen Salz und einer Vorläuferverbindung des Nanomaterials unter Einwirkung von Mikrowellen herstellen, wie dies in US 2009/140203 beschrieben wird. Nanomaterialien mit einer Zusammensetzung von Bai. xM_xAli₂0₁₉:Eu (M=Ca und Sr) (x=0.1-0.5) können nach Verbrennungsverfahren hergestellt werden, wie dies in J. Lumin. (09), 129, S. 691-695 beschrieben wird. Mit Eu activierte ZnMgAli₀Oi₇ Nanopartikel können durch thermische Verfahren unter Verwendung von Harnstoff als Templat hergestellt werden, wie dies in J.AIloys Compd. (09), 475, pp343-346 beschrieben wird. Nanopartikel der Formel Y₂0₃:Eu³⁺ können nach einem modifizierten thermischen Verfahren hergestellt werden, wie dies in

J.Appl.Phys. (09), 105, S. 064302/1-064302/6 beschrieben wird.

Gemäß einer Ausführungsform, in welcher ein Farbkonverter verwendet wird, der durch Up-conversion aktiviert werden kann, können

beispielsweise Nanomaterialien der Formel NaYF4:Yb, Ln verwendet werden, wobei Ln aus der Gruppe von Er, Ho und Tm ausgewählt ist, wie dies in der WO2009/046392 beschrieben wird. Up-conversion mit organischen materialien ist auch möglich, wie in WO 2006/008068 beschrieben.

Bei der erfindungsgemäßen opto-elektronischen Vorrichtung wird der Farbkonverter in einer Schicht vorgesehen, die zwischen der Lichtemittierenden Schicht und einer Elektrode angeordnet ist. Bevorzugt wird als Schicht eine Schicht verwendet, die bereits in entsprechenden

Vorrichtungen aus dem Stand der Technik vorgesehen ist, sodass derartige Vorrichtungen nur in der Weise modifiziert werden, dass der Farbkonverter zusätzlich in einer der Schichten vorgesehen wird. Da der Farbkonverter beispielsweise in eine der Schichten der organischen Leuchtdiode integriert ist, vereinfacht sich die Herstellung derartiger

Leuchtdioden wesentlich, da in der einfachsten Ausführungsform der Farbkonverter bei der Herstellung der organischen Leuchtdiode lediglich dem Material der betreffenden Schicht beigegeben werden muss. Die Herstellung der organischen Diode folgt daher dem üblichen Produktions- prozess, ohne dass es erforderlich ist, eine zusätzliche Schicht

aufzubringen oder die Schicht, welche den Farbkonverter enthält, speziell zu versiegeln, um sie vor Umwelteinflüssen zu schützen.

Die organische Leuchtdiode kann auf üblichen Substraten aufgebracht sein, also beispielsweise Glas, Kunststofffolien, Halbleitermaterialien, wie Siliziumwafern, keramischen Materialien oder auch polierten

Metalloberflächen.

Das Substrat kann starr oder flexibel sein. Es kann transparent, transluzent, opak oder reflektiv sein. Als Materialien können Glas, Plastik, Keramik oder Metallfolien verwendet werden, wobei für flexible Substrate bevorzugt Plastik und Metallfolien verwendet werden. Es können jedoch auch Halbleitermaterialien wie z.B. Silikonwafer oder Platinenmaterialien eingesetzt werden, um die Generierung von Leiterbahnen zu erleichtern. Auch andere Substrate können eingesetzt werden.

Als Glas können z.B. Natriumbicarbonat-Kalk-Glas, Ba oder Sr

enthaltendes Glas, Bleiglas, Aluminiumsilikatglas, Borosilikatglas, Ba- Borosilikatglas oder Quarzglas verwendet werden.

Plastikplatten können z.B. aus Polycarbonatharz, Acrylharz, Vinyl- chloridharz, Polyethylen-Terephthalat-Harz, Polyimidharz, Polyesterharz, Epoxyharz, Phenolharz, Siliconharz, Fluor-Harz, Polyethersulfidharz oder Polysulfonharz bestehen.

Für transparente Filme werden z.B. Polyethylen, Ethylen-Vinylactetat Copolymere, Ethylen-Vinylalkohol-Copolymere, Polypropylen, Polystyrol, Polymethylmethacrylat, PVC, Polyvinylalkohol, Polyvinylbutyral, Nylon, Polyether-ether-keton, Polysulfon, Polyethersulfon, Tetrafluoreethylen- perfluoralkyl-vinylether-Copolymere, Polyvinylfluorid, Tetrafluorethylen- ethylen-Copolymere, Tetrafluorethylen-hexafluorpropylen-Copolymere, Polychlorotrifluoroethylen, Polyvinylidenfluorid, Polyester, Polycarbonat, Polyurethane, Polyimid oder Polyether-imid verwendet.

Das Substrat kann gemäß einer Ausführungsform mit einer hydrophoben Schicht versehen sein.

Die Substrate sind bevorzugt transparent. Es können auch andere als die hier aufgeführten Materialien verwendet werden. Geeignete Materialien sind dem Fachmann bekannt.

Die organische lichtemittierende Vorrichtung, insbesondere eine OLED, kann in übliche elektronische Bauteile integriert werden oder auch großflächig als Beleuchtungsmittel eingesetzt werden. Dazu kann organische lichtemittierende Vorrichtung mit einer Spannungsversorgung und gegebenenfalls einer Steuerungselektronik versehen werden. Die Spannungsversorgung der beiden Elektroden erfolgt dabei über übliche Zuleitungen.

Gemäß einer Ausführungsform ist der Farbkonverter so ausgewählt, dass der Farbkonverter Licht aus dem ersten Wellenlängenspektrum, das vom elektrolumineszierenden organischen Material emittiert wird, absorbiert, und sichtbares Licht mit einem zweiten Wellenlängenspektrum emittiert. Dieses zweite Wellenlängenspektrum kann gemäß einer Ausführungsform gegenüber dem ersten Wellenlängenspektrum zu größeren Wellenlängen hin verschoben sein. Der Farbkonverter wird bei dieser Ausführungsform so ausgewählt, dass er ein Absorptionsmaximum zeigt, das im Emissionsspektrum des elektrolumineszierenden organischen Materials liegt oder diesem weitgehend entspricht, sodass eine möglichst hohe Lichtausbeute erreicht wird. Der Farbkonverter muss daher nicht in einer Schicht enthalten sein, die sich unmittelbar an die lichtemittierende Schicht anschließt. Es ist also auch möglich, dass zwischen der lichtemittierenden Schicht, welche das elektrolumineszierende organische Material enthält, und der Schicht, welche den Farbkonverter enthält, eine weitere Schicht angeordnet ist, beispielsweise eine Pufferschicht oder bevorzugt eine Sperrschicht. So ist gemäß einer Ausführungsform zwischen der zumindest einen lichtemittierenden Schicht und einer Elektronentransportschicht, welche den Farbkonverter enthält, zumindest eine Lochsperrschicht angeordnet, welche keinen Farbkonverter enthält.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist zwischen der zumindest einen lichtemittierenden Schicht und einer Lochtransportschicht, welche den Farbkonverter enthält, eine Elektronensperrschicht angeordnet.

Sofern zwischen der lichtemittierenden Schicht und der Schicht, welche den Farbkonverter enthält, weitere Schichten angeordnet sind, sollten diese im vom elektrolumineszierenden Material emittierten Wellenlängenspektrum transparent sein. Es ist also nicht erforderlich, dass der Farbkonverter in einem Bereich der organischen Leuchtdiode konzentriert ist, in welcher Energie durch die Rekombination von Elektronen und Löchern freigesetzt wird. Der Farbkonverter kann daher auch homogen in einer relativ dicken Schicht verteilt sein, wodurch sich die Quantenausbeute des vom Farbkonverter absorbierten bzw. vom elektrolumineszierenden organischen Material emittierten Licht erhöhen lässt.

Bevorzugt wird das elektrolumineszierende organische Material so ausgewählt, dass das emittierte Licht, welches dem ersten Wellenlängenspektrum im Sinne der Erfindung entspricht, im blauen Bereich liegt, insbesondere im einem Wellenlängenbereich von 380 - 490 nm. Blaues Licht bzw. der daran anschließende ultraviolette Bereich besitzt eine relative hohe Energie, sodass durch die Auswahl geeigneter Farbkonverter der gesamte Bereich des sichtbaren Lichts zur Verfügung gestellt werden kann. Außerdem sind inzwischen elektrolumineszierende organische Verbindungen bekannt, die im blauen Bereich des sichtbaren Lichts emittieren und welche einerseits eine hohe Lichtausbeute aufweisen und andererseits eine Lebenszeit, welche für praktische Anwendungen der elektronischen Bauteile geeignet ist, ohne dass dabei eine deutliche Verringerung der Leuchtkraft in Kauf genommen werden muss.

