WO2016020296A1 - Organische leuchtdiode - Google Patents

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organic
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Andreas Rausch
Carola Diez
Nina Riegel
Dominik Pentlehner
Britta GÖÖTZ
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Osram Oled Gmbh
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Definitions

  • Layer sequence arranged.
  • no complete interruptions of the layer sequence for example in the form of predominantly inorganic electrodes, are arranged between the first emitter layer and the second emitter layer.
  • the first and second emitter layers are thus part of a common coherent organic
  • the first, the second and the third wavelength range are each different from each other
  • Emitter material since a codoping between green and red emitter substances can be avoided in the OLED described here, for example
  • particles of the converter material have a particle size of at least 1% or at least 10% or at least 30% of the layer thickness d of the conversion layer.
  • the particle size is at most 90% or at most 80% or at most 60% of the layer thickness d of the conversion layer. Under the particle size is, for example, the
  • Particle size at most 30 nm or at most 20 nm or at most 15 nm. According to at least one embodiment, the
  • Alumina, yttria, silica Alumina, yttria, silica. The size of the
  • an organic charge injection ⁇ and / or an organic charge transport layer may be arranged.
  • the closest to the anode are preferred
  • the organic layer sequence 100 of FIG. 1 has a plurality of organic layers.
  • a hole injection layer 11, short HIL, and a hole transport layer 12, short HTL applied on the anode 4 in Figure 1.
  • the HIL 11 is preferably in direct contact with the anode 4. Via the HIL 11, holes from the anode 4 can be efficiently injected into the organic layer sequence 100 and subsequently transported further by means of the HTL 12.
  • a first emitter layer 1 is applied in FIG. The first
  • Emitter layer 1 has, for example, a fluorescent or phosphorescent emitter material, which in a
  • Electron transport layer 22 short ETL, and a
  • Conversion layer 3 and anode 4 is arranged. Due to this reverse arrangement of the first 1 and second 2 Emitter layer can in Figure 4, the light emitted via the cathode 5, for example, as cold white light

Abstract

Es ist eine organische Leuchtdiode (1000) mit einer organischen Schichtenfolge (100) angegeben. Die organische Schichtenfolge (100) umfasst eine erste organische Emitterschicht (1) zur Erzeugung elektromagnetischer Strahlung eines ersten Wellenlängenbereichs (10) und eine zweite organische Emitterschicht (2) zur Erzeugung elektromagnetischer Strahlung eines zweiten Wellenlängenbereichs (20). Zwischen der ersten (1) und der zweiten (2) Emitterschicht ist eine Ladungsträgererzeugungs-Schichtenfolge (33), kurz CGL, angeordnet, über die die erste Emitterschicht (1) und die zweite Emitterschicht (2) elektrisch in Serie geschaltet sind. Die CGL (33) weist ferner ein Konvertermaterial auf, das Strahlung des ersten (10) und/oder des zweiten (20) Wellenlängenbereichs zumindest teilweise in Strahlung eines dritten Wellenlängenbereichs (30) konvertiert. Auf diese Weise kann die organische Leuchtdiode (1000) Mischlicht mit Anteilen des ersten (10), zweiten (20) und dritten (30) Wellenlängenbereichs emittieren.

Description

Beschreibung
Organische Leuchtdiode Es wird eine organische Leuchtdiode angegeben.
Eine zu lösende Aufgabe besteht darin, eine organische Leuchtdiode, kurz OLED, anzugeben, welche besonders einfach aufgebaut ist und welche besonders effizient Licht mit verschiedenen Farbanteilen erzeugt und auskoppelt.
Diese Aufgabe wird durch eine OLED mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs gelöst. Vorteilhafte
Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst die OLED eine organische Schichtenfolge. Die organische Schichtenfolge weist eine erste organische Emitterschicht zur Erzeugung elektromagnetischer Strahlung eines ersten
Wellenlängenbereichs auf. Ferner umfasst die organische Schichtenfolge eine zweite organische Emitterschicht zur Erzeugung elektromagnetischer Strahlung eines zweiten
Wellenlängenbereichs .
Die erste und die zweite Emitterschicht können ein
organisches oder organometallisches lichtemittierendes Material aufweisen oder daraus bestehen. Das
lichtemittierende Material ist beispielsweise aus
phosphoreszierenden und/oder fluoreszierenden Substanzen ausgewählt. Weiterhin können die erste und die zweite
Emitterschicht ein Matrixmaterial aufweisen, in das das lichtemittierende Material eingelagert ist. Als phosphoreszierende Substanzen eignen sich beispielsweise folgende Materialien oder Kombinationen von Materialien:
FIr6, FPtl ( [ 2 - ( 4 ' , 6 ' -Difluorophenyl ) -pyridinato ) - acetylacetonat] -platinium-II) , FIrpic (Bis (3, 5-difluoro-2- (2- pyridyl) phenyl- (2-carboxypyridyl) -iridium-III) , FIrN4, Irppy3 (fac-Tris (2-phenyl-pyridyl) iridium Komplex), Ir (ppy) 2acac, Ir (typ) 3 (Tris [2- (4-totyl) -pyridinato] -iridium (III) ) ,
Ir ( typ) 2acac, Ir(bt)2acac, Ir (btp) 2acac (Bis [2- (2' - benzothienyl-pyridinato ] - [ acetyl-acetonato ] -iridium ( I I I ) ) , Ir (dbp) 2acac ( Iridium ( I I I ) bis (dibenzo- [ f, h] quinoxalin) - (acetylacetonat)), Ir (mdp) 2acac (Iridium (III) bis (2- methyldibenzo- [ f, h] quinoxalin) (acetylacetonat)), Ir(pq)3, Ir(pq)2acac, Ir(piq)3, (CF3ppy) 2 Ir (pic) , PtOEP
( Platiniumoctaethylporphyrin) oder Os-Komplexe, wie 3
[Os (fppz) 2 (PPhMe2) 2] und [Os (fptz) 2 (PPh2Me) 2 ] oder
[Os (fppz) 2 (dppee) ] .
Als fluoreszierende Substanzen eignen sich beispielsweise folgende Materialien oder Kombination von Materialien: DCM (4- (Dicyanomethylen) -2-methyl-6- (p-dimethylamino-styryl ) 4H- pyran) , DCM2 (4- (Dicyanomethylen) -2-methyl-6- ( julolidin-4-yl- vinyl ) -4H-pyran) , Rubren (5, 6, 11, 12-Tetraphenyl-naphthacen) , Coumarin (C545T) , TBSA ( 9, 10-Bis [ (2", 7""-di-t-butyl ) -9' , 9' ' - spirobifluorenyl ] anthracen) , Zn-Komplexe, Cu-Komplexe.
Für die erste und/oder zweite Emitterschicht oder als
Matrixmaterial für die erste und/oder zweite Emitterschicht, in dem fluoreszierende und/oder phosphoreszierende Substanzen eingelagert werden können, eignen sich beispielsweise
folgende Materialien oder Kombinationen von Materialien: CBP (4,4' -Bis (carbazol-9-yl) -2-2' dimethyl-biphenyl) , TCTA
(4, 4' , 4' ' -Tris (n- (naphth-2-yl) -N-phenyl-amino) triphenylamin) , mCP, TCP (1, 3, 5-Tris-carcazol-9-yl-bezen) , CDBP (4,4'- Bis (carbazol-9-yl) -2, 2' -dimethyl-biphenyl) , DPVBi (4,4- Bis (2, 2-diphenyl-ethen-l-yl) -diphenyl) , Spiro-PVBi (spiro- 4, 4' -Bis (2, 2-diphenyl-ethen-l-yl) -diphenyl) , ADN (9, 10-Di (2- naphthyl ) anthracen) , Perylen, Carbazolderivate,
Fluorenderivate .
