DE112011102874T5

DE112011102874T5 - Vernetzte Ladungstransportschicht, welche eine Zusatzverbindung enthält

Info

Publication number: DE112011102874T5
Application number: DE112011102874T
Authority: DE
Inventors: Michael Inbasekaran; Kwang-Ohk Cheon; Chuanjun Xia; Siddharth Harikrishna Mohan
Original assignee: Universal Display Corp
Current assignee: Universal Display Corp
Priority date: 2010-08-31
Filing date: 2011-07-19
Publication date: 2013-05-29
Anticipated expiration: 2031-07-20
Also published as: JP2013536984A; DE112011102874B4; JP6018063B2; KR101756498B1; US20120049168A1; CN102960064B; CN102960064A; KR20140001737A; TW201224053A; WO2012030442A1

Abstract

Organische elektronische Vorrichtungen, welche eine verbesserte Ladungstransportschicht umfassen. Die Ladungstransportschicht umfasst eine kovalent vernetzte Hostmatrix. Die kovalent vernetzte Matrix umfasst eine Ladungstransportverbindung als molekulare Untereinheiten, die miteinander vernetzt sind. Die Ladungstransportschicht umfasst ferner eine zweite Ladungstransportverbindung als eine Zusatzverbindung, bei der es sich um ein Kleinmolekül oder ein Polymer oder eine Mischung aus beiden handeln kann. Die Ladungstransportschicht kann eine Lochtransportschicht sein. Die Ladungstransportverbindung für den Zusatz kann eine Arylaminverbindung wie NPD sein.

Description

QUERVERWEISE
Diese Anmeldung beansprucht Priorität gegenüber und ist eine Teilfortsetzung der US-Anmeldung mit der Seriennummer 12/872,342, eingereicht am 31. August 2010, welche durch Verweis hierin eingeschlossen ist.
GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft organische Licht-emittierende Vorrichtungen (OLEDs – organic light emitting devices), und spezifischer organische Schichten, die in derartigen Vorrichtungen verwendet werden.
STAND DER TECHNIK
Optoelektronische Vorrichtungen, die organische Materialien nutzen, werden aus einer Reihe von Gründen zunehmend wünschenswert. Viele der Materialien, die verwendet werden, um derartige Vorrichtungen herzustellen, sind relativ günstig, also haben organische optoelektronische Vorrichtungen das Potential für Kostenvorteile gegenüber anorganischen Vorrichtungen. Außerdem können die inhärenten Eigenschaften organischer Materialien, wie deren Flexibilität, sie für bestimmte Anwendungen, wie die Herstellung auf einem flexiblen Substrat, gut geeignet machen. Zu Beispielen organischer optoelektronischer Vorrichtungen zählen organische Licht-emittierende Vorrichtungen (OLEDs), organische Phototransistoren, organische Photovoltaikzellen und organische Photodetektoren. Bei OLEDs können die organischen Materialien Leistungsvorteile gegenüber herkömmlichen Materialien aufweisen. Zum Beispiel kann die Wellenlänge, mit der eine organische Emissionsschicht Licht emittiert, im Allgemeinen leicht mit geeigneten Dotierstoffen abgestimmt werden.
Wie hierin verwendet, beinhaltet der Begriff „organisch” Polymermaterialien sowie organische Kleinmolekülmaterialien, die verwendet werden können, um organische optoelektronische Vorrichtungen herzustellen. „Kleinmolekül” bezieht sich auf jedes organische Material, bei dem es sich nicht um ein Polymer handelt, und „Kleinmoleküle” können in der Tat recht groß sein. Zu Kleinmolekülen können unter Umständen sich wiederholende Einheiten zählen. Zum Beispiel führt die Verwendung einer langkettigen Alkylgruppe als ein Substituent nicht zum Ausschluss eines Moleküls aus der „Kleinmolekül”-Klasse. Kleinmoleküle können auch in Polymere eingeschlossen werden, zum Beispiel als eine Seitengruppe an einer Polymerhauptkette oder als ein Teil der Hauptkette. Kleinmoleküle können auch als der Kernteil eines Dendrimers dienen, welches aus einer Reihe chemischer Schalen aufgebaut auf dem Kernteil besteht. Der Kernteil eines Dendrimers kann ein fluoreszierender oder phosphoreszierender Kleinmolekülemitter sein. Ein Dendrimer kann ein „Kleinmolekül” sein, und man glaubt, dass sämtliche Dendrimere, die derzeit auf dem Gebiet der OLEDs zum Einsatz kommen, Kleinmoleküle sind. Im Allgemeinen weist ein Kleinmolekül eine wohl definierte chemische Formel mit einem einzelnen Molekulargewicht auf, wohingegen ein Polymer eine chemische Formel und ein Molekulargewicht aufweist, die sich von Molekül zu Molekül unterscheiden können. Wie hierin verwendet, beinhaltet „organisch” Metallkomplexe aus Hydrocarbyl- und Heteroatom-substituierten Hydrocarbylliganden.