Wie bereits erläutert, kann der Farbkonverter an sich in beliebiger Weise ausgewählt werden, sodass durch die Auswahl des Farbkonverters sowie die Konzentration des Farbkonverters das von dem elektrolumines- zierenden organischen Material emittierte Licht in Licht der gewünschten Farbe und Intensität umgewandelt werden kann. Die Wellenlänge des Lichts, welche vom Farbkonverter emittiert wird, kann daher an sich beliebig gewählt werden und ist letztlich abhängig von der Verbindung oder dem Stoff, der als Farbkonverter eingesetzt wird.

Gemäß einer ersten Ausführungsform emittiert der Farbkonverter Licht im Infrarotbereich, d.h. im Bereich von 780 nm bis 1 mm.

Insbesondere für eine Anwendung in Displays ist gemäß einer Ausführungsform bevorzugt, dass das vom Farbkonverter emittierte zweite

Wellenlängenspektrum bzw. die zweite Wellenlänge im roten Bereich des sichtbaren Lichts, vorzugsweise im Bereich von 780 bis 650 nm gewählt ist.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass das vom Farbkonverter emittierte zweite Wellenlängenspektrum im grünen Bereich des sichtbaren Lichts, bevorzugt im Bereich von 560 bis 490 nm gewählt ist.

Durch eine Kombination der drei Grundfarben Rot, Grün und Blau lassen sich alle Farben des sichtbaren Bereichs darstellen. Die Komponente des blauen Lichts kann direkt durch das vom elektrolumineszierenden organischen Material emittierte blaue Licht gebildet werden. Es ist aber auch möglich, dass ein Farbkonverter vorgesehen ist, welcher Licht im blauen Bereich des sichtbaren Lichts, beispielsweise im Bereich von 490 bis 380 nm emittiert.

An sich kann der Farbkonverter in jeder Schicht enthalten sein, welche in einer üblichen organischen Leuchtdiode zwischen der das elektrolumines- zierende organische Material enthaltenen lichtemittierenden Schicht und einer der Elektroden angeordnet ist. Der Farbkonverter kann in lediglich einer der Schichten enthalten sein. Es ist aber auch möglich, dass mehrere Schichten der organischen Leuchtdiode einen Farbkonverter enthalten. Der in verschiedenen Schichten enthaltene Farbkonverter kann gleich sein. Es ist aber auch möglich, in verschiedenen Schichten der organischen Leuchtdiode unterschiedliche Farbkonverter vorzusehen. Auf diese Weise ist es beispielsweise möglich, eine organische Leuchtdiode zur Verfügung zu stellen, wobei Vorder- und Rückseite der organischen Leuchtdiode Licht unterschiedlicher Farbe emittieren.

Gemäß einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen organischen Leuchtdiode ist vorgesehen, dass die organische Leuchtdiode eine

Lochtransportschicht umfasst, wobei die Lochtransportschicht den

Farbkonverter enthält.

Als Material für die Lochtransportschicht können an sich übliche Materialien verwendet werden.

Als Materialien für die lochtransportierende Schicht geeignet sind

beispielsweise Triazol-Derivate, wie sie in der US 3,112,197 beschrieben sind, Oxazol-Derivate, wie sie aus der US 3,257,203 bekannt sind,

Oxadiazol-Derivate, wie sie beispielsweise in der US 3,189,447 gezeigt sind, Imidazol-Derivate, wie sie in der JP-B-37- 6096 sowie Pyrazolin- und Pyrazolon-Derivate, wie sie in der US 3,180,729 beschrieben sind.

Geeignet sind auch Phenylendiamin-Derivate, beispielsweise aus der US 3,615,404, Arylamin-Derivate aus der US 3,567,450, Amino- substituierte Chalcon-Derivate aus der US 3,526,501 , oder auch

Styrylanthracen-Derivate, wie sie aus der JP-A-56-46234 bekannt sind. Geeignet sind auch polyzyklische aromatische Verbindungen, wie sie in der EP 1 009 041 oder auch Polyarylalkan-Derivate, wie sie beispielsweise in der US 3,615,402 beschrieben sind. Weitere geeignete Materialien sind beispielsweise Fluorenon-Derivate, wie sie aus der JP-A-54-110837, Hydrazon-Derivate, wie sie aus der US 3,717,462, sowie Stilben-Derivate, wie sie aus der JP-A-61-210363 bekannt sind. Weitere geeignete

Verbindungen sind Silazan-Derivate, beispielsweise aus der US 4,950,950, Polysilane, wie aus der JP-A-2-204996, Anilin-Copolymere, wie aus der JP- A-2-282263, Thiophen-Oligomere, Polythiophene, Poly(N-vinylcarbazol) (PVK), Polypyrrole, Polyaniline und weitere Copolymere wie z.B.

PEDOT/PSS. Als lochtransportierende Materialien sind auch Porphyrin- Verbindungen, wie sie beispielsweise in der JP-A-63-2956965 beschrieben werden, aromatische Dimethyliden-Typ-Verbindungen, oder auch Carbazol- Verbindungen, wie z.B. CDBP, CBP, mCP geeignet.

Auch anorganische Verbindungen, wie p-Typ-Si und p-Typ SiC können als lochtransportierende Materialien verwendet werden.

Geeignete Verbindungen sind beispielsweise auch aromatische tertiäre Amine. Unter einem aromatischen tertiären Amin wird eine Verbindung verstanden, welche zumindest ein dreiwertiges Stickstoffatom enthält, das nur an Kohlenstoffatome gebunden ist, wobei zumindest einer der

Kohlenstoffatome Teil eines aromatischen Rings ist. Geeignete aromatische tertiäre Amine können also beispielsweise Arylamine sein, wie Monoarylamine, Diarylamine oder Triarylamine oder auch ein polymeres Arylamin. Die Arylgruppen können auch weiter substituiert sein und beispielsweise Vinylreste als Substituenten aufweisen. Geeignete Triarylamine sind beispielsweise in der US 3,180,730 beschrieben. Andere geeignete Materialien sind beispielsweise aus den US-Patenten 3,567,450 und 3,658,520 bekannt.

Bevorzugt werden in der Lochtransportschicht aromatische tertiäre Amine eingesetzt, welche zumindest zwei Einheiten von aromatischen tertiären Aminen enthalten. Solche Verbindungen sind beispielsweise in den US- Patenten 4,720,432 und 5,061 ,569 beschrieben. Die Lochtransportschicht kann aus nur einer Verbindung aufgebaut sein. Es ist aber auch möglich, die Lochtransportschicht aus einer Mischung verschiedener Verbindungen herzustellen, beispielsweise aus einer Mischung aromatischer tertiärer Amine. Geeignete Verbindungen sind beispielsweise 1 ,1-Bis(4-di-p- tolylaminophenyl)cyclohexan, 1,1-Bis(4-di-p-tolylaminophenyl)-4- phenylcyclohexan, N,N,N-Tri(p-tolyl)amin, N,N,N',N'-Tetra-p-tolyl-4,4'- diaminobiphenyl, N,N,N',N'-Tetra-2-naphthyl-4,4'-diaminobiphenyl oder N- Phenylcarbazol.

Besonders bevorzugt sind folgende Triarylamin-Verbindungen, die auch substituiert sein können: -33-

Lochtransportierende Schichten können intrinsisch (ungedopt) oder gedopt sein. Doping kann die Leitfähigkeit verbessern. Beispiele für intrinsische Materialien sind a-NPB und TPD. Ein Beispiel für eine gedopte Schicht ist m-MTDATA gedopt mit F₄-TCNQ, gemäß US 2003-0230980.

Lochtransportierende Schichten können quervernetzt sein, z.B. N⁴,N⁴'- Di(naphthalin-1 -yl)-N⁴,N '-bis(4-vinylphenyl)biphenyl-4,4'-diamin hat einige niedrige Temperatur für die Quervernetzungsreaktion. Als Dopant können auch Fullerenderivate eingesetzt werden, z.B. {6}-1-(3-(Methoxycarbonyl) propyl)-{5}-1-phenyl-[6,6]-C61 gemäß US 2008/0054783 A1. Weitere Fullerenderivate sind beschrieben in Wang et.al., Applied Physics Lett. 80(20), (2002), 3847-3849.