Bevorzugt sind bei der hier beschriebenen OLED die erste und die zweite Emitterschicht in einer einzigen organischen
Schichtenfolge angeordnet. Mit anderen Worten sind zwischen der ersten Emitterschicht und der zweiten Emitterschicht keine vollständigen Unterbrechungen der Schichtenfolge, zum Beispiel in Form von überwiegend anorganischen Elektroden, angeordnet. Die erste und die zweite Emitterschicht sind also Teil einer gemeinsamen zusammenhängenden organischen
Schichtenfolge.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst die organische Schichtenfolge eine zwischen der ersten und der zweiten
Emitterschicht angeordnete Ladungsträgererzeugungs- Schichtenfolge, englisch Charge Generation Layers, kurz CGL . Über die CGL sind die erste und die zweite Emitterschicht beispielsweise elektrisch in Serie geschaltet. Bei der CGL handelt es sich bevorzugt um eine organische CGL. Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die CGL ein
Konvertermaterial auf. Das Konvertermaterial konvertiert beispielsweise Strahlung des ersten und/oder des zweiten Wellenlängenbereichs teilweise oder vollständig in Strahlung eines dritten Wellenlängenbereichs. Zum Beispiel emittiert die so ausgebildete organische Leuchtdiode Mischlicht mit Anteilen des ersten, zweiten und/oder dritten
Wellenlängenbereichs. Insbesondere kann es sich bei dem Mischlicht um weißes Licht, bevorzugt um warmweißes oder kaltweißes Licht, handeln.
Bevorzugt sind dazu der erste, der zweite und der dritte Wellenlängenbereich jeweils voneinander verschieden
ausgebildet. Dies bedeutet nicht notwendigerweise, dass der erste, der zweite und der dritte Wellenlängenbereich distinkt voneinander sind. Vielmehr können die Wellenlängenbereiche sich zwar unterscheiden, jedoch in Teilbereichen überlappen.
In mindestens einer Ausführungsform umfasst die OLED eine organische Schichtenfolge mit einer ersten organischen
Emitterschicht zur Erzeugung elektromagnetischer Strahlung eines ersten Wellenlängenbereichs und einer zweiten
organischen Emitterschicht zur Erzeugung elektromagnetischer Strahlung eines zweiten Wellenlängenbereichs. Zwischen der ersten und der zweiten Emitterschicht ist eine CGL
angeordnet, über die die erste Emitterschicht und die zweite Emitterschicht elektrisch in Serie geschaltet sind. Die CGL weist ferner ein Konvertermaterial auf, das Strahlung des ersten und/oder des zweiten Wellenlängenbereichs zumindest teilweise in Strahlung eines dritten Wellenlängenbereichs konvertiert. Auf diese Weise kann die organische Leuchtdiode Mischlicht mit Anteilen des ersten, zweiten und dritten
Wellenlängenbereichs emittieren.
Mischlicht, insbesondere Weißlicht emittierende OLEDs benötigen häufig einen komplizierten Schichtaufbau. Im
Allgemeinen werden zum Beispiel rote, grüne und blaue
Emittermaterialien verwendet, die innerhalb einer OLED in einzelnen Schichten oder gemischt in einer gemeinsamen
Schicht vorliegen können. Zwischen codotierten oder direkt benachbarten Emitterschichten kommt es dabei oft zu effizienzmindernden und oftmals schwer steuerbaren
Energietransferprozessen.
Der hier beschriebenen Erfindung liegt insbesondere die Idee zugrunde, einen der Emitterstoffe, insbesondere den roten Emitterstoff, durch ein Konvertermaterial zu ersetzen. Das Konvertermaterial wird dabei direkt in der organischen
Schichtenfolge innerhalb einer CGL zwischen zwei
Emitterschichten eingesetzt. Durch das Wegfallen eines Emitterstoffs, zum Beispiel eben des roten Emitterstoffs, ergeben sich zusätzliche Einsatz- und
Kombinationsmöglichkeiten für die übrigen beiden
Emitterstoffe, zum Beispiel für den blauen und grünen
Emitterstoff. Da beispielsweise eine Codotierung zwischen grünen und roten Emitterstoffen bei der hier beschriebenen OLED vermieden werden kann, kann zum Beispiel ein
Matrixmaterial ausschließlich für den grünen Emitterstoff optimiert werden, oder weitere Matrixmaterialien können hinzugefügt werden.
Ein weiterer Vorteil der hier beschriebenen OLED ergibt sich daraus, dass das Konvertermaterial innerhalb der organischen Schichtenfolge angeordnet ist und nicht wie üblich außerhalb der Schichtenfolge, zum Beispiel auf transparenten
Elektroden. Dadurch können alle innerhalb der Schichtenfolge erzeugten Strahlungsmoden von dem Konvertermaterial
absorbiert werden und nicht nur die Moden, die tatsächlich aus der Schichtenfolge ausgekoppelt werden. Darüber hinaus kann die Schichtenfolge als eine Schutzhülle für das
Konvertermaterial dienen, wodurch auch der Einsatz von empfindlichen Konvertermaterialien ermöglicht wird. Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst die CGL der organischen Leuchtdiode zumindest eine n-leitende, also elektronenleitende, organische Schicht und zumindest eine p- leitende, also lochleitende, organische Schicht. Die n- leitende organische Schicht und die p-leitende organische Schicht bilden dann zusammen eine Diode aus, die im Betrieb bevorzugt in Sperrrichtung betrieben wird. Auf diese Weise kann ein Tunnelkontakt gebildet werden. Mit Hilfe eines solchen Tunnelkontakts können n- und p-Ladungsträger
effizient erzeugt werden beziehungsweise es können durch den Tunnelkontakt unterschiedliche Emitterschichten elektrisch in Serie geschaltet werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die CGL eine Konversionsschicht auf. In die Konversionsschicht ist bevorzugt das Konvertermaterial teilweise oder vollständig eingebracht. Die Konversionsschicht kann insbesondere
zwischen der n-leitenden organischen Schicht und der p- leitenden organischen Schicht angeordnet sein.
Vorteilhafterweise separiert die Konversionsschicht die n- leitende organische Schicht und die p-leitende organische Schicht voneinander, so dass kein direkter Kontakt zwischen der n-leitenden und der p-leitenden Schicht zustande kommt. Die Konversionsschicht steht beispielsweise mit der p- leitenden Schicht und/oder der n-leitenden Schicht in
direktem Kontakt.