OLEDs verwenden dünne organische Filme, die Licht emittieren, wenn Spannung über die Vorrichtung hinweg angelegt wird. OLEDs werden zu einer zunehmend interessanten Technologie zur Verwendung in Anwendungen wie Flachbildschirmen, Beleuchtung und Hintergrundbeleuchtung. Mehrere OLED-Materialien und -Konfigurationen sind in US-Patentschrift Nr. 5,844,363 , 6,303,238 und 5,707,745 beschrieben, die durch Verweis in ihrer Gesamtheit hierin eingeschlossen sind.
OLED-Einheiten sind im Allgemeinen (jedoch nicht immer) dazu gedacht, Licht durch mindestens eine der Elektroden zu emittieren, und eine oder mehrere transparente Elektroden können in einer organischen optoelektronischen Vorrichtung zum Einsatz kommen. Zum Beispiel kann ein transparentes Elektrodenmaterial, wie Indiumzinnoxid (ITO – indium tin oxide) als die Bodenelektrode verwendet werden. Eine transparente Deckelektrode, wie in US-Patentschrift Nr. 5,703,436 und 5,707,745 offenbart, die durch Verweis in ihrer Gesamtheit eingeschlossen sind, kann auch verwendet werden. Bei einer Einheit, die zum Emittieren von Licht nur durch die Bodenelektrode gedacht ist, muss die Deckelektrode nicht transparent sein, und sie kann aus einer dicken und reflektierenden Metallschicht bestehen, die eine hohe elektrische Leitfähigkeit aufweist. Ähnlich kann bei einer Einheit, die zum Emittieren von Licht nur durch die Deckelektrode gedacht ist, die Bodenelektrode opak und/oder reflektierend sein. Wo eine Elektrode nicht transparent sein muss, kann die Verwendung einer dickeren Schicht eine bessere Leitfähigkeit bereitstellen, und die Verwendung einer reflektierenden Elektrode kann die Menge des Lichts erhöhen, die durch die andere Elektrode emittiert wird, indem Licht in Richtung der transparenten Elektrode zurück reflektiert wird. Es können auch komplett transparente Einheiten hergestellt werden, wo beide Elektroden transparent sind. Es können auch seitlich emittierende OLEDs hergestellt werden, und eine oder beide Elektroden in derartigen Einheiten können opak oder reflektierend sein.
Wie hierin verwendet, bedeutet „Deck-” am weitesten entfernt vom Substrat, während „Boden-” am nächsten zum Substrat bedeutet. Zum Beispiel ist bei einer Vorrichtung mit zwei Elektroden die Bodenelektrode die Elektrode am nächsten zum Substrat, und sie ist im Allgemeinen die erste Elektrode, die hergestellt wird. Die Bodenelektrode weist zwei Oberflächen auf, eine Bodenfläche am nächsten zum Substrat und eine Deckfläche weiter entfernt vom Substrat. Wo eine erste Schicht als „angeordnet über” einer zweiten Schicht beschrieben ist, ist die erste Schicht weiter entfernt vom Substrat angeordnet. Es kann weitere Schichten zwischen der ersten und zweiten Schicht geben, es sei denn, es ist spezifiziert, dass die erste Schicht „in physischem Kontakt mit” der zweiten Schicht steht. Zum Beispiel kann eine Kathode als „angeordnet über” einer Anode beschrieben sein, selbst wenn verschiedene organische Schichten dazwischen liegen.
Wie hierin verwendet, bedeutet „verarbeitungsfähige Lösung” in der Lage, aufgelöst, dispergiert oder in einem flüssigen Medium transportiert und/oder aus diesem abgelagert zu werden, entweder in Lösungs- oder Suspensionsform.