Die genannten Verbindungen stellen lediglich eine sehr kleine Auswahl möglicher Verbindungen dar. Neben den genannten Verbindungen können jedoch auch alle anderen, dem Fachmann als Lochleiter bekannte

Verbindungen eingesetzt werden.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst die organische Leuchtdiode eine Lochinjektionsschicht wobei die Lochinjektionsschicht den Farbkonverter enthält. Die Lochinjektionsschicht kann ebenfalls aus allen Materialien hergestellt werden, die dem Fachmann für eine Anwendung als Lochinjektionsschicht in organischen Leuchtdioden bekannt sind. So können beispielsweise Triazol-Derivate, beispielsweise aus der

US 3,1 12,197, Oxazol-Derivate, beispielsweise aus der US 3,257,203, Oxadiazol-Derivate wie aus der US 3,189,447, Imidazol-Derivate wie in JP 37-16096, Imidazolone, Imidazolethione, oder auch Tetrahydroimidazole verwendet werden. Für die Lochinjektionsschicht sind weiter auch Polyarylalkan-Derivate, wie aus der US 3,615,402, Pyrazolin- und

Pyrazolon-Derivate, wie in der US 3,180,729 und der US 4,278,746 beschrieben, Phenylendiamin-Derivate, wie aus der US 3,615,404,

Arylamin-Derivate, wie aus der US 3,567,450, Amino-substituierte Chalcon- Derivate, wie aus der US 3,526,501 , oder auch Styrylanthracen-Derivate geeignet, wie sie in der JP 54 110837 beschrieben sind. Geeignet sind beispielsweise auch Hydrazon-Derivate, wie zum Beispiel in der

US 3,717,462 beschrieben, Acylhydrazone, Stilben-Derivate, Silazan- Derivate, wie in der US 4,950,950 beschrieben, oder auch Polysilan- Verbindungen, PVK und andere elektrisch leitende Macromoleküle.

Geeignet sind auch Anilin-basierte Copolymere, beispielsweise aus der JP 2-282263, Elektrisch leitende, makromolekulare Thiophen-Oligomere, wie aus der JP 1-211399, PEDOT:PSS (spin-coated polymer), Plasmaabgeschiedene Fluorkohlenstoff-Polymere, wie sie in der US 6,127,004, US 6,208,075 und der US 6,208,077 beschrieben sind, Porphyrin- Verbindungen, wie beispielsweise aus der US 4,720,432 bekannt, aromatische tertiäre Amine und Styrylamine, Triphenylamine vom Benzidin- Typ, Triphenylamine vom Styrylamin-Typ, Triphenylamine vom Diamin-Typ. Auch Arylamin-Dendrimere können verwendet werden, ebenso Phthalocyanin-Derivate, Naphthalocyanin-Derivate, oder Butadien-Derivate. Auch Chinolinderivate wie z.B. Dipyrazino[2,3-f:2',3'-h]quinoxalinhexacarbonitril sind geeignet.

Auch anorganische Verbindungen wie p-Typ Si und p-Typ SiC können verwendet werden, ebenso anorganische Oxide wie z.B. Vanadiumoxid (VO_x), Molybdänoxid (MoO_x) oder Nickeloxid (NiO_x).

Besonders bevorzugt sind tertiäre aromatische Amine, wie sie

beispielsweise in der US 2008/0102311 A1 beschrieben werden, z.B. NPD aus der US 5,061 ,569, T D 232 und MTDATA aus der JP 4-308688.

Weiter sind Phthalocyanin-Derivate bevorzugt, wie z.B. H₂Pc, CuPc, CoPc, NiPc, ZnPc, PdPc, FePc, MnPc, ClAIPc, CIGaPc, CllnPc, CISnPc, CI₂SiPc, (HO)AIPc, (HO)GaPc, VOPc, TiOPc, MoOPc, GaPc-O-GaPc.

Sofern der Farbkonverter in der Lochtransportschicht oder der

Lochinjektionsschicht enthalten ist, so wird dessen Konzentration bevorzugt im Bereich von 1 bis 30 Gew.-%, vorzugsweise 3 bis 20 Gew.-% und insbesondere bevorzugt3 bis 10 Gew.-% gewählt, bezogen auf das

Gewicht der entsprechenden Schicht.

Wie bereits erläutert, ist gemäß einer Ausführungsform zwischen

Lochtransportschicht und lichtemittierender Schicht eine Sperrschicht vorgesehen, die vorzugsweise keinen Farbkonverter enthält. Die

Sperrschicht kann als Elektronenblockierschicht oder als Excitonen- blockierschicht ausgebildet sein. Als Materialien für eine elektronenblockierende Schicht können beispielsweise Übergangsmetallkomplexe verwendet werden, z.B. Irppz, welcher in der US 2003/0175553

beschrieben ist. Als Materialien für Excitonenblockierschichten können substituierte Triarylamine, wie z.B. MTDATA oder TDATA verwendet werden. Substituierte Triarylamine sind z.B. in US 2007-0134514 A1 beschrieben.

Auch N-substituierte Carbazolverbindungen wie z.B. TCTA oder

Heterozyklen wie z.B. BCP sind geeignet.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst die organische

Leuchtdiode eine Elektronentransportschicht, wobei die

Elektronentransportschicht den Farbkonverter enthält.

Die Elektronentransportschicht kann aus einem intrinsischen Material bestehen oder ein Dopant enthalten, durch welche die Leitfähigkeit der Schicht hergestellt wird. Als Materialien für die Elektronentransportschicht können an sich alle Materialien verwendet werden, die dem Fachmann als Elektronenleiter bekannt sind. Geeignete Verbindungen sind beispielsweise Metallkomplexe von Chinolinoxiden wie sie beispielsweise in der

US 4,885,211 beschrieben werden. Beispielhafte Verbindungen sind Aluminium-tris(8-hydroxychinolin), Magnesium-bis(8-hydroxychinolin), Galliumoxinat oder Indiumtrisoxinat. Geeignet sind auch Butadienderivate, wie sie beispielsweise in der US 4,356,429 beschrieben werden, oder auch Benzazole, Triazine, Anthracene, Tetracene, Fluorene, Spirofluorene, Dendrimere Tetracene, z.B. Rubren-Derivate, und 1 ,10-Phenanthrolin- Derivate. Derartige Verbindungen sind beispielsweise in JP 2003-115387, JP 2004-311184, JP 2001-267080 und WO 2002/043449 beschrieben. Geeignet sind auch Silacy-Cyclopentadien-Derivate, wie in EP 1 480 280, EP 1 478 032 und EP 1 469 533 beschrieben, Pyridin-Derivate, wie beispielsweise aus JP 2004-200162 bekannt, Phenanthroline, z.B. BCP und Bphen. Auch mehrere über Biphenyl oder andere aromatische

Gruppen verbundene Phenanthroline, wie in der US 2007/0252517 A1 beschrieben, oder mit Anthracen verbundene Phenenthroline, wie aus der US 2007-0 22656 A1 bekannt, können als Materialien für die

Elektronentransportschicht eingesetzt werden.

Bevorzugt sind 2,9,10-substituierte Anthracene (mit 1- oder 2-Naphthyl und 4- oder 3-Biphenyl) oder Moleküle, die zwei Anthraceneinheiten enthalten. Solche Verbindungen sind beispielsweise in der US 2008/0193796 A1 beschrieben.

Bevorzugt sind ebenfalls Anthracen-Benzimidazol-Derivate wie z.B.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst die organische

Leuchtdiode eine Elektroneninjektionsschicht, wobei der Farbkonverter in der Elektroneninjektionsschicht angeordnet ist. Für die

Elektroneninjektionsschicht können ebenfalls übliche, dem Fachmann bekannte Materialien verwendet werden. Diese Materialien weisen eine hohe Dielektrizitätskonstante auf. Hierfür kommen beispielsweise

Alkalimetall- oder Erdalkalimetallfluoride, aber auch die entsprechenden Oxide in Frage, zum Beispiel LiF, Li₂O, CaF₂, MgO, NaF, etc. Ebenfalls eingesetzt werden können Alkalimetallkomplexe, Erdalkalimetallkomplexe, Seltenerdmetalle (Sc, Y, Ce, Th, Yb), Seltenerdmetallkomplexe,

Seltenerdmetallverbindungen (bevorzugt YbF₃, ScF₃, TbF₃) oder ähnliches.

Ebenfalls geeignet sind heterozyklische organische Verbindungen wie z.B. 1 , 0-Phenanthrolinderivate, Benzimidazole, Thiopyrandioxide, Oxazoie, Triazole, Imidazole oder Oxadiazole verwendet werden. Beispiele für die Verwendung von Fünfringen mit N wie z.B. Oxazoie, Thiazole, Oxadiazole, Thiadiazole, Triazole u.a. siehe US 2008/0102311 A1. Bevorzugte

Verbindungen sind folgende:

Auch organische Verbindungen wie Fluorenone, Fluorenylidenmethan, Perylentetrakohlensäure, Anthrachinondimethane, Diphenochinone, Anthrone und Anthrachinone-diethylendiamine können eingesetzt werden, z.B.

Die Schichtdicke einer solchen Schicht beträgt vorzugsweise zwischen 1 und 10 nm.