Die Konversionsschicht kann also die oftmals reaktiven p- leitenden und n-leitenden organischen Schichten der CGL voneinander trennen, was einen stabilen und
spannungsverlustarmen Betrieb der OLED gewährleistet. Die n-leitende Schicht kann ein Material aufweisen, das aus einer Gruppe ausgewählt ist, NET-18, 2, 2 ',2" -(1,3,5- Benzinetriyl ) -tris (1-phenyl-l-H-benzimidazol) , 2- (4- Biphenylyl) -5- (4-tert-butylphenyl) -1, 3, 4-oxadiazol, 2, 9- Dimethyl-4, 7-diphenyl-l, 10-phenanthrolin (BCP) , 8-
Hydroxyquinolinolato-lithium, 4- (Naphthalen-l-yl) -3, 5- diphenyl-4H-l , 2,4-triazol, l,3-Bis[2-(2,2'-bipyridine-6-yl)- 1,3, 4-oxadiazo-5-yl ] benzen, 4, 7-Diphenyl-l , 10-phenanthroline (BPhen) , 3- (4-Biphenylyl) -4-phenyl-5-tert-butylphenyl-l , 2, 4- triazol, Bis (2-methyl-8-quinolinolate) -4-
(phenylphenolato) aluminium, 6, 6 ' -Bis [5- (biphenyl-4-yl) -1,3,4- oxadiazo-2-yl ] -2,2' -bipyridyl, 2-phenyl-9, 10-di (naphthalen-2- yl) -anthracen, 2, 7-Bis [2 - (2, 2 ' -bipyridine-6-yl) -1, 3, 4- oxadiazo-5-yl ] -9, 9-dimethylfluoren, 1, 3-Bis [2- (4-tert- butylphenyl) -1,3, 4-oxadiazo-5-yl ] benzen, 2- (naphthalen-2-yl) - 4, 7-diphenyl-l, 10-phenanthrolin, 2, 9-Bis (naphthalen-2-yl) - 4, 7-diphenyl-l, 10-phenanthrolin, Tris (2,4, 6-trimethyl-3- (pyridin-3-yl ) phenyl ) boran, l-methyl-2- (4- (naphthalen-2- yl) phenyl) -lH-imidazo [4, 5-f ] [ 1 , 10 ] phenanthrolin, Phenyl- dipyrenylphosphinoxide, Naphtahlintetracarbonsäuredianhydrid und dessen Imide, Perylentetracarbonsäuredianhydrid und dessen Imide, Materialien basierend auf Silolen mit einer Silacyclopentadieneinheit sowie Gemische der vorgenannten Stoffe umfasst.
Ferner kann die n-leitende Schicht dotiert sein. Ist die n- leitende Schicht aus einem Stoffgemisch aus Matrix und n- Dotierstoff gebildet, kann die Matrix eines der oben
genannten Materialien der n-leitenden Schicht umfassen.
Beispielsweise kann die Matrix NET-18 umfassen oder sein. Der n-Dotierstoff der n-leitenden Schicht kann aus einer Gruppe ausgewählt sein, die NDN-1, NDN-26, Na, Ca, MgAg, Cs, Li, Mg, C S 2CO3 , und C S 3 PO4 umfasst. Die n-leitende Schicht kann eine Schichtdicke in einem
Bereich von ungefähr 1 nm bis ungefähr 500 nm aufweisen.
Die p-leitende Schicht kann ein Material aufweisen, das aus einer Gruppe ausgewählt ist, die HAT-CN, F16CuPc, LG-101, a- NPD, NPB (Ν,Ν' -Bis (naphthalen-l-yl) -Ν,Ν' -bis (phenyl) - benzidin) , beta-NPB N, N ' -Bis (naphthalen-2-yl) -N, N ' - bis (phenyl) -benzidin) , TPD (N, ' -Bis ( 3-methylphenyl ) -N, ' - bis (phenyl ) -benzidin) , Spiro TPD (N, ' -Bis ( 3-methylphenyl ) - N, ' -bis (phenyl) -benzidin) , Spiro-NPB (N, ' -Bis (naphthalen-l- yl) -N, ' -bis (phenyl) -spiro) , DMFL-TPD N,N'-Bis(3- methylphenyl) -N, ' -bis (phenyl) -9, 9-dimethyl-fluoren) , DMFL- NPB (Ν,Ν' -Bis (naphthalen-l-yl) -Ν,Ν' -bis (phenyl) -9, 9-dimethyl- fluoren) , DPFL-TPD (N, ' -Bis (3-methylphenyl ) -N, ' - bis (phenyl) -9, 9-diphenyl-fluoren) , DPFL-NPB (Ν,Ν'-
Bis (naphthalen-l-yl) -N, ' -bis (phenyl) -9, 9-diphenyl-fluoren) , Spiro-TAD (2 , 2 ' , 7 , 7 ' -Tetrakis (n, n-diphenylamino) - 9,9 '- spirobifluoren) , 9, 9-Bis [4- (N, N-bis-biphenyl-4-yl- amino) phenyl ] -9H-fluoren, 9, 9-Bis [4- (N, N-bis-naphthalen-2-yl- amino) phenyl] -9H-fluoren, 9, 9-Bis [ 4- (N, N ' -bis-naphthalen-2- yl-N, ' -bis-phenyl-amino) -phenyl ]-9H-fluor, N, N ' - bis (phenanthren- 9-yl ) -N, ' -bis (phenyl ) -benzidin, 2, 7-Bis [N, N- bis (9, 9-spiro-bifluorene-2-yl) -amino] -9, 9-spiro-bifluoren, 2,2'-Bis[N,N-bis (biphenyl-4-yl ) amino ] 9, 9-spiro-bifluoren, 2,2' -Bis (N, -di-phenyl-amino) 9, 9-spiro-bifluoren, Di- [4- (N,N- ditolyl-amino) -phenyl ] cyclohexan, 2 , 2 ' , 7 , 7 ' -tetra (N, N-di- tolyl) amino-spiro-bifluoren, N, , ' , ' -tetra-naphthalen-2-yl- benzidin sowie Gemische dieser Verbindungen umfasst. Auch die p-leitende Schicht kann dotiert sein. Für den Fall, dass die p-leitende Schicht aus einem Stoffgemisch aus Matrix und p-Dotierstoff gebildet ist, kann der Dotierstoff aus einer Gruppe ausgewählt sein, die MoOx, WOx, VOx, Cu(I)pFBz, Bi(III)pFBz, F4-TCNQ, NDP-2, und NDP-9 umfasst. Als
Matrixmaterial kann beispielsweise eines oder mehrere der oben genannten Materialien für die p-leitende Schicht
eingesetzt werden.
Die p-leitende Schicht kann eine Schichtdicke in einem
Bereich von ungefähr 1 nm bis ungefähr 500 nm aufweisen
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist das
Konvertermaterial in der Konversionsschicht in einem
Matrixmaterial eingebettet. Bei dem Matrixmaterial handelt es sich zum Beispiel um eines der oben genannten
Matrixmaterialien, die auch für die lichtemittierenden
Substanzen der ersten und/oder zweiten Emitterschicht
verwendet werden können. Insbesondere ist das Matrixmaterial so gewählt, dass über der Konversionsschicht nur wenig, zum Beispiel vernachlässigbar wenig, Spannung abfällt. Bevorzugt bewirkt das Matrixmaterial eine gute Trennung zwischen den hochreaktiven n- und p-leitenden Schichten, so dass diese nicht oder nur in vernachlässigbarer Weise miteinander reagieren .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die Konzentration von dem Konvertermaterial in der Konversionsschicht zumindest 50/d %-nm, bevorzugt zumindest 60/d %-nm, besonders bevorzugt zumindest 65/d %-nm. Alternativ oder zusätzlich ist die
Konzentration des Konvertermaterials in der
Konversionsschicht höchstens 90/d %-nm oder zumindest 80/d %-nm oder zumindest 70/d %-nm. Die Dicke d gibt dabei die Dicke der Konversionsschicht in Einheiten von Nanometern an. Die Konzentrationsangaben gelten bevorzugt insbesondere für Schichtdicken der Konversionsschicht von zumindest 1 nm. Bei den genannten Konzentrationen handelt es sich also um schichtdickenabhängige Konzentrationen; je größer die
Schichtdicke ist, desto kleiner wird die Konzentration.
Dadurch kann unabhängig von der gewählten Schichtdicke der Konversionsschicht der Anteil der von der Konversionsschicht konvertierten Strahlung bei variierender Schichtdicke
konstant gehalten werden.
Bei den angegebenen Prozentwerten von Konzentrationen kann es sich hier und im Folgenden um den Volumenprozentanteil oder den Massenprozentanteil oder den Molprozentanteil des
Konvertermaterials in der Konversionsschicht handeln.