Wie hierin verwendet, und wie durch einen Fachmann auf dem Gebiet im Allgemeinen verstanden werden würde, ist ein erstes „höchstes besetztes Molekülorbital” (HOMO – Highest Occupied Molecular Orbital) oder „niedrigstes unbesetztes Molekülorbital” (LUMO – Lowest Unoccupied Molecular Orbital) Energielevel „größer als” oder „höher als” ein zweites HOMO- oder LUMO-Energielevel, wenn das erste Energielevel näher am Vakuum-Energielevel ist. Da Ionisierungspotentiale (IP – ionization potentials) als eine negative Energie relativ zu einem Vakuumlevel gemessen werden, entspricht ein höheres HOMO-Energielevel einem IP mit einem kleineren absoluten Wert (ein IP, das weniger negativ ist). Ähnlich entspricht ein höheres LUMO-Energielevel einer Elektronenaffinität (EA – electron affinity) mit einem kleineren absoluten Wert (eine EA, die weniger negativ ist). In einem herkömmlichen Energielevel-Diagramm, mit dem Vakuumlevel oben, ist das LUMO-Energielevel eines Materials höher als das HOMO-Energielevel des gleichen Materials. Ein „höheres” HOMO- oder LUMO-Energielevel scheint näher an der Oberseite eines derartigen Diagramms zu sein als ein „niedrigeres” HOMO- oder LUMO-Energielevel.
Zusammenfassung
Die vorliegende Erfindung stellt eine verbesserte Ladungstransportschicht für eine organische elektronische Vorrichtung bereit. Gemäß einer Ausführungsform stellt die vorliegende Erfindung eine organische elektronische Vorrichtung bereit, welche Folgendes umfasst: eine erste Elektrode, eine zweite Elektrode und eine Ladungstransportschicht zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode, wobei die Ladungstransportschicht Folgendes umfasst: (a) eine kovalent vernetzte Hostmatrix, die eine erste organische Ladungstransportverbindung als molekulare Untereinheiten der vernetzten Hostmatrix umfasst; und (b) eine zweite organische Ladungstransportverbindung, bei der es sich um eine Polymerverbindung handelt, welche die gleiche Art von Ladung wie die vernetzte Hostmatrix transportiert.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform stellt die vorliegende Erfindung eine organische elektronische Vorrichtung bereit, welche Folgendes umfasst: eine erste Elektrode, eine zweite Elektrode und eine Lochtransportschicht zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode, wobei die Lochtransportschicht Folgendes umfasst: (a) eine kovalent vernetzte Hostmatrix, die eine erste organische Lochtransportverbindung als molekulare Untereinheiten der vernetzten Hostmatrix umfasst; und (b) eine zweite organische Lochtransportverbindung, welche die gleiche Art von Ladung wie die vernetzte Hostmatrix transportiert.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer organischen elektronischen Vorrichtung bereit, welches Folgendes umfasst: das Bereitstellen einer ersten Elektrode, die über einem Substrat angeordnet ist; das Abscheiden einer Lösung über der ersten Elektrode, die Folgendes umfasst: (a) eine erste organische Ladungstransportverbindung, die eine oder mehrere vernetzbare reaktive Gruppen aufweist, und (b) eine zweite organische Ladungstransportverbindung, welche die gleiche Art von Ladung wie die erste Ladungstransportverbindung transportiert; das Bilden einer ersten organischen Schicht durch Vernetzen der ersten Ladungstransportverbindung; das Bilden einer zweiten organischen Schicht über der ersten organischen Schicht; und das Bilden einer zweiten Elektrode über der zweiten organischen Schicht.
In einigen Fällen ist die zweite Ladungstransportverbindung eine Polymerverbindung. In einigen Fällen ist die zweite Ladungstransportverbindung eine Kleinmolekülverbindung. In einigen Fällen sind die erste Ladungstransportverbindung und die zweite Ladungsverbindung beide Lochtransportverbindungen. In einigen Fällen ist die organische elektronische Vorrichtung eine organische Licht-emittierende Vorrichtung und die zweite organische Schicht ist eine Emissionsschicht. In einigen Fällen einer organischen Licht-emittierenden Vorrichtung umfasst die Emissionsschicht einen phosphoreszierenden emittierenden Dotierstoff. In einigen Fällen umfasst die Emissionsschicht eine fluoreszierende emittierende Verbindung. In einigen Fällen wird die zweite organische Schicht direkt auf der ersten organischen Schicht gebildet, und der Schritt des Bildens der zweiten organischen Schicht erfolgt durch Lösungsabscheidung.