Bevorzugte Materialien für die Anode sind Metalloxide wie z.B. Indium- Zinn-Oxid (ITO), Indium-Zink-Oxid (IZO), Zinnoxid (SnO,„NESA"), ZnO, InO, Aluminium-Zink-Oxid (AlZnO) oder andere Metalloxide wie z.B. Al- oder ln-gedoptes Zinkoxid, Magnesium-Indium-Oxid oder Nickel-Wolfram- Oxid. Auch Metallnitride wie z.B. Galliumnitrid und Metallselenide wie z.B. Zinkselenid und Metallsulfide wie z.B. Zinksulfid können verwendet werden. Ebenfalls geeigent sind elektrisch leitende Polymere wie z.B. Polythiophen oder Polypyrrol.

Wenn die Anode nicht durchsichtig sein muss, können Leitermaterialien wie z.B. Au, Ir, Mo, Pd, Pt, Cu, Ag, Sn, C, AI, V, Fe, Co, Ni, W, auch als

Gemisch von zwei oder mehr Elementen oder Verbindungen verwendet werden, z.B. In-Cu. Die Kathode kann transparent, opak oder reflektiv sein. Meistens werden Metalle, Legierungen oder elektrisch leitende Verbindungen mit einer Work Function von weniger als 4.0 eV eingesetzt, wie z.B. Ba, Ca, Sr, Yb, Ga, Cd, Si, Ta, Sb, Zn, Mg, AI, In, Li, Na, Cs, Ag, aber auch Mischungen von zwei oder mehr Elementen, z.B. Legierungen aus Mg/AI oder Al/Li oder Al/Sc/Li oder Mg/Ag oder Metalloxide wie z.B. ITO oder IZO.

Eine Mg:AI-Kathode mit darüber liegender ITO-Schicht wird in US 5703436, US 5707745, US 6548956 B2, US 6576134 B2 beschrieben. Eine Mg:Ag- Legierung beschreibt US 4885221.

Auch andere Materialien als die hier aufgeführten können verwendet werden. Geeignete Materialien sind dem Fachmann bekannt.

Gemäß einer Ausführungsform ist zumindest eine der der Elektroden reflektierend ausgestaltet. Licht, welches von der lichtemittierenden Schicht in Richtung der reflektierenden Elektrode emittiert wird, wird dann reflektiert und durchläuft dann die opto-elektronische Vorrichtung erneut um sie dann auf der gegenüberliegenden Seite zu verlassen. Das reflektierte Licht kann direkt dem von der lichtemittierenden Schicht emittierten Licht entsprechen. Es ist aber auch möglich, dass das reflektierte Licht zumindest teilweise dem Licht entspricht, welches vom Farbkonverter emittiert wird.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die opto-elektronische Vorrichtung, insbesondere die OLED auf der Kathodenseite verspiegelt, d.h. das von der elektrolumineszierenden Schicht emittierte Licht wird auf der Kathodenseite reflektiert und verlässt die opto-elektronische

Vorrichtung, insbesondere OLED, auf der Anodenseite.

Besonders bevorzugt ist diese Ausführungsform, wenn die optoelektronische Vorrichtung als OLED ausgebildet ist. Der Farbkonverter ist dann bevorzugt in der Elektronentransportschicht oder der

Elektroneninjektionsschicht oder in beiden dieser Schichten angeordnet. Das von der lichtemittierenden Schicht emittierte Licht durchläuft dann in Richtung auf die Kathode die Elektronentransportschicht bzw., sofern vorgesehen, die Elektroneninjektionsschicht. In zumindest einer dieser Schichten ist ein Farbkonverter vorgesehen. Das von der lichtemittierenden Schicht emittierte Licht der ersten Wellenlänge bzw. aus dem ersten Wellenlängenbereich führt zur Emission von Licht einer zweiten

Wellenlänge bzw. in einem zweiten Wellenlängenbereich. Dieses vom Farbkonverter emittierte Licht wird von der Kathode reflektiert und verlässt die OLED daher auf der Seite der Anode. Dadurch mischt sich das Licht, welches von der lichtemittierenden Schicht direkt auf der Seite der Anode emittiert wird mit dem von der Kathode reflektierten Licht. Wird das Licht, welches von der lichtemittierenden Schicht emittiert wird, beispielsweise im blauen Bereich gewählt und das Licht, welches vom Farbkonverter emittiert und von der Kathode reflektiert wird, im orangen Bereich gewählt, können sich die beiden Farben zu weißem Licht addieren. Durch die Wahl des elektrolumineszierenden organischen Materials sowie des Farbkonverters kann an sich eine beliebige Farbe erzeugt werden, die von der OLED auf der Anodenseite emittiert wird.

Wie bereits erläutert, kann die erfindungsgemäße organische Leuchtdiode beispielsweise als Leuchtelement für die Raumbeleuchtung verwendet werden. Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist auch eine Verwendung als Anzeigeelement möglich, wobei beispielsweise ein Schriftzug oder ein Symbol auf einem andersfarbigen Grund dargestellt wird. Solche Anzeigen können beispielsweise Fluchtwege oder Ausgänge markieren. Eine solche Ausführungsform der erfindungsgemäßen organischen Leuchtdiode zeichnet sich dadurch aus, dass die Leuchtdiode in zumindest zwei Flächenabschnitte aufgeteilt ist, wobei zumindest zwei Flächenabschnitte Licht mit unterschiedlichem Wellenlängenspektrum emittieren. Dabei ist denkbar, dass beispielsweise der Hintergrund durch das von der lichtemittierenden Schicht, welche das elektrolumineszierende organische Material enthält, emittierte Licht gebildet wird, während die Schrift oder das auf dem Hintergrund angeordnete Symbol durch das vom Farbkonverter emittierte Licht dargestellt wird. Es ist aber auch der umgekehrte Fall denkbar, das heißt der Hintergrund wird vom Licht gebildet, welches von dem Farbkonverter emittiert wird, während das auf dem Hintergrund angeordnete Symbol bzw. die Schrift durch das Licht dargestellt wird, welches von dem in der lichtemittierenden Schicht angeordneten elektrolumineszierenden organischen Material emittiert wird. Schließlich ist auch denkbar, dass sowohl der Hintergrund als auch das auf dem Hintergrund angeordnete Symbol bzw. die Schrift von Licht erzeugt wird, welches von einem Farbkonverter erzeugt wird, wobei jedoch für Hintergrund und das auf dem Hintergrund dargestellte Symbol bzw. die Schrift unterschiedliche Farbkonverter gewählt werden, die Licht unterschiedlicher Wellenlänge emittieren, sodass ein Kontrast zwischen Hintergrund und einem auf dem Hintergrund angeordneten Symbol bzw. einer Schrift erzeugt wird. Die lichtemittierende Schicht kann dabei in verschiedene Abschnitte unterteilt sein, sodass beispielsweise ein erster Abschnitt Licht emittiert, welches für die Darstellung des Hintergrunds genutzt wird, während ein zweiter

Abschnitt Licht emittiert, das für die Darstellung des Symbols oder der Schrift genutzt wird. Auf diese Weise lässt sich beispielsweise die Helligkeit der Abschnitte mit Hilfe der angelegten Spannung individuell regeln.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist zumindest eine

Teilmenge der zumindest zwei Flächenabschnitte eine gemeinsame lichtemittierende Schicht auf. Die lichtemittierende Schicht, welche das elektrolumineszierende organische Material enthält, lässt sich dann in einem einzelnen Arbeitsschritt herstellen, wobei keine Strukturierung der lichtemittierenden Schicht erforderlich ist. Diese durchgehende lichtemittierende Schicht emittiert dann über ihre gesamte Fläche hinweg Licht einer weitgehend homogenen Lichtstärke, wobei die Lichtstärke über die Lebenszeit der organischen Leuchtdiode hinweg über die gesamte Fläche weitgehend homogen abnimmt. Auf die durchgehende gemeinsame lichtemittierende Schicht wird dann, direkt oder indirekt, abschnittsweise eine Schicht aufgebracht, welche den Farbkonverter enthält, wobei für verschiedene Flächenabschnitte der Farbkonverter unterschiedlich gewählt sein kann.

Die erfindungsgemäße organische Leuchtdiode kann auch in der Weise ausgestaltet sein, dass sie sich beispielsweise in Displays verwenden lässt. Dazu wird die organische Leuchtdiode so ausgestaltet, dass sie sich individuell ansteuern lässt und beispielsweise an- bzw. ausgeschaltet werden kann. Dazu kann gemäß einer Ausführungsform vorgesehen sein, dass die Leuchtdiode eine aktive Matrix als Substrat umfasst. Ein

derartiges Substrat kann in üblicher, dem Fachmann bekannter Weise hergestellt werden, indem beispielsweise auf einem Siliziumwafer entsprechende Transistoren und Leitungsbahnen aufgebaut werden.

Ebenso ist es möglich, dass derartige Schaltelemente, beispielsweise in Form von Dünnfilmtransistoren auf einer Glasscheibe oder einer

Kunststofffolie aufgebracht werden. Insbesondere mit der zuletzt genannten Ausführungsform lassen sich auf diese Weise relativ kostengünstig

Displays herstellen, welche bei Verwendung einer Kunststofffolie

beispielsweise auch flexibel ausgestaltet werden können.