Alternativ zu den schichtdickenabhängigen
Konzentrationsangaben kann die Konversionsschicht aber auch einen absoluten Konzentrationsanteil des Konvertermaterials von zum Beispiel zumindest 50 % oder 60 % oder 65 %
aufweisen. Alternativ oder zusätzlich ist die absolute
Konzentration des Konvertermaterials höchstens 90 % oder 80 % oder 75 %.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die
Konversionsschicht vollständig aus dem Konvertermaterial gebildet . Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die CGL mit dem darin enthaltenen Konvertermaterial dazu eingerichtet, zumindest 10 %, bevorzugt zumindest 30 %, besonders bevorzugt zumindest 50 % der auf sie treffenden elektromagnetischen Strahlung in Strahlung des dritten Wellenlängenbereichs zu konvertieren. Dies kann für Strahlung des ersten und/oder zweiten Wellenlängenbereichs zutreffen, welche auf die CGL trifft. Gemäß zumindest einer Ausführungsform emittiert die erste Emitterschicht im Betrieb Licht im blauen Spektralbereich, bevorzugt im Wellenlängenbereich zwischen einschließlich 400 nm und 480 nm. Die zweite Emitterschicht emittiert bevorzugt Licht im grünen Spektralbereich, bevorzugt im
Wellenlängenbereich zwischen einschließlich 480 nm und 560 nm. Das Konvertermaterial ist dann zum Beispiel dazu
eingerichtet, das blaue Licht und/oder das grüne Licht zumindest teilweise in rotes Licht, bevorzugt in Licht im Wellenlängenbereich zwischen einschließlich 560 nm und 790 nm oder zwischen einschließlich 630 nm und 790 nm zu
konvertieren. Insgesamt kann die hier angegebene OLED dann Licht mit roten, blauen und grünen Farbanteilen emittieren, welches für einen Beobachter bevorzugt weißes Mischlicht ergibt.
Durch das Ersetzen einer roten Emitterschicht mit einem roten Konvertermaterial kann auf den Einsatz von teuren Iridium- Komplexen, die üblicherweise für rote Emittermaterialien verwendet werden, verzichtet werden. Dadurch können die
Herstellungskosten der hier angegebenen OLED verringert werden .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die CGL und/oder das darin enthaltene Konvertermaterial der angegebenen OLED selbst nicht elektrolumineszierend. Das heißt insbesondere, dass, anders als die Emittermaterialien in den
Emitterschichten, das Konvertermaterial nur durch bloßes Anlegen einer bestimmungsgemäßen elektrischen Spannung oder eines elektrischen Stroms an der organischen Schichtenfolge keine Strahlung oder keine für einen Beobachter signifikant wahrnehmbare Strahlung im dritten Wellenlängenbereich
emittiert. Vielmehr benötigt die CGL beziehungsweise das darin enthaltene Konvertermaterial zur Emission von
elektromagnetischer Strahlung im dritten Wellenlängenbereich eine optische Anregung mit Strahlung, bevorzugt mit Strahlung von Wellenlängen kleiner als der dritte Wellenlängenbereich. Das heißt, die CGL ist photolumineszent .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist das
Konvertermaterial ein organisches Konvertermaterial. Zum Beispiel weist das Konvertermaterial eines der folgenden Materialien auf oder besteht daraus: Fluoresceine, Cumarine, Rhodamine, Stilbenderivate, Porphyrinderivate,
Phthalocyaninderivate .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weisen Moleküle des Konvertermaterials eine Vorzugsrichtung oder Vorzugsebene bei der Lichtemission auf. Beispielsweise haben die Moleküle des Konvertermaterials ihre größte Ausdehnung entlang einer
Hauptrichtung. Bei der Konversion beziehungsweise der
optischen Anregung können die Moleküle des Konvertermaterials dann zum Beispiel ein Dipolmoment entlang der Hauptrichtung ausbilden und dadurch bevorzugt Licht senkrecht zur
Hauptrichtung emittieren. Eine solche Vorzugsrichtung oder Vorzugsebene kann zum Beispiel bei größeren Molekülen eines Konvertermaterials auftreten. Vorzugsrichtung oder
Vorzugsebene heißt dabei beispielsweise, dass zumindest 80 % oder zumindest 90 % des Lichts in einen Raumwinkelbereich von höchstens 4/5 n oder höchstens 4/10 n oder höchstens 4/20 n um die Vorzugsrichtung oder in einen Winkelbereich von höchstens 50° oder 30° oder 20° um die Vorzugsebene emittiert werden .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind die Moleküle des Konvertermaterials gerichtet in die organische Schichtenfolge eingebracht. Dies bedeutet zum Beispiel, dass die Moleküle des Konvertermaterials so in die organische Schichtenfolge eingebracht sind, dass die Vorzugsrichtung beziehungsweise Vorzugsebene der Lichtemission für jedes Molekül in die gleiche Richtung oder die gleichen Richtungen zeigt. Zum Beispiel können dazu die Hauptrichtungen der Moleküle des Konvertermaterials größtenteils parallel zueinander
ausgerichtet sein. Mit solch einer gerichteten Anordnung der Moleküle in dem Konvertermaterial kann eine bevorzugte
Emissionsrichtung des Konvertermaterials gezielt eingestellt werden. Insbesondere ist die bevorzugte Emissionsrichtung senkrecht zur Haupterstreckungsebene der organischen
Schichtenfolge gewählt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist das
Konvertermaterial Quantenpunkte auf. Die Quantenpunkte können zum Beispiel eines der folgenden Materialien aufweisen oder daraus gebildet sein: GaAs, GaP, GaN, Sulfide, wie ZnS oder CdS, oder Selenide, wie ZnSe oder CdSe.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die
Konversionsschicht eine Schichtdicke von zumindest 1 nm oder zumindest 5 nm oder zumindest 10 nm auf. Alternativ oder zusätzlich ist die Schichtdicke der Konversionsschicht höchstens 20 nm oder höchstens 18 nm oder höchstens 15 nm.
Da die bevorzugt als Konvertermaterial eingesetzten
Materialien im Allgemeinen intensive Absorptionsbanden zum Beispiel im blauen oder grünen Spektralbereich aufweisen, tritt die Konversionswirkung schon bei sehr dünnen Schichten auf. Durch Schichtdickenvariation kann der Anteil des konvertierten Lichts gezielt gesteuert werden, wodurch eine Anpassung der Emissionsfarbe beziehungsweise der Farbtemperatur möglich ist.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weisen Partikel des Konvertermaterials eine Partikelgröße von zumindest 1 % oder zumindest 10 % oder zumindest 30 % der Schichtdicke d der Konversionsschicht auf. Alternativ oder zusätzlich beträgt die Partikelgröße höchstens 90 % oder höchstens 80 % oder höchstens 60 % der Schichtdicke d der Konversionsschicht. Unter der Partikelgröße wird dabei zum Beispiel der
Partikeldurchmesser, wie der D5 0 Durchmesser der Partikel in
Q Q, verstanden.
Insbesondere kann die Partikelgröße des Konvertermaterials zumindest 1 nm oder zumindest 5 nm oder zumindest 10 nm betragen. Alternativ oder zusätzlich beträgt die
Partikelgröße höchstens 30 nm oder höchstens 20 nm oder höchstens 15 nm. Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist das
Konvertermaterial zur Lichtkonversion als Singulettemitter ausgebildet. Das heißt insbesondere, dass im Betrieb
Strahlung des dritten Wellenlängenbereichs durch einen
Übergang von einem Singulettzustand in den zugehörigen elektrischen Grundzustand erzeugt wird.