In einigen Fällen ist die erste Ladungstransportverbindung eine Arylaminverbindung. In einigen Fällen beträgt die Menge der zweiten Ladungstransportverbindung in der Lösung 5–30 Gew.% relativ zur ersten Ladungstransportverbindung. In einigen Fällen ist die erste organische Schicht eine Lochtransportschicht und das Verfahren umfasst ferner: das Bilden einer vernetzten Lochinjektionsschicht, die einen vernetzten metallorganischen Iridium-Komplex umfasst, über der ersten Elektrode, wobei die Lösung für die Lochtransportschicht direkt auf der vernetzten Lochinjektionsschicht abgeschieden wird. In einigen Fällen wird die vernetzte Lochinjektionsschicht durch Ablagerung einer Lösung, die einen metallorganischen Iridium-Komplex umfasst, der eine oder mehrere vernetzbare reaktive Gruppen aufweist, über der ersten Elektrode, und Vernetzung des metallorganischen Iridium-Komplexes zum Bilden der vernetzten Lochinjektionsschicht gebildet.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform stellt die vorliegende Erfindung eine flüssige Zusammensetzung bereit, die Folgendes umfasst: ein Lösemittel, eine erste organische Ladungstransportverbindung mit einer oder mehreren vernetzbaren reaktiven Gruppen und eine zweite organische Ladungstransportverbindung, welche die gleiche Art von Ladung wie die erste Ladungstransportverbindung transportiert. Die flüssigen Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung können zum Herstellen Lösungsabgeschiedener Schichten in einer organischen elektronischen Vorrichtung verwendet werden.
In einigen Fällen ist die zweite Ladungstransportverbindung eine Polymerverbindung. In einigen Fällen beinhaltet die Polymerverbindung Triarylamin-Einheiten. In einigen Fällen beinhaltet die Polymerverbindung Carbazol-Einheiten. In einigen Fällen ist die Polymerverbindung Poly(N-vinylcarbazol).
In einigen Fällen ist die zweite Ladungstransportverbindung eine Kleinmolekülverbindung. In einigen Fällen sind die erste Landungstransportverbindung und die zweite Ladungsverbindung beide Lochtransportverbindungen. In einigen Fällen ist die erste Ladungstransportverbindung eine Arylaminverbindung. In einigen Fällen beträgt die Menge der zweiten Ladungstransportverbindung 5–30 Gew.% relativ zur ersten Ladungstransportverbindung. In einigen Fällen beinhaltet die zweite Lochtransportverbindung Triarylamin-Einheiten.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt eine organische Licht-emittierende Vorrichtung mit separaten Elektronentransport-, Lochtransport- und Emissionsschichten sowie weiteren Schichten.
2 zeigt eine invertierte organische Licht-emittierende Vorrichtung, die keine separate Elektronentransportschicht aufweist.
3 zeigt eine graphische Darstellung der Leuchtdichte als eine Funktion der Zeit für die Beispielvorrichtungen 1 und 2.
4 zeigt eine graphische Darstellung der Leuchtdichteneffizienz als eine Funktion der Leuchtdichte für die Beispielvorrichtungen 1 und 2.
5 zeigt ein Beispiel, wie das HOMO-Energielevel einer Lochtransportschicht relativ zu anderen Schichten in einer organischen Licht-emittierenden Vorrichtung angepasst werden kann.
6A–6L zeigen Beispielverbindungen, die für die Verwendung als ein Polymerzusatz in der Ladungstransportschicht der vorliegenden Erfindung geeignet sein können.
7 zeigt eine graphische Darstellung der Leuchtdichte als eine Funktion der Zeit für die Beispielvorrichtungen 5 und 6.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Im Allgemeinen umfasst eine OLED mindestens eine organische Schicht, die zwischen einer Anode und einer Kathode angeordnet und elektrisch mit diesen verbunden ist. Wenn ein Strom angelegt wird, injiziert die Anode Löcher und die Kathode injiziert Elektronen in die organische(n) Schicht(en). Die injizierten Löcher und Elektronen wandern jeweils in Richtung der entgegengesetzt geladenen Elektrode. Wenn sich ein Elektron und ein Loch an dem gleichen Molekül befinden, wird ein „Exziton” gebildet, bei dem es sich um ein lokalisiertes Elektron-Loch-Paar in einem angeregten Energiezustand handelt. Licht wird emittiert, wenn das Exziton über einen Photoemissionsmechanismus relaxiert. In einigen Fällen kann sich das Exziton an einem Excimer oder einem Exciplex befinden. Nichtstrahlende Mechanismen, wie thermische Relaxation, können auch stattfinden, gelten jedoch im Allgemeinen als nicht wünschenswert.