Gegenstand der Erfindung ist ferner ein Verfahren zur Herstellung der oben beschriebenen opto-elektronische Vorrichtung, wobei diese vorzugsweise als OLED ausgebildet ist. Dabei kann an sich in der gleichen Weise vorgegangen werden, wie es bei der Herstellung derartiger opto-elektro- nischer Vorrichtungen, insbesondere von organischen Leuchtdioden üblich ist, wobei jedoch zumindest einer der Schichten, die neben der lichtemittierenden Schicht, welche ein elektrolumineszierendes organisches Material enthält, vorhandenen Schichten ein Farbkonverter beigegeben wird. Die Konzentration des Farbkonverters wird dabei entsprechend dem gewünschten Ergebnis gewählt. Die Konzentration des Farbkonverters kann so hoch gewählt werden, dass das Licht, welches von der lichtemittierenden Schicht emittiert wird, vollständig absorbiert wird, sodass im Wesentlichen nur noch Licht nach außen sichtbar wird, welches vom Farbkonverter emittiert wird. Es ist aber auch möglich, die Konzentration so zu wählen, dass nur ein Teil des von der lichtemittierenden Schicht emittierten Lichts vom Farbkonverter absorbiert wird, sodass Mischfarben zwischen dem Licht, welches von der lichtemittierenden Schicht emittiert wird, und Licht, das vom Farbkonverter emittiert wird, erzeugt wird.

Bei der Herstellung der opto-elektronischen Vorrichtung kann in üblicher Weise vorgegangen werden. Beispielsweise kann zunächst ein Substrat bereitgestellt werden, das gegebenenfalls mit Zu- bzw. Ableitungen und Schaltelementen für die Ansteuerung einzelner Pixel versehen sein kann. Wie bereits oben beschrieben, kann ein solches Substrat beispielsweise ein Halbleitermaterial sein, beispielsweise ein Siliziumwafer. Es kann aber auch ein elektronisch inertes Material sein, beispielsweise ein keramisches Material, ein Glas oder eine Kunststofffolie, wobei auf diesen Substraten Zu- bzw. Ableitungen für die Stromversorgung der Elektroden angeordnet sind. Je nachdem, in welcher Anwendung die erfindungsgemäße

organische Leuchtdiode eingesetzt werden soll, kann das Substrat lichtundurchlässig oder transparent sein. Auf dem Substrat werden dann Leiterbahnen und gegebenenfalls Schaltelemente zur Ansteuerung der organischen Leuchtdiode angeordnet. Dazu können übliche Techniken verwendet werden, wie sie aus der Herstellung mikroelektronischer

Bauelemente bekannt sind. Die Elektrode der Leuchtdiode kann

gegebenenfalls gleichzeitig mit der Bereitstellung von Zu- und Ableitungen auf dem Substrat aufgebracht werden. Dazu können beispielsweise entsprechende Abschnitte durch Schattenmasken definiert werden, wobei anschließend beispielsweise ein Metall aufgedampft wird, sodass die Gestalt und der Umfang der Elektroden durch die Schattenmaske bestimmt wird. Ebenso ist es möglich, zunächst eine Metallschicht aufzubringen, welche dann mit einer photosensitiven Schicht bedeckt wird, die nach einer abschnittsweisen Belichtung entwickelt wird. Die nach der Entwicklung freigelegten Abschnitte der Metallschicht können dann geätzt werden, beispielsweise mit einem Plasma. Es ist aber auch möglich, beispielsweise die Elektroden aufzudrucken. Anschließend werden die einzelnen

Schichten der organischen Leuchtdiode in üblicher Weise aufgebracht, wobei hierzu übliche Techniken verwendet werden, wie sie dem Fachmann aus der Herstellung derartiger elektronischer Bauelemente bekannt sind. Die einzelnen Schichten können aufgedampft und ggf. strukturiert werden, oder auch durch Drucktechniken definiert werden. Hier sind an sich keine besonderen Beschränkungen der bekannten Herstellverfahren erforderlich. Gegebenenfalls können zwischen den einzelnen Schritten der Herstellung auch übliche Reinigungsschritte oder Planarisierungsschritte durchgeführt werden.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform werden zumindest einzelne Schichten der Leuchtdiode mit einem lösungsmittelbasierten Verfahren hergestellt, wobei gemäß einer weiteren Ausführungsform Wasser als Lösungsmittel verwendet wird. Die Komponenten der betreffenden Schicht werden in einem geeigneten Lösungsmittel gelöst oder dispergiert, beispielsweise Wasser, Alkohol oder einem anderen organischen

Lösungsmittel, und dann auf das Substrat aufgeschleudert. Dazu wird das Substrat und eine vertikale Achse in Rotation versetzt und die Lösung der betreffenden Komponenten der Schicht auf das rotierende Substrat gegeben. Überschüssige Lösung wird durch die Zentrifugalkraft von der Oberfläche des Substrats geschleudert, sodass ein dünner Film mit einer definierten Schichtdicke erhalten wird. Das Lösungsmittel kann entfernt werden, sodass sich die betreffende Schicht verfestigt. Gemäß einer Ausführungsform kann die Schicht auch, beispielsweise durch eine

Polymerisationsreaktion, vernetzt und damit verfestigt werden.

Bevorzugte Verfahren zur Herstellung einer opto-elektronischen

Vorrichtung sind Druckverfahren. Insbesondere bevorzugt sind

Druckverfahren ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Spin-Coating, Ink Jet Printing, Screen Printing, Flexo Printing, Gravur Printing und Doctor Blade Printing. Ganz besonders bevorzugt ist das Ink Jet Printing.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Efindung weitere bevorzugte Drucktechniken zur Herstellung der opto-elektronischen

Vorrichtung sind das Dip Coating, Letter-Press Printing, Roller Printing, Reverse-Roller Printing, Offset Lithography Printing, Web Printing, Spray Coating, Brush Coating oder Päd Printing und Slot-Die Coating.

Gemäß einer Ausführungsform werden aufeinander folgende Schichten unter Verwendung verschiedener Lösungsmittel hergestellt. Dies ermöglicht eine sehr scharfe Trennung zwischen den Schichten, was wiederum dazu beiträgt, beispielsweise über die Fläche einer OLED eine gleichmäßige Leuchtkraft zu erzeugen.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird die Lochtransportschicht aus PEDOT oder PANI, die mit einer Säure, wie zum Beispiel PSSH, dotiert sind hergestellt, wobei gemäß einer Ausführungsform ein wässriges

Verfahren verwendet wird, um die Schicht auf dem Substrat aufzubringen.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung betrifft die Verwendung der erfindungsgemäßen opto-elektronischen Vorrichtungen, insbesondere wenn diese als OLED ausgeführt sind, in Beleuchtungsvorrichtungen oder in Displays. Der Begriff "Beleuchtungsvorrichtungen" umfasst dabei beispielsweise allgemeine Beleuchtung sowie auch Hintergrund- beleuchtung beispielsweise von LCDs. Bei einer Verwendung in Displays ist bevorzugt, dass die Leuchtdioden in den Grundfarben, Rot, Grün und Blau vorgesehen werden.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher beschrieben, ohne dadurch jedoch beschränkt zu werden.

Die einzelnen Figuren zeigen dabei:

Fig. 1 : den Aufbau einer SMOLED nach dem Stand der Technik;

Fig. 2: den Aufbau einer ersten Ausführungsform einer

erfindungsgemäßen OLED;

Fig. 3: den Aufbau einer zweiten Ausführungsform einer

erfindungsgemäßen SMOLED;

Fig. 4: den Aufbau einer PLED nach dem Stand der Technik;

Fig. 5: den Aufbau einer dritten Ausführungsform einer

erfindungsgemäßen PLED;

Fig. 6: den Aufbau einer vierten Ausführungsform einer

erfindungsgemäßen PLED;

Fig. 7: den Aufbau einer fünften Ausführungsform einer

erfindungsgemäßen SMOLED;

Fig. 8: den Aufbau einer sechsten Ausführungsform einer

erfindungsgemäßen SMOLED;

Fig. 9: den Aufbau einer siebten Ausführungsform einer

erfindungsgemäßen OLED; Fig. 10: ein Diagramm, in welchem die Elektrolumineszenz der OLED1 mit der Absorption von DCM verglichen wird;

Fig. 11 : ein Diagramm, in welchem die Elektrolumineszenz der OLED1 und der OLED2 verglichen wird;

Fig. 12: ein Diagramm, in welchem die Elektrolumineszenz der OLED1 mit der Absorption von DOCI dispergiert in PEDOT verglichen wird;

Fig. 13: ein Diagramm, in welchem die Elektrolumineszenz der OLED1 und der OLED3 verglichen wird.

Fig. 14: Aufbau einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen

OLEFT, wobei eine Schicht, die zumindest einen Farbkonverter enthält, sich zwischen den Drain und Source Elektroden befindet.