Vorteilhafterweise kann also durch die Verwendung eines Konvertermaterials anstatt eines Emittermaterials anders als bei der elektrolumineszierenden Anregung auf Tripletemitter, die häufig teuer sind, verzichtet werden. Stattdessen können Singulettemitter mit intensiven Absorptionsbanden und hoher Photolumineszenz-Quanteneffizienzen verwendet werden. Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die organische Leuchtdiode eine bidirektional verschieden emittierende
Leuchtdiode. Das bedeutet, dass die Leuchtdiode in beide Richtungen senkrecht zu einer Haupterstreckungsebene der organischen Schichtenfolge oder der CGL Strahlung emittiert. Bei der Leuchtdiode handelt es sich also um eine zweiseitig emittierende Leuchtdiode, umgangssprachlich ein Top-Bottom- Emitter genannt. Gemäß zumindest einer Ausführungsform emittiert die OLED in eine Richtung warmweißes Licht mit einer Farbtemperatur von höchstens 3500 K oder höchstens 3200 K oder höchstens 2800 K. In die andere Richtung, das heißt in die entgegensetzte
Richtung, emittiert die OLED dann zum Beispiel kaltweißes Licht mit einer Farbtemperatur von zumindest 4000 K oder zumindest 4300 K oder zumindest 4600 K.
Eine solche bidirektionale emittierende OLED, mit zwei unterschiedlichen Farbtemperaturen, kann zum Beispiel dadurch erreicht werden, dass die erste Emitterschicht eine grün emittierende Schicht ist, die zweite Emitterschicht eine blau emittierende Schicht und das Konvertermaterial rotes Licht emittiert. Für einen Betrachter erscheint beim Blick auf die blaue Emitterschicht das emittierte Licht dann kälter als das Licht beim Blick auf die grüne Emitterschicht.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der OLED weisen zur effizienten Lichtauskopplung eine oder mehrere organische Schichten in der Schichtenfolge Streupartikel auf. Die
Streupartikel können zumindest eines der folgenden
Materialien aufweisen oder daraus bestehen: Titanoxid,
Aluminiumoxid, Yttriumoxid, Siliziumoxid. Die Größe der
Streupartikel beträgt zum Beispiel höchstens 1 ym oder höchstens 600 nm oder höchstens 400 nm. Alternativ oder zusätzlich beträgt die Größe der Streupartikel mindestens 50 nm oder mindestens 100 nm oder mindestens 200 nm. Es können aber auch an die organische Schichtenfolge grenzende
Schichten solche Streupartikel aufweisen
An den in den organischen Schichten eingebrachten
Streupartikeln kann Licht des ersten und/oder zweiten
und/oder dritten Wellenlängenbereichs gestreut werden, wodurch der Anteil des Lichts, der an Grenzflächen der OLED totalreflektiert wird, reduziert werden kann. Durch die
Streupartikel kann also die Lichtauskoppeleffizienz und damit die Gesamteffizienz der hier angegebenen OLED verbessert werden .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die OLED zwei Elektroden, insbesondere eine Anode und eine Kathode auf. Zwischen der Anode und der Kathode ist dann zum Beispiel die organische Schichtenfolge angeordnet. Die Anode und die
Kathode dienen also zur Injektion von Strom in die organische Schichtenfolge. Bevorzugt wird die OLED dabei mit Gleichstrom betrieben .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform können die Anode und/oder die Kathode transparent für das von der organischen Schichtenfolge erzeugte Licht sein. Transparent heißt in diesem Zusammenhang, dass die Anode und/oder die Kathode zum Beispiel klarsichtig und/oder nicht absorbierend und/oder nicht reflektierend für das von der organischen
Schichtenfolge erzeugte Licht sind. Über die Anode und/oder die Kathode kann das in der Schichtenfolge erzeugte Licht dann aus der OLED ausgekoppelt werden. Die transparenten Elektroden können zum Beispiel ein
transparent leitfähiges Oxid aufweisen oder daraus bestehen. Transparent leitfähige Oxide, englisch transparent conductive oxides, kurz TCO, sind in der Regel Metalloxide wie
beispielsweise Zinkoxid, Zinnoxid, Cadmiumoxid, Titanoxid, Indiumoxid oder Indiumzinnoxid (ITO). Ferner kommen
Aluminiumzinkoxide (ACO) oder Indiumzinkoxide (IZO) in Frage.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist zwischen der ersten Emitterschicht und der der ersten Emitterschicht
nächstliegenden Elektrode eine organische Ladungsinjektions¬ und/oder eine organische Ladungstransportschicht angeordnet. Alternativ oder zusätzlich kann auch zwischen der zweiten Emitterschicht und der der zweiten Emitterschicht
nächstliegenden Elektrode eine organische Ladungsinjektions¬ und/oder eine organische Ladungstransportschicht angeordnet sein. Bevorzugt sind die der Anode nächstliegenden
Ladungsinj ektions- und/oder Ladungstransportschicht als
Lochinj ektions- und/oder Lochtransportschicht ausgebildet. Die der Kathode nächstliegende Ladungsinj ektions- und/oder Ladungstransportschicht sind dann bevorzugt als
Elektroneninj ektions- und/oder Elektronentransportschicht ausgebildet. Ferner können auch zwischen der ersten und der zweiten Emitterschicht, zum Beispiel zwischen der CGL und der ersten und/oder zweiten Emitterschicht, weitere
Ladungstransportschichten angeordnet sein.
Die Ladungsinj ektions- und Ladungstransportschichten dienen zu einer effektiven Einkopplung von Ladungsträgern aus der Anode beziehungsweise Kathode in die organische
Schichtenfolge und einem anschließend effizienten
Ladungstransport. Bevorzugt stehen die Ladungsinj ektionsschichten in direktem Kontakt mit den
Elektroden .
Beispiele für Materialien mit lochtransportierenden und/oder lochinjizierenden Eigenschaften sind: 1-TNATA (4, 4', 4''- Tris (N- (naphth-l-yl) -N-phenyl-amino) triphenylamin, 2-TNATA (4, 4' , 4' ' -Tris (N- (naphth-2-yl) -N-phenyl-amino) triphenylamin, MTDATA (4, 4' , 4' ' -Tris (Ν-3-methylphenyl-N-phenyl-amino) - Triphenylamin), aNPD (Ν,Ν' -Bis (naphthalen-l-yl) -Ν,Ν' - bis (phenyl) benzidin) , bNPD (Ν,Ν' -Bis (naphthalen-2-yl) -Ν,Ν' - bis (phenyl) benzidin) , TPD (Ν,Ν' -Bis ( 3-methyphenyl ) -Ν,Ν' - bis (phenyl ) benzidin) , spTAD (2 , 2 ' , 7 , 7 ' -Diphenylamino-spiro- 9, 9' -bifluoren) , Cu-PC ( Phthalocyanin-Kupfer-Komplex) oder andere PC-Metall-Komplexe, TAPC (1, 1-Bis- [ (4-phenyl-) -bis- ( 4 ' , 4 ' ' -methyl-phenyl ) -amino ] -cyclohexan) und Kombinationen hiervon .