Die anfänglichen OLEDs verwendeten Emissionsmoleküle, die Licht aus ihren Singulett-Zuständen emittierten („Fluoreszenz”), wie zum Beispiel in US-Patentschrift Nr. 4,769,292 offenbart, die durch Verweis in ihrer Gesamtheit eingeschlossen ist. Fluoreszierende Emission findet im Allgemeinen in einem Zeitrahmen von weniger als 10 Nanosekunden statt.
Unlängst wurden OLEDs vorgestellt, die Emissionsmaterialien aufweisen, die Licht aus Triplett-Zuständen emittieren („Phosphoreszenz”). Baldo et al., „Highly Efficient Phosphorescent Emission from Organic Electroluminescent Devices", Nature, Vol. 395, 151–154, 1998; („Baldo-I") und Baldo et al., „Very high-efficiency green organic light-emitting devices based on electrophosphorescence", Appl. Phys. Lett., Vol. 75, Nr. 1, 4–6 (1999) („Baldo-II"), die durch Verweis in ihrer Gesamtheit eingeschlossen sind. Phosphoreszenz kann als ein „verbotener” Übergang bezeichnet werden, weil der Übergang eine Änderung in den Spinzuständen erfordert, und die Quantenmechanik zeigt an, dass ein derartiger Übergang nicht bevorzugt ist. Aufgrund dessen findet Phosphoreszenz im Allgemeinen in einem Zeitrahmen statt, der mindestens 10 Nanosekunden übersteigt, und üblicherweise bei mehr als 100 Nanosekunden liegt. Wenn die natürliche strahlende Lebensdauer der Phosphoreszenz zu lang ist, können Triplett-Zustände durch einen nichtstrahlenden Mechanismus zerfallen, derart, dass kein Licht emittiert wird. Organische Phosphoreszenz wird auch häufig in Molekülen beobachtet, die bei sehr niedrigen Temperaturen Heteroatome mit ungeteilten Elektronenpaaren enthalten. 2,2'-Bipyridin ist ein derartiges Molekül. Nichtstrahlende Zerfallsmechanismen sind üblicherweise temperaturabhängig, derart, dass ein organisches Material, das bei Flüssigstickstofftemperaturen Phosphoreszenz zeigt, üblicherweise bei Raumtemperatur keine Phosphoreszenz zeigt. Wie jedoch durch Baldo demonstriert, kann dieses Problem durch die Auswahl phosphoreszierender Verbindungen angegangen werden, die bei Raumtemperatur phosphoreszieren. Zu repräsentativen Emissionsschichten zählen dotierte oder undotierte phosphoreszierende metallorganische Materialien, wie in US-Patentschrift Nr. 6,303,238 und 6,310,360 ; US-Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2002/0034656; 2002/0182441; 2003/0072964; und PCT-Veröffentlichung WO 02/074015 offenbart.
Im Allgemeinen werden, so glaubt man, die Exzitonen in einer OLED in einem Verhältnis von etwa 3:1, d. h. etwa 75% Tripletts und 25% Singuletts, erzeugt, siehe Adachi et al., „Nearly 100% Internal Phosphoreszent Efficiency In An Organic Light Emitting Device", J. Appl. Phys., 90, 5048 (2001), welches durch Verweis in seiner Gesamtheit eingeschlossen ist. In vielen Fällen können Singulett-Exzitonen ihre Energie einfach über „Intersystem-Crossing” auf angeregte Triplett-Zustände übertragen, wohingegen Triplett-Exzitone ihre Energie nicht einfach auf angeregte Singulett-Zustände übertragen können. Aufgrund dessen sind mit phosphoreszierenden OLEDs theoretisch 100% interne Quanteneffizienz möglich. Bei einer fluoreszierenden Einheit geht die Energie von Triplett-Exzitonen im Allgemeinen bei strahlungslosen Zerfallsprozessen verloren, welche die Vorrichtung aufheizen, was in viel geringeren internen Quanteneffizienzen resultiert. OLEDs, die phosphoreszierende Materialien nutzen, welche aus angeregten Triplett-Zuständen emittieren, sind zum Beispiel in US-Patentschrift Nr. 6,303,238 offenbart, die durch Verweis in ihrer Gesamtheit eingeschlossen ist.