Fig. 15: Aufbau einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen

OLEFT, wobei der Farbkonverter direkt in die Emissionsschicht (EML) dotiert ist.

Figur 1 zeigt einen Schnitt durch einen Aufbau einer OLED, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt ist. Auf einer Kathode 10 ist zunächst eine Elektronentransportschicht (ETL) 11 angeordnet, an welche sich eine lichtemittierende Schicht (EML) 12 anschließt. Auf der gegenüberliegenden Seite der lichtemittierenden Schicht ist eine Lochtransportschicht (HTL) 13 und daran anschließend eine Lochinjektionsschicht (HIL) 14 angeordnet. An die Lochinjektionsschicht 14 schließt sich eine Anode 15 an.

Figur 2 zeigt einen Schnitt durch den Stapel einer erfindungsgemäßen SMOLED (Small Molecule Organic Light-Emitting Device). Bei dieser Ausführungsform schließt sich an die Kathode 10 eine elektronenleitende Schicht 1 an, wobei diese aus einer Mischung eines

elektronentransportierenden Materials sowie eines Farbkonverters aufgebaut ist. An diese Schicht 1 schließt sich eine lichtemittierende Schicht (EML) 12, eine lochtransportierende Schicht (HTL) 13, eine

Lochinjektionsschicht 14 sowie eine Anode an. Das von der

lichtemittierenden Schicht (EML) 12 emittierte Licht wird zumindest teilweise von dem in Schicht 1 enthaltenen Farbkonverter in Licht umgewandelt, das eine größere Wellenlänge aufweist als das von der lichtemittierenden Schicht (EML) 12 emittierte Licht. Bevorzugt wirkt die elektronentransportierende Schicht (ETM) 1 gegenüber der

lichtemittierenden Schicht (EML) 12 als lochblockierende Schicht und insbesondere bevorzugt sowohl als lochblockierende Schicht als auch als excitonenblockierende Schicht.

Bei dieser Vorrichtung ist die Kathode 10 bevorzugt reflektierend

ausgebildet. Licht, welches von der lichtemittierenden Schicht 12 emittiert wird, verlässt zu einem Anteil die Vorrichtung durch die transparente Anode 15. Ein anderer Anteil durchläuft die Schicht 1 und regt den in der Schicht 1 enthaltenen Farbkonverter an, der daraufhin Licht einer größeren

Wellenlänge emittiert. Ein Teil des vom Farbkonverter emittierten Lichts verlässt die Vorrichtung in Richtung der transparenten Anode 15. Ein anderer Teil wird von der reflektierenden Kathode 10 reflektiert, sodass es die OLED ebenfalls durch die transparente Anode 15 verlässt. Licht, welches von der elektrolumineszierenden Schicht 12 emittiert, aber vom Farbkonverter nicht absorbiert worden ist, wird von der Kathode 10 reflektiert und durch läuft die Schicht 1 erneut, wo es erneut den

Farbkonverter anregen und die Emission von Licht mit größerer

Wellenlänge induzieren kann, wodurch sich die Quantenausbeute des Farbkonverters erhöht. Die SMOLED emittiert bei dieser Ausführungsform ein Mischlicht, das sich aus dem Licht zusammensetzt, welches direkt von der elektrolumineszierenden Schicht 12, sowie aus dem Licht, welches vom Farbkonverter emittiert wird.

In Figur 3 ist der Aufbau einer weiteren bevorzugten Ausführungsform einer erfmdungsgemäßen SMOLED dargestellt. Hierbei ist der Farbkonverter in einer Schicht 2 angeordnet, die sich direkt an die transparente Anode 15 anschließt. Bei dieser Ausführungsform schließt sich also an die

reflektierende Kathode 10 eine elektronentransportierende Schicht (ETL) 11 , eine lichtemittierende Schicht (EML) 12, und eine lochtransportierende Schicht (HTL) 13 an. Zwischen HTL 13 und Anode 15 ist eine Schicht 2 angeordnet, die ein lochinjizierendes Material sowie einen Farbkonverter umfasst. Der Farbkonverter absorbiert das von der lichtemittierenden Schicht (EML) 12 emittierte Licht zumindest teilweise und emittiert Licht einer größeren Wellenlänge. Licht aus der elektrolumineszierenden Schicht 12, welches in Richtung der reflektierenden Kathode 10 emittiert wird, wird von der Kathode 0 reflektiert und durchläuft dann die Schicht 2, welche den Farbkonverter enthält. Bei einer entsprechenden Wahl des

Farbkonverters kann bei dieser Ausführungsform die SMOLED so gestaltet werden, dass sie im Wesentlichen nur Licht abstrahlt, welches vom

Farbkonverter emittiert wird. Vorzugsweise wirkt das lochtransportierende Material der lochtransportierenden Schicht HTL 13 auch als

elektronenblockierendes und weiter bevorzugt auch als

excitonenblockierendes Material gegenüber der lichtemittierenden Schicht (EML) 12.

In Figur 4 ist der Aufbau einer PLED (Polymer Organic Light-Emitting Device) gezeigt, wie er im Stand der Technik verwirklicht ist. An die

Kathode 10 schließt sich eine lichtemittierende Schicht (LEP) 16 an, die ein lichtemittierendes Polymer enthält. Auf der der Kathode 10

gegenüberliegenden Seite schließt sich an die lichtemittierende Schicht 16 eine Zwischenschicht 17 an, auf weiche wiederum eine lochinjizierende Schicht (HIL) 14 folgt. An die lochinjizierende Schicht (HIL) 14 schließt sich die Anode 15 an.

Figur 5 zeigt den Aufbau einer erfindungsgemäßen PLED. An die Kathode 10 schließt sich eine Schicht 3 an, welche sowohl ein

elektronentransportierendes Material als auch einen Farbkonverter enthält. An diese Schicht 3 schließt sich eine lichtemittierende Schicht (LEP) 16 an, welche ein lichtemittierendes Polymer enthält. Analog zu Figur 4 folgt eine Zwischenschicht 17, eine lochinjizierende Schicht (HIL) 14 sowie eine transparente Anode 15. Durch den Farbkonverter wird das von der lichtemittierenden Schicht (LEP) 16 emittierte Licht zumindest teilweise in Licht mit einer längeren Wellenlänge umgewandelt. Vorzugweise wirkt die elektronentransportierende Schicht gegenüber der lichtemittierenden Schicht (LEP) 16 als lochblockierende Schicht und weiter bevorzugt auch als excitonenblockierende Schicht.

Figur 6 zeigt eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen PLED. Auf der Kathode 10 ist eine lichtemittierende Schicht LEP 16

angeordnet, die ein lichtemittierendes Polymer enthält. Daran schließt sich zunächst eine Zwischenschicht 17 und dann eine Schicht 4 an, die ein lochinjizierendes Material sowie eine Farbkonverter enthält. Der

Farbkonverter wandelt das von der lichtemittierenden Schicht (LEP) 16 emittierte Licht zumindest teilweise in Licht mit einer längeren Wellenlänge um. Die Zwischenschicht 17 wirkt vorzugsweise gegenüber der

lichtemittierenden Schicht als elektronenblockierende Schicht und weiter bevorzugt auch als excitonenblockierende Schicht.

Figur 7 zeigt den Aufbau einer weiteren Ausführungsform der

erfindungsgemäßen SMOLED. An eine Kathode 10 schließt sich zunächst eine elektronentransportierende Schicht (ETL) 11 und dann eine Schicht 5 an. Schicht 5 enthält eine Mischung aus einem elektronentransportierenden Material sowie einem Farbkonverter. An die Schicht 5 schließt sich eine lichtemittierende Schicht (EML) 12, eine lochtransportierende Schicht (HTL) 13, eine lochinjizierende Schicht (HIL) 14 sowie eine Anode 15 an. Das in Schicht 5 enthaltene elektronentransportierende Material wirkt bevorzugt gegenüber der lichtemittierenden Schicht als lochblockierende Schicht und weiter bevorzugt auch als excitonenblockierende Schicht.