Beispiele für Materialien mit elektronentransportierenden und/oder elektroneninjizierenden Eigenschaften sind: Alq3 (Tris ( 8-hydroxyquinoline) aluminium, BAlq2 (Bis- [2-methyl-8- quinolato] - [4-phenylphenolato] -aluminium (III)), BPhen (4,7- Diphenyl-1, 10-phenanthrolin) , BCP (2 , 9-Dimethyl-4 , 7-diphenyl- 1, 10-phenanthrolin) , TPBi (1, 3, 5-Tris- ( 1-phenyl-lH- benzimidatol-2-yl) -benzen) , TAZ (3- (4-Biphenyl) -4-phenyl-5- (4-tert-butylphenyl) -1, 2, 4-triazol) , TAZ2 (3, 5-Diphenyl-4- naphth-l-yl-1, 2, 4-triazol) , t-Bu-PBD (2- (-Biphenyl) -5- (4- tert-butyl-phenyl) -1, 3, 4-oxadiazol) , Triazin, Triazinderivate und Kombinationen hiervon. Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist eine der beiden
Elektroden transparent ausgebildet, die andere Elektrode ist größtenteils oder vollständig aus einem Metall gebildet, das reflektierend oder spiegelnd für die von der organischen Schichtenfolge emittierte Strahlung ist. Beispielsweise ist die metallische Elektrode aus Silber, Gold, Aluminium, Titan, Magnesium, Barium, Indium, Calcium, Samarium, Lithium oder Platin oder einer Legierung aus diesen Materialien gebildet. Eine solche OLED mit einer metallischen Elektrode emittiert Strahlung überwiegend nur in eine Richtung, nämlich in
Richtung weg von der nicht-transparenten Elektrode durch die transparente Elektrode hindurch. Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die OLED ein transparentes Substrat auf, auf welches die organische
Schichtenfolge aufgebracht ist. Ein solches transparentes Substrat kann zum Beispiel die organische Schichtenfolge mechanisch stabilisieren und die OLED selbstragend machen. Das transparente Substrat kann zum Beispiel ein klarsichtiges oder milchig-trübes Material wie Glas aufweisen oder daraus bestehen. Bevorzugt kann über das transparente Substrat in der organischen Schichtenfolge erzeugte Strahlung aus der OLED ausgekoppelt werden. Dazu ist bevorzugt die Elektrode, die zwischen dem transparenten Substrat und der organischen Schichtenfolge angeordnet ist, ebenfalls transparent.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist zumindest eine der transparenten Elektroden der OLED Auskoppelelemente in Form von Streupartikeln und/oder Oberflächenstrukturen auf. Bei den Streupartikeln kann es sich um die oben genannten Streupartikel handeln, die auch in die organischen Schichten der organischen Schichtenfolge eingebracht sein können. Bei den Oberflächenstrukturen kann es sich beispielsweise um Aufrauhungen auf den Elektroden handeln. Diese
Oberflächenstrukturen können dann auf der der organischen Schichtenfolge zugewandten oder abgewandten Seite der
transparenten Elektrode angeordnet sein. Bevorzugt weisen die Oberflächenstrukturen beziehungsweise die Streupartikel der transparenten Elektrode eine Ausdehnung auf, die zumindest ein Achtel oder ein Viertel oder die Hälfte der von der organischen Schichtenfolge emittierten Wellenlänge beträgt. Auf diese Weise kann es an den Auskoppelelementen der transparenten Elektrode zur Streuung des von der organischen Schicht erzeugten Lichts kommen, was wiederum Verluste der OLED aufgrund von Totalreflexion reduziert. Nachfolgend wird eine hier beschriebene organische
Leuchtdiode unter Bezugnahme auf die Zeichnungen anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Gleiche Bezugszeichen geben dabei gleiche Elemente in den einzelnen Figuren an. Es sind dabei jedoch keine maßstäblichen Bezüge dargestellt, vielmehr können einzelne Elemente zum besseren Verständnis übertrieben groß dargestellt sein.
Es zeigen: Figuren 1 bis 5 schematische Schnittdarstellungen von
Ausführungsbeispielen von hier beschriebenen organischen Leuchtdioden.
Figur 1 zeigt eine organische Leuchtdiode 1000, kurz OLED, mit einem Substrat 8 und einer auf dem Substrat 8
aufgebrachten Anode 4. Bei dem Substrat 8 handelt es sich zum Beispiel um ein transparentes klarsichtiges Substrat wie Glas, die Anode 4 ist zum Beispiel aus einem transparent leitfähigen Oxid wie ITO gebildet.
Auf die dem Substrat 8 abgewandte Seite der Anode 4 ist eine organische Schichtenfolge 100 aufgebracht. Auf der der Anode 4 abgewandten Seite der organischen Schichtenfolge 100 ist wiederum eine Kathode 5 angeordnet, die vorliegend zum
Beispiel aus einem Metall, wie Aluminium oder Silber,
gebildet ist. Die Kathode 5 ist reflektierend oder spiegelnd ausgebildet, so dass eine in der organischen Schichtenfolge 100 erzeugte elektromagnetische Strahlung an der Kathode 5 reflektiert und in Richtung Anode 4 gelenkt wird und über die Anode 4 und das transparente Substrat 8 aus der OLED 1000 ausgekoppelt werden kann. Es handelt sich bei dem
Ausführungsbeispiel der Figur 1 also um einen Bottom-Emitter.
Die organische Schichtenfolge 100 der Figur 1 weist eine Mehrzahl von organischen Schichten auf. Auf die Anode 4 ist in Figur 1 eine Lochinjektionsschicht 11, kurz HIL, und eine Lochtransportschicht 12, kurz HTL, aufgebracht. Die HIL 11 befindet sich bevorzugt in unmittelbarem Kontakt zur Anode 4. Über die HIL 11 können Löcher aus der Anode 4 effizient in die organische Schichtenfolge 100 injiziert werden und anschließend mittels der HTL 12 weitertransportiert werden. Auf eine der Anode 4 abgewandte Seite der HTL 12 ist in Figur 1 eine erste Emitterschicht 1 aufgebracht. Die erste
Emitterschicht 1 weist zum Beispiel ein fluoreszierendes oder phosphoreszierendes Emittermaterial auf, das in einem
Matrixmaterial eingebettet ist. Das Emittermaterial in der ersten Emitterschicht 1 ist so gewählt, dass die erste
Emitterschicht 1 im Betrieb Strahlung in einem ersten
Wellenlängenbereich 10 erzeugt. Vorliegend handelt es sich dabei zum Beispiel um blaues Licht. Auf eine der Anode 4 abgewandte Seite der ersten
Emitterschicht 1 ist in Figur 1 eine Ladungsträgererzeugungs- Schichtenfolge 33, englisch Charge Generation Layers, kurz CGL, aufgebracht. Auf eine der ersten Emitterschicht 1 abgewandte Seite der CGL 33 ist wiederum eine zweite
Emitterschicht 2 aufgebracht, sodass die CGL 33 zwischen der ersten 1 und der zweiten 2 Emitterschicht liegt. Die zweite Emitterschicht 2 kann wiederum fluoreszierendes und/oder phosphoreszierendes Emittermaterial in einem
Matrixmaterial aufweisen. Die zweite Emitterschicht 2
emittiert im Betrieb Strahlung in einem zweiten
Wellenlängenbereich 20, zum Beispiel im grünen
Wellenlängenbereich.
Auf eine der CGL 33 abgewandte Seite der zweiten
Emitterschicht 2 ist in Figur 1 eine
Elektronentransportschicht 22, kurz ETL, und eine
Elektroneninjektionsschicht 21, kurz EIL, angeordnet. Die EIL
21 dient wiederum dazu, Elektronen aus der Kathode 5 effektiv in die organische Schichtenfolge 100 zu injizieren, die ETL
22 transportiert die Elektronen zur zweiten Emitterschicht 2. Die EIL 21 steht bevorzugt in direktem Kontakt mit der
Kathode 5.