Der Phosphoreszenz kann ein Übergang von einem angeregten Triplett-Zustand zu einem Nichttriplett-Zwischenzustand vorausgehen, aus dem der Emissionszerfall stattfindet. Zum Beispiel phosphoreszieren organische Moleküle, die an Lanthanid-Elemente koordiniert sind, häufig aus angeregten Zuständen, die sich an dem Lanthanid-Metall befinden. Jedoch phosphoreszieren derartige Materialien nicht direkt aus einem angeregten Triplett-Zustand, sondern emittieren stattdessen aus einem atomaren angeregten Zustand, der an dem Lanthanid-Metallion zentriert ist. Die Europium-Diketonat-Komplexe veranschaulichen eine Gruppe dieser Arten von Spezies.
Die Phosphoreszenz aus Triplett-Zuständen kann gegenüber der Fluoreszenz gesteigert werden, indem, vorzugsweise durch Bindung, das organische Molekül in unmittelbarer Nähe zu einem Atom mit hoher Atomzahl abgegrenzt wird. Dieses Phänomen, das der Schweratom-Effekt genannt wird, entsteht durch einen Mechanismus, der als Spin-Bahn-Kopplung bekannt ist. Ein derartiger phosphoreszierender Übergang kann aus einem angeregten Metall-zu-Ligand-Ladungstransfer(MLCT – metal-to-ligand charge transfer)-Zustand eines metallorganischen Moleküls, wie Tris(2-phenylpyridin)iridium(III) beobachtet werden.
Wie hierin verwendet, bezieht sich der Begriff „Triplett-Energie” auf eine Energie, die dem höchsten Energiemerkmal entspricht, das im Phosphoreszenz-Spektrum eines gegebenen Materials erkennbar ist. Das höchste Energiemerkmal ist nicht notwendigerweise die Spitze mit der größten Intensität im Phosphoreszenz-Spektrum und könnte zum Beispiel ein lokales Maximum einer deutlichen Flanke auf der Hochenergieseite einer derartigen Spitze sein.
Der Begriff „metallorganisch”, wie hierin verwendet, ist wie im Allgemeinen von einen Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet verstanden und zum Beispiel wie in „Inorganic Chemistry" (2. Ausgabe) von Gary L. Miessler und Donald A. Tarr, Prentice Hall (1998) angegeben. Somit bezieht sich der Begriff metallorganisch auf Verbindungen, bei denen eine organische Gruppe durch eine Kohlenstoff-Metall-Bindung an ein Metall gebunden ist. Diese Klasse beinhaltet nicht per se Koordinationsverbindungen, bei denen es sich um Substanzen handelt, die nur Donorbindungen von Heteroatomen aufweisen, wie Metallkomplexe aus Aminen, Haliden, Pseudohaliden (CN usw.) und dergleichen. In der Praxis umfassen metallorganische Verbindungen im Allgemeinen, zusätzlich zu einer oder mehreren Kohlenstoff-Metall-Bindungen an eine organische Spezies, eine oder mehrere Donorbindungen von einem Heteroatom. Die Kohlenstoff-Metall-Bindung an eine organische Spezies bezieht sich auf eine direkte Bindung zwischen einem Metall und einem Kohlenstoffatom einer organischen Gruppe, wie Phenyl, Alkyl, Alkenyl usw., bezieht sich jedoch nicht auf eine Metallbindung an einen „anorganischen Kohlenstoff”, wie den Kohlenstoff von CN oder CO.
1 zeigt eine organische Licht-emittierende Vorrichtung 100. Die Figuren sind nicht notwendigerweise maßstabsgerecht gezeichnet. Die Vorrichtung 100 kann ein Substrat 110, eine Anode 115, eine Lochinjektionsschicht 120, eine Lochtransportschicht 125, eine Elektronenblockierschicht 130, eine Emissionsschicht 135, eine Lochblockierschicht 140, eine Elektronentransportschicht 145, eine Elektroneninjektionsschicht 150, eine Schutzschicht 155 und eine Kathode 160 beinhalten. Die Kathode 160 ist eine Verbundkathode, die eine erste leitende Schicht 162 und eine zweite leitende Schicht 164 aufweist. Die Einheit 100 kann durch Abscheidung der beschriebenen Schichten nacheinander hergestellt werden.