Figur 8 zeigt einen Schnitt durch eine weitere bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen SMOLED. An eine Kathode 10 schließ sich zunächst eine elektronentransportierende Schicht (ETL) 11 an, gefolgt von einer lichtemittierenden Schicht (EML) 12 und einer lochtransportierenden Schicht (HTL) 13. An die lochtransportierende Schicht (HTL) 13 schließt sich eine Schicht 6 an, welche eine Mischung aus einem Farbkonverter und einem lochinjizierenden Material oder einem lochtransportierenden Material oder eine Mischung aus allen drei dieser Komponenten enthält. Bevorzugt wirkt die lochtransportierende Schicht (HTL) 13 gegenüber der

lichtemittierenden Schicht (EML) 12 auch als elektronenblockierende Schicht und weiter bevorzugt auch als excitonenblockierende Schicht. Figur 9 zeigt einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung, die sich beispielsweise dazu eignet, weißes Licht zu emittieren. An die Kathode 10 schließt sich zunächst eine gemeinsame elektronentransportierende Schicht (ETL) 11 und eine gemeinsame lichtemittierende Schicht (EML) 12 an, die beispielsweise blaues Licht emittiert. An die lichtemittierende Schicht (EML) 12 schließt sich eine gemeinsame lochtransportierende Schicht (HTL) 13 an. Auf der gemeinsamen lochtransportierenden Schicht (HTL) 13 ist ein Abschnitt 7 angeordnet, welcher ein lochinjizierendes Material enthält. Durch diesen tritt das von der lichtemittierenden Schicht (EML) 12 emittierte blaue Licht unverändert auf der Seite der Anode 15 aus. Im Abschnitt 8 ist das lochinjizierende Material mit einem ersten Farbkonverter vermischt, welcher das blaue Licht aus der lichtemittierenden Schicht 12 absorbiert und grünes Licht emittiert. Im Abschnitt 9 ist eine Schicht angeordnet, welche neben dem lochinjizierenden Material noch einen zweiten Farbkonverter enthält. Der zweite Farbkonverter absorbiert das von der lichtemittierenden Schicht 12 emittierte blaue Licht und emittiert rotes Licht. Die Abstimmung der von der OLED in der Summe emittierten Farbe kann durch Anpassung der Flächen der Abschnitte 7, 8 und 9 erfolgen.

Figur 14 zeigt einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung, die einen OLEFT darstellt, wobei dieser einen Abfluss (Drain) 18, eine Quelle (Source) 19, ein Gatter (Gate) 20, eine Schicht enthaltend den

Farbkonverter 21, eine lichtemittierende Schicht (EML) 22 und ein Substrat 23 enthält.

Figur 15 zeigt, in Analogie zu Figur 14, einen Schnitt durch eine

erfindungsgemäße Vorrichtung, die einen OLEFT darstellt. Im Unterschied zu dem in Figur 14 schematisch dargestellten OLEFT ist hier der

Farbkonverter direkt in die lichtemittierende Schicht 24 dotiert.

Es sei darauf hingewiesen, dass Variationen der in der vorliegenden Erfindung beschriebenen Ausführungsformen unter den Umfang dieser Erfindung fallen. Jedes in der vorliegenden Erfindung offenbarte Merkmal kann, sofern dies nicht explizit ausgeschlossen wird, durch alternative Merkmale, die demselben, einem äquivalenten oder einem ähnlichen Zweck dienen, ausgetauscht werden. Somit ist jedes in der voeliegenden Erfindung offenbartes Merkmal, sofern nichts anderes gesagt wurde, als Beispiel einer generischen Reihe oder als äquivalentes oder ähnliches Merkmal zu betrachten.

Alle Merkmale der vorliegenden Erfindung können in jeder Art miteinander kombiniert werden, es sei denn dass sich bestimmte Merkmale und/oder Schritte sich gegenseitig ausschließen. Dies gilt insbesondere für bevorzugte Merkmale der vorliegenden Erfindung. Gleichermaßen können Merkmale nicht wesentlicher Kombinationen separat verwendet werden (und nicht in Kombination).

Es sei ferner darauf hingewiesen, dass viele der Merkmale, und

insbesondere die der bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung selbst erfinderisch und nicht lediglich als Teil der

Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zu betrachten sind. Für diese Merkmale kann ein unabhängiger Schutz zusätzlich oder alternativ zu jeder gegenwärtig beanspruchten Erfindung begehrt werden.

Die mit der vorliegenden Erfindnung offengelegte Lehre zum technischen Handeln kann abstrahiert und mit anderen Beispielen kombiniert werden.

Die Erfindung wird durch die nachfolgenden Beispiele näher erläutert, ohne sie dadurch einschränken zu wollen.

Beispiele

Es wurden die folgenden Polymere durch Suzuki-Kopplung nach dem in WO03/048225 beschriebenen Verfahren hergestellt:

IL1 :

Das Polymer IL1 wird als Material für eine Zwischenschicht verwendet und umfasst die folgenden Monomere M1 und M2:

M1: 50% M2: 50%

Das Molekulargewicht M_w des hieraus resultierenden Polymers IL1 liegt zwischen 200000 und 300000 g/mol.

LEP1

Das Polymer LEP1 wurde als lichtemittierendes Polymer verwendet. Das Colymer umfasst die folgenden Monomere M3 bis M6:

Das Monomere M6 umfasst Oxetangruppen zur Vernetzung des Materials. ETM1

Als elektronentransportierendes Material wurde die folgende Verbindung verwendet:

Laserfarbstoffe

Als Laserfarbstoffe wurde DCM, welches in Toluol löslich ist, sowie DOCI, welches wasserlöslich ist, eingesetzt. Beide Farbstoffe wurden bei Lamda Physik, DE, bezogen und direkt eingesetzt. Die Formeln der Verbindungen sind im Folgenden gezeigt:

DCM

Elektronische Struktur von IL1 , LEP1 und ETM1

Die elektronische Struktur von IL1, LEP1 und ETM wurde mit Hilfe quantenchemischer Simulationen untersucht, um die

elektronenblockierenden bzw. excitonenblockierenden Eigenschaften von IL1 im Vergleich zu LEP1, sowie die lochblockierenden bzw.

excitonenblockierenden Eigenschaften von ETM1 im Vergleich zu LEP1 zu untersuchen. Mit dem in der WO 2008/011953 beschriebenen Verfahren können die HOMO/LUMO organischer Verbindungen berechnet werden, wobei die Ergebnisse in guter Übereinstimmung mit cyclovoltametrischen Messungen steht.

Die Berechnung der HOMO und LUMO wurde in Gaussian 03W mit Hilfe zeitabhängiger DFT (density function theory) unter Verwendung der gleichen Korrekturfunktion B3PW91 und dem gleichen Basissatz 6-31 G(d) durchgeführt. Die berechnete Werte wurden dann mit Hilfe von

Kalibrierfaktoren kalibriert, die durch Vergleich von gemessenen und berechneten Werten einer Menge ausgewählter Moleküle bestimmt worden waren. Für IL1 wurde für die Berechnung das Trimer M2-M1-M3, für LEP1 wurde für die Berechnung des Polymerrückgrats das Trimer M3-M4-M3 und für die Berechnung des Emitters das Trimer M3-M5-M3 verwendet.

Tabelle 1 : Elektronische Struktur der Verbindungen

Tabelle 1 gibt die elektronische Struktur, d.h. das HOMO bzw. LUMO für IL1 , LEP1 sowie ETM1 wieder. Die Zwischenschicht IL1 besitzt eine höherer LUMO als das Rückgrat der LEP1 , sodass sie als

Elektronenblockierschicht wirkt. In der LEP1 wirkt der Emitter M5 auch als Lochfalle im Polymerrückgrat, wodurch ein schmaler Emissionsbereich entsteht, der nahe an der Emissionsschicht angeordnet ist. Im Vergleich zu LEP1 besitzt ETM1 ein erheblich niedrigeres HOMO und wirkt daher als Lochblockierschicht. Ferner besitzt es eine deutlich größere Bandlücke als das LEP1-Rückgrat und der LEP1-Emitter und wirkt daher als Excitonen- Blockierschicht. Berücksichtigt man diese Erkenntnisse, kann der

Farbkonverter in ETM1 nur optisch angeregt werden oder kann mit anderen Worten weder elektronisch angeregt werden noch ein Exciton durch Excitonendiffusion aus LEP1 aufnehmen. Das gleiche trifft auch für den Fall zu, dass der Farbkonverter in der Pufferschicht angeordnet ist..

Herstellung der OLED Beispiel 1 :

OLED1 (Stand der Technik) Die in Figur 4 gezeigte OLED1 , welche eine aus dem Stand der Technik bekannte Struktur aufweist, wurde nach einem Verfahren mit den folgenden Schritten hergestellt:

1. Zunächst wird eine 80 nm starke Schicht aus PEDOT (Baytron P AI 4083) durch Spincoaten auf ein mit ITO beschichtetes Glassubstrat aufgebracht. Diese Schicht wirkt als Lochinjektionsschicht.

2. In einer Glovebox wird durch Spincoaten eine 20 nm starke Schicht aus IL1 aufgebracht. Dazu wird eine Lösung in Toluol mit einer Konzentration von 0,5 Gew.-% verwendet.