In Figur 1 dient die CGL 33 dazu, die erste Emitterschicht 1 und die zweite Emitterschicht 2 zueinander in Serie zu schalten, auf zusätzliche Elektroden zwischen der ersten Emitterschicht 1 und der zweiten Emitterschicht 2 ist daher in Figur 1 verzichtet. In der CGL 33 werden im Betrieb der OLED 1000 sowohl Elektronen zum Betrieb der ersten
Emitterschicht 1 als auch Löcher zum Betrieb der zweiten Emitterschicht 2 erzeugt. Dafür ist im vorliegenden Beispiel die CGL 33 als ein pn-Übergang ausgebildet, der im Betrieb in Sperrrichtung betrieben wird und als Tunnelkontakt wirkt. Die CGL 33 weist dafür eine der Anode 4 zugewandte n-leitende organische Schicht 6 auf, die effektiv als Elektronenerzeugungsschicht, kurz n-CGL, wirkt. Weiter umfasst die CGL 33 eine der Kathode 5 zugewandte p-leitende organische Schicht 7, die als Löchererzeugungsschicht, kurz p-CGL, dient.
Zwischen der n-leitenden organischen Schicht 6 und der p- leitende organischen Schicht 7 ist in Figur 1 außerdem eine Konversionsschicht 3 angeordnet, die die n-leitende
organische Schicht 6 und die p-leitende organische Schicht 7 voneinander separiert. Die Konversionsschicht 3 enthält ein Konvertermaterial, welches die von der ersten Emitterschicht 1 erzeugte Strahlung des ersten Wellenlängenbereichs 10 und/oder die von der zweiten Emitterschicht 2 emittierte Strahlung des zweiten Wellenlängenbereichs 20 zumindest teilweise in Strahlung eines dritten Wellenlängenbereichs 30 konvertieren kann. Vorliegend ist für die Konversionsschicht
3 zum Beispiel ein rotes Konvertermaterial gewählt, so dass das von der ersten Emitterschicht 1 emittierte blaue Licht und das von der zweiten Emitterschicht 2 emittierte grüne Licht zumindest teilweise in rotes Licht konvertiert werden kann. Auf diese Weise kann über die transparente Anode 4 und das transparente Substrat 8 Licht mit roten, grünen und blauen Farbanteilen emittiert werden. Dadurch, dass in Figur 1 die zweite, grün emittierende
Emitterschicht 2 zwischen der Konversionsschicht 3 und der spiegelnden Kathode 5 angeordnet ist, muss das gesamte von der zweiten Emitterschicht 2 emittierte grüne Licht die
Konversionsschicht 3 passieren, bevor es aus der OLED 1000 ausgekoppelt werden kann. Die erste, blau emittierende
Emitterschicht 1 dagegen ist zwischen der transparenten Anode
4 und der Konversionsschicht 3 angeordnet, so dass nur der Teil, der von der ersten Emitterschicht 1 in Richtung Kathode 5 emittiert wird, die Konversionsschicht 3 durchlaufen muss. Insgesamt wird bei dem Ausführungsbeispiel der Figur 1 also ein verhältnismäßig großer Anteil an grünem Licht in rotes Licht konvertiert, wohingegen nur ein verhältnismäßig kleiner Teil des blauen Lichts in rotes Licht konvertiert wird. Das von der OLED 1000 der Figur 1 emittierte Licht weist also einen hohen Blauanteil auf und kann für einen Beobachter zum Beispiel als kaltweißes Licht mit einer Farbtemperatur von zumindest 4000 K wahrgenommen werden.
Im Ausführungsbeispiel der Figur 2 sind gegenüber dem
Ausführungsbeispiel der Figur 1 lediglich die erste 1 und die zweite 2 Emitterschicht miteinander vertauscht. Die erste Emitterschicht 1, die blaues Licht des ersten
Wellenlängenbereichs 20 emittiert, ist in Figur 2 also zwischen der Konversionsschicht 3 und der reflektierenden Kathode 5 angeordnet. Die das grüne Licht des zweiten
Wellenlängenbereichs 20 emittierende zweite Emitterschicht 2 ist zwischen der Konversionsschicht 3 und der transparenten Anode 4 angeordnet. Im Beispiel der Figur 2 muss also im Unterschied zu Figur 1 im Betrieb nur ein Teil des grünen Lichts vor der Lichtauskopplung die Konversionsschicht 3 durchqueren, wohingegen das gesamte von der ersten
Emitterschicht 1 emittierte blaue Licht die
Konversionsschicht 3 passieren muss. Daher wird in Figur 2 auch ein verhältnismäßig kleiner Anteil an grünem Licht in rotes Licht konvertiert, wohingegen ein großer Anteil des blauen Lichts in rotes Licht konvertiert wird. Das von der OLED 1000 der Figur 2 emittierte Licht weist also einen großen Grünanteil und einen weniger hohen Blauanteil auf und erscheint daher für einen Betrachter zum Beispiel als warmweißes Licht mit einer Farbtemperatur von höchstens 3000 K. Im Ausführungsbeispiel der Figur 3 ist die reflektierende Kathode 5 durch eine transparente Kathode 5 ersetzt. Dazu kann die transparente Kathode 5 beispielsweise aus einem transparent leitfähigen Oxid gebildet sein. Durch die
Tatsache, dass in Figur 3 beide Elektroden transparent ausgebildet sind, kann die OLED 1000 der Figur 3 in beide Richtungen senkrecht zur Haupterstreckungsrichtung der
Konversionsschicht 3 Licht emittieren. Bei der OLED 1000 der Figur 3 handelt es sich also um eine bidirektional
emittierende OLED 1000. Die Anordnung der organischen
Schichten innerhalb der organischen Schichtenfolge 100 ist in Figur 3 genauso wie in der Figur 1. Licht, das über die
Kathode 5 aus der OLED 1000 ausgekoppelt wird, erscheint im vorliegenden Beispiel für einen Betrachter zum Beispiel als warmweißes Licht, da auf dem Weg zur Kathode 5 ein Teil des von der ersten Emitterschicht 1 emittierten blauen Lichts zum Teil in rotes Licht konvertiert wird. Auf der anderen Seite erscheint Licht, das über die Anode 4 und das transparente Substrat 8 aus der OLED 1000 ausgekoppelt wird, für einen Betrachter zum Beispiel als kaltweißes Licht, da das von der ersten Emitterschicht 1 emittierte blaue Licht auf dem Weg zur Anode 4 nicht durch die rot konvertierende
Konversionsschicht 3 muss. In Figur 4 ist ebenfalls eine bidirektional emittierende OLED 1000 gezeigt, die einen ähnlichen Aufbau wie die OLED 1000 der Figur 3 aufweist. Der Schichtaufbau der organischen
Schichtenfolge 100 ist in Figur 4 aber genauso gewählt wie in der Figur 2, das heißt die erste Emitterschicht 1 ist
zwischen Kathode 5 und Konversionsschicht 3 angeordnet, wohingegen die zweite Emitterschicht 2 zwischen
Konversionsschicht 3 und Anode 4 angeordnet ist. Aufgrund dieser umgekehrten Anordnung der ersten 1 und zweiten 2 Emitterschicht kann in der Figur 4 das über die Kathode 5 emittierte Licht beispielsweise als kaltweißes Licht
wahrgenommen werden, wohingegen das über die Anode 4
emittierte Licht zum Beispiel als warmweißes Licht
wahrgenommen wird.
Das Ausführungsbeispiel der Figur 5 zeigt den gleichen
Schichtaufbau der OLED 1000 wie das Ausführungsbeispiel der Figur 4. Zusätzlich ist in Figur 5 aber noch ein
Auskoppelelement auf die der organischen Schichtenfolge 100 abgewandte Seite der Kathode 5 aufgebracht. Im vorliegenden Beispiel ist das Auskoppelelement als eine Aufrauhung der Oberfläche der Kathode 5 ausgebildet. An dieser Aufrauhung kann Licht gestreut werden, wodurch Totalreflexion innerhalb der OLED verringert wird und die Lichtauskoppeleffizienz über die Kathode 5 erhöht wird.
Solche Auskoppelelemente können ebenfalls auf die Anode 4 beziehungsweise auf das transparente Substrat 8 aufgebracht sein.
Außerdem können anders als in den Figuren 1 bis 5 dargestellt eine oder mehrere der organischen Schichten oder der
Elektroden 4, 5 Streupartikel aufweisen, die zum Beispiel in Form von einigen hundert Nanometer großen Titanoxid-Partikeln vorliegen. Auch an solchen Streupartikeln kann von der organischen Schichtenfolge 100 erzeugte Strahlung effektiv gestreut werden, was eine Lichtauskoppeleffizienz der OLED 1000 erhöht.
Die hier beschriebene Erfindung ist nicht durch die
Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele beschränkt.
Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen ausgeführt ist .
Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 10 2014 111 286.5, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.
Bezugs zeichenliste
1 erste Emitterschicht
2 zweite Emitterschicht
3 Konversionsschicht
4 Anode
5 Kathode
6 n-leitende organische Schicht
7 p-leitende organische Schicht
8 Substrat
10 Strahlung der ersten Wellenlänge
20 Strahlung der zweiten Wellenlänge
30 Strahlung der dritten Wellenlänge
33 Ladungsträgererzeugungs-Schichtenfolge, kurz CGL 100 organische Schichtenfolge
1000 organische Leuchtdiode

Claims

Organische Leuchtdiode (1000) umfassend eine organische Schichtenfolge (100) mit:
- einer ersten organischen Emitterschicht (1) zur
Erzeugung elektromagnetischer Strahlung eines ersten Wellenlängenbereichs (10),
- einer zweiten organischen Emitterschicht (2) zur
Erzeugung elektromagnetischer Strahlung eines zweiten Wellenlängenbereichs (20),
- einer zwischen der ersten (1) und der zweiten (2) Emitterschicht angeordneten Ladungsträgererzeugungs- Schichtenfolge (33) , über die die erste
Emitterschicht (1) und die zweite Emitterschicht (2) elektrisch in Serie geschaltet sind, wobei
- die Ladungsträgererzeugungs-Schichtenfolge (33) ein Konvertermaterial aufweist, das Strahlung des ersten (10) und/oder des zweiten (20) Wellenlängenbereichs zumindest teilweise in Strahlung eines dritten
Wellenlängenbereichs (30) konvertiert, so dass die organische Leuchtdiode (1000) Mischlicht mit Anteilen des ersten (10), zweiten (20) und dritten (30)
Wellenlängenbereichs emittiert.
Organische Leuchtdiode (1000) nach dem vorigen
Anspruch,
wobei die Ladungsträgererzeugungs-Schichtenfolge (33) zumindest eine n-leitende organische Schicht (6), zumindest eine p-leitende organische Schicht (7) und eine Konversionsschicht (3) aufweist, wobei das
Konvertermaterial in die Konversionsschicht (3) eingebracht ist, wobei die Konversionsschicht (3) zwischen der n-leitenden Schicht (6) und der p- leitenden Schicht (7) angeordnet ist und die n-leitende Schicht (6) und die p-leitende Schicht (7) voneinander separiert .
Organische Leuchtdiode (1000) nach dem vorigen
Anspruch,
wobei
- das Konvertermaterial in der Konversionsschicht (3) in einem Matrixmaterial eingebettet ist und
- die Konzentration von dem Konvertermaterial in der Konversionsschicht (3) für Dicken der
Konversionsschicht (3) von zumindest 1 nm zwischen einschließlich 50/d % · nm und 90/d % · nm liegt, wobei d die Dicke der Konversionsschicht (3) in Einheit von Nanometern ist.
Organische Leuchtdiode (1000) nach Anspruch 2,
wobei die Konversionsschicht (3) vollständig aus dem
Konversionsmaterial gebildet ist.
Organische Leuchtdiode (1000) nach einem der vorigen Ansprüche,
wobei die Ladungsträgererzeugungs-Schichtenfolge (33) dazu eingerichtet ist, zumindest 10 % der auf sie auftreffenden elektromagnetischen Strahlung des ersten (10) und/oder zweiten (20) Wellenlängenbereichs in Strahlung des dritten Wellenlängenbereichs (30) zu konvertieren .
Organische Leuchtdiode (1000) nach einem der vorigen Ansprüche,
wobei im Betrieb die erste Emitterschicht (1) Licht im blauen Spektralbereich emittiert, die zweite Emitterschicht (2) Licht im grünen Spektralbereich emittiert und das Konvertermaterial das blaue Licht und/oder das grüne Licht zumindest teilweise in rotes Licht konvertiert.
Organische Leuchtdiode (1000) nach einem der vorigen Ansprüche,
wobei die Ladungsträgererzeugungs-Schichtenfolge (33) selbst und das darin enthaltene Konvertermaterial nicht elektrolumineszierend sind.
Organische Leuchtdiode (1000) nach einem der vorigen Ansprüche,
wobei das Konvertermaterial eines der folgenden
Materialien aufweist oder daraus gebildet ist:
Fluoresceine, Cumarine, Rhodamine, Stilbenderivate, Porphyrinderivate, Phthalocyaninderivate .
Organische Leuchtdiode (1000) nach einem der vorigen Ansprüche,
wobei Moleküle des Konvertermaterials eine
Vorzugsrichtung oder Vorzugsebene bei der Lichtemission aufweisen, und wobei die Moleküle des
Konvertermaterials gerichtet in die organische
Schichtenfolge (100) eingebracht sind, sodass eine bevorzugte Emissionsrichtung des Konvertermaterials gezielt eingestellt ist.
Organische Leuchtdiode (1000) nach einem der vorigen Ansprüche,
wobei das Konvertermaterial Quantenpunkte aufweist, die GaAs und/oder GaP und/oder GaN und/oder Sulfide
und/oder Selenide umfassen. Organische Leuchtdiode (1000) nach mindestens Anspruch 2,
wobei die Konversionsschicht (3) eine Schichtdicke d zwischen einschließlich 1 nm und 20 nm aufweist.
Organische Leuchtdiode (1000) nach einem der vorigen Ansprüche,
wobei das Konvertermaterial zur Lichtkonversion ein Singulettemitter ist, der Strahlung des dritten
Wellenlängenbereichs durch einen Übergang von einem Singulettzustand in den zugehörigen elektrischen
Grundzustand erzeugt.
Organische Leuchtdiode (1000) nach einem der vorigen Ansprüche,
wobei die Leuchtdiode (1000) eine bidirektional verschieden emittierende Leuchtdiode (1000) ist, die in beide Richtungen senkrecht zu einer
Haupterstreckungsebene der Ladungsträgererzeugungs- Schichtenfolge (33) Strahlung emittiert,
wobei in die eine Richtung warmweißes Licht mit einer Farbtemperatur von höchstens 3500 K emittiert wird und wobei in die andere, entgegengesetzte Richtung
kaltweißes Licht mit einer Farbtemperatur von
mindestens 4000 K emittiert wird.
Organische Leuchtdiode (1000) nach einem der vorigen Ansprüche,
wobei eine oder mehrere organische Schichten in der Schichtenfolge (100) oder an die Schichtenfolge
grenzende Schichten Streupartikel aufweisen, die zumindest eines der folgenden Materialien aufweisen, oder daraus gebildet sind: Titanoxid, Aluminiumoxid, Yttriumoxid, Siliziumoxid.
Organische Leuchtdiode (1000) nach einem der vorigen Ansprüche,
wobei zumindest eine an die organische Schichtenfolge (100) grenzende transparente Elektrode zur besseren Lichtauskopplung Streupartikel und/oder
Oberflächenstrukturen aufweist.
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