3. Die Schicht IL1 wird dann noch für eine Stunde in der Glovebox bei 180 °C ausgehärtet. 4. Zur Herstellung der LEP-Schicht wird zunächst eine erste Lösung von LEP1 mit einer Konzentration von 1 Gew.-% in Toluol hergestellt. Mit der ersten Lösung wurde dann die Umdrehungszahl zur Erzeugung einer Schichtdicke von 65 nm bestimmt. Ferner wird eine zweite Lösung von 1 Gew.-% des Photoinitiators 4-[(2-hydroxytetradecyl)- oxyl]-phenyl}-Phenyliodonium-hexafluoroantimonat) (OPPI) in Toluol hergestellt. Erste und zweite Lösung werden dann im einem

Verhältnis von 10 ml zu 0,05 ml vermischt und die Mischung durch Spincoaten mit der zuvor ermittelten Umdrehungszahl auf das

Substrat aufgeschleudert, sodass eine Schichtdicke von 65 nm erhalten wird. Zum Aushärten wird der Film zunächst für 5 Sekunden mit UV-Licht (360 nm) bestrahlt und dann für 1 Minute auf 100 °C erhitzt. Das Verfahren ist allgemein in der DE 10 2004 009355 A1 beschrieben. 5. Die Vorrichtung wird noch für weitere 10 Minuten auf 180 °C erhitzt.

6. Auf die Schicht wird dann eine Kathode aus Ba/Al aufgedampft, wobei die Schichtdicken 3 nm sowie 150 nm betragen.

7. Abschließend wird der Schichtstapel verkapselt. Beispiel 2:

OLED2 (erfindungsgemäß)

Die in Figur 5 gezeigte erfindungsgemäße OLED wird nach einem

Verfahren mit den folgenden Schritten hergestellt.

Die bei der Herstellung der OLED1 beschriebenen Schritte werden wiederholt, wobei allerdings die Schichtdicke der LEP1-Schicht auf 35 nm erniedrigt wird.

5. Durch Spincoaten wird dann eine 30 nm dicke Schicht aus

DCM/ETM1 aufgebracht, indem eine 2,5 Gew.-% Lösung einer Mischung von DCM/ETM1 (1 :4) in Toluol aufgeschleudert wird.

6. Die Vorrichtung wird dann für 10 Minuten bei 180 °C ausgehärtet;

7. auf die lichtemittierende Schicht wird dann eine Kathode aus Ba/Al aufgedampft, wobei die Schichtdicken 3 nm sowie 150 nm betragen;

8. Abschließend wird der Schichtstapel verkapselt.

Beispiel 3:

OLED3

Die in Figur 6 gezeigte erfindungsgemäße OLED wird mit einem Verfahren mit den folgenden Schritten hergestellt: Auf einem mit ITO beschichteten Glassubstrat werden 80 nm einer

Mischung aus PEDOT (Baytron P AI 4083) und DOCI (0,1 - 0,5 Gew.-%) als Lochinjektionsschicht aufgeschleudert.

Die Schritte 2 bis 7 werden dann wie in Beispiel 1 beschrieben

durchgeführt.

Beispiel 4:

Charakterisierung und Vergleich der OLEDs

Von den wie oben beschrieben hergestellten OLEDs wurden

Elektrolumineszenzspektren aufgenommen sowie die externe

Quantenausbeute bestimmt.

Figur 10 zeigt im Vergleich das Elektrolumineszenzspektrum der OLED1 sowie ein Absorptionsspektrum von DCM in Ethanol, welches von Lambda Physik zur Verfügung gestellt wird. Man erkennt eine sehr gute

Überlappung der beiden Spektren. Das Absorptionsmaximum des

Farbkonverters DCM liegt nahe dem Emissionsmaximum der

lichtemittierenden Schicht. Das DCM sollte daher das von der

lichtemittierenden Schicht emittierten Licht absorbieren und in Licht mit größerer Wellenlänge umwandeln können.

In Figur 11 ist das Elektrolumineszenzspektrum der OLED1 dem

entsprechenden Spektrum der OLED2 gegenübergestellt. Der zweite Peak bei einer Wellenlänge von etwa 612 nm entspricht einer

Fluoreszenzemission des DCM. Dies entspricht einem Anteil des von der lichtemittierenden Schicht emittierten Lichts, welches durch den

Farbkonverter DCM in Licht einer längeren Wellenlänge umgewandelt wurde.

In Figur 12 ist das Elektrolumineszenzspektrum der OLED1 dem

Absorptionsspektrum einer Dispersion von DOCI (0,2 Gew.-%) in PEDOT gegenübergestellt. Man erkennt eine sehr gute Überlappung der Spektren. Das Absorptionsmaximum des DOCI liegt nahe dem Emissionsmaximum der lichtemittierenden Schicht. Das DOCI sollte daher das von der lichtemittierenden Schicht emittierte Licht effizient absorbieren und in Licht mit größerer Wellenlänge umwandeln können.

Figur 13 zeigt einen Vergleich der Elektrolumineszenzspektren von OLED1 und OLED3. Der zweite Peak bei einer Wellenlänge von etwa 620 nm entspricht einer Fluoreszenzemission des DOCI. Dieser Peak entsteht durch Absorption des von der lichtemittierenden Schicht emittierten Lichts durch das DOCI und einer entsprechenden Emission bei größerer

Wellenlänge. Da sich DOCI nur sehr begrenzt in PEDOT löst, wird nur ein geringer Anteil des von der lichtemittierenden Schicht emittierten Lichts in Licht einer größeren Wellenlänge umgewandelt.

Die Beispiele zeigen, dass mit der erfindungsgemäßen opto-elektronischen Vorrichtung Licht, welches von der lichtemittierenden Schicht einer OLED emittiert wird, durch einen Farbkonverter in Licht mit einer größeren Wellenlänge umgewandelt werden kann. Eine Abstimmung des Lichts des von der erfindungsgemäßen opto-elektronischen Vorrichtung emittierten Lichts kann beispielsweise durch eine Anpassung der Dicke der Schicht erreicht werden, welche den Farbkonverter enthält.

Claims

Patentansprüche

Optoelektronische Vorrichtung mit zumindest zwei Elektroden und zumindest einer zwischen den Elektroden angeordneten

lichtemittierenden Schicht, welche ein elektrolumineszierendes organisches Material enthält, das Licht einer ersten Wellenlänge oder mit einem ersten Wellenlängenspektrum emittiert, dadurch

gekennzeichnet, dass zwischen zumindest einer der zumindest einen lichtemittierenden Schicht und zumindest einer Elektrode zumindest eine Schicht angeordnet ist, welche zumindest einen Farbkonverter enthält.

Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Farbkonverter eine Verbindung ist, welche Licht aus dem ersten Wellenlängenspektrum absorbiert und Licht mit einem zweiten Wellenlängenspektrum emittiert.

Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Elektrode reflektierend ausgebildet ist.

Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest zwei Elektroden eine Kathode und eine Anode ausbilden, wobei zwischen Kathode und

lichtemittierender Schicht die zumindest eine Schicht angeordnet ist, welche den zumindest einen Farbkonverter enthält.

Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die opto-elektronische Vorrichtung eine organische Leuchtdiode (OLED) ist.

Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei die zumindest eine Schicht der OLED, welche den zumindest einen Farbkonverter enthält, ausgewählt ist aus der Gruppe von Elektroneninjektionsschichten, Elektronentransportschichten, Elektronenblockierungsschichten und Excitonenblockierungsschichten. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch

gekennzeichnet, dass die opto-elektronische Vorrichtung eine organische lichtemittierende elektrochemische Zelle ist (OLEC) ist.

Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Schicht der OLEC, welche den zumindest einen Farbkonverter enthält, ausgewählt ist aus der Gruppe von

Lochinjektionsschichten und Elektroneninjektionsschichten.

Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 oder 8, darurch

gekennzeichnet, dass die lichtemittierende Schicht des OLECs zumindest einen Farbkonverter enthält.

Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch

gekennzeichnet, dass die opto-elektronische Vorrichtung ein organischer lichtemittierender Feldeffekt-Transistor (OLEFT) ist.

Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Schicht des OLEFT, welche den zumindest einen Farbkonverter enthält, eine dielektrische Schicht ist.

Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 oder 11 , darurch gekennzeichnet, dass die lichtemittierende Schicht des OLEFTs zumindest einen Farbkonverter enthält.

Verfahren zur Herstellung einer opto-elektronische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass in üblicher Weise eine opto-elektronische Vorrichtung mit zumindest zwei Elektroden sowie zumindest einer zwischen den zumindest zwei Elektroden angeordneten lichtemittierenden Schicht hergestellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der zumindest einen

Elektrode und der zumindest einen lichtemittierenden Schicht zumindest eine weitere Schicht angeordnet wird, welche einen Farbkonverter enthält.

Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Schicht in flüssiger Phase aufgebracht wird.

Verfahren nach einem der Ansprüche 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Schicht in wässriger Phase aufgebracht wird.

Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine weitere Schicht eine Lochtransport- oder Lochinjektionsschicht ist.

17. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch

gekennzeichnet, dass die zumindest eine weitere Schicht eine Lochtransport- oder Lochinjektionsschicht enthaltend PEDOT und/oder PANI ist.

18. Verwendung einer opto-elektronische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12 als Beleuchtungsmittel.