Das Substrat 110 kann jedes geeignete Substrat sein, das gewünschte Struktureigenschaften bereitstellt. Das Substrat 110 kann flexibel oder steif sein. Das Substrat 110 kann transparent, lichtdurchlässig oder opak sein. Kunststoff und Glas sind Beispiele bevorzugter steifer Substratmaterialien. Kunststoff- und Metallfolien sind Beispiele bevorzugter flexibler Substratmaterialien. Das Substrat 110 kann ein Halbleitermaterial sein, um die Herstellung von Schaltkreisen zu vereinfachen. Zum Beispiel kann das Substrat 110 ein Silikonwafer sein, auf dem Schaltkreise hergestellt werden, die in der Lage sind, OLEDs zu steuern, die anschließend auf dem Substrat abgeschieden werden. Es können auch andere Substrate zum Einsatz kommen. Das Material und die Dicke des Substrates 110 können derart ausgewählt werden, dass gewünschte strukturelle und optische Eigenschaften erhalten werden.
Die Anode 115 kann jede geeignete Anode sein, die ausreichend leitfähig ist, um Löcher zu den organischen Schichten zu transportieren. Das Material der Anode 115 weist vorzugsweise eine Austrittsarbeit auf, die höher als etwa 4 eV ist (ein „Material mit hoher Austrittsarbeit”). Zu bevorzugten Anodenmaterialien zählen leitende Metalloxide, wie Indiumzinnoxid (ITO – indium tin oxide) und Indiumzinkoxid (IZO – indium zinc oxide), Aluminiumzinkoxid (AlZnO – aluminum zinc oxide), und Metalle. Die Anode 115 (und das Substrat 110) können ausreichend transparent sein, um eine Boden-emittierende Vorrichtung zu erzeugen. Eine bevorzugte transparente Substrat- und Anoden-Kombination ist im Handel erhältliches ITO (Anode) abgeschieden auf Glas oder Kunstsoff (Substrat). Eine flexible und transparente Substrat-Anoden-Kombination ist in US-Patentschrift Nr. 5,844,363 und 6,602,540 offenbart, die durch Verweis in ihrer Gesamtheit eingeschlossen sind. Die Anode 115 kann opak und/oder reflektierend sein. Eine reflektierende Anode 115 kann für einige Decken-emittierende Vorrichtungen bevorzugt sein, um die Menge des Lichtes zu erhöhen, das aus der Deckschicht der Vorrichtung emittiert wird. Das Material und die Dicke der Anode 115 können derart ausgewählt werden, dass gewünschte leitende und optische Eigenschaften erhalten werden. Wo die Anode 115 transparent ist, kann es einen Dickenbereich für ein bestimmtes Material geben, welcher dick genug ist, um die gewünschte Leitfähigkeit bereitzustellen, jedoch dünn genug, um das gewünschte Maß an Transparenz bereitzustellen. Es können auch andere Anodenmaterialien und -strukturen zum Einsatz kommen.
Die Lochtransportschicht 125 kann ein Material beinhalten, das in der Lage ist, Löcher zu transportieren. Die Lochtransportschicht 130 kann intrinsisch (undotiert) oder dotiert sein. Dotieren kann verwendet werden, um die Leitfähigkeit zu steigern. α-NPD und TPD sind Beispiele intrinsischer Lochtransportschichten. Ein Beispiel einer p-dotierten Lochtransportschicht ist m-MTDATA dotiert mit F₄-TCNQ in einem Molverhältnis von 50:1, wie in US-Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2003/0230980 von Forrest et al. offenbart, die durch Verweis in ihrer Gesamtheit eingeschlossen ist. Es können auch andere Lochtransportschichten zum Einsatz kommen.
Die Emissionsschicht 135 kann ein organisches Material beinhalten, das in der Lage ist, Licht zu emittieren, wenn ein Strom zwischen der Anode 115 und der Kathode 160 fließt. Vorzugsweise enthält die Emissionsschicht 135 ein phosphoreszierendes Emissionsmaterial, obwohl auch fluoreszierende Emissionsmaterialien zum Einsatz kommen können. Phosphoreszierende Materialien sind aufgrund der höheren Lumineszenzeffizienzen im Zusammenhang mit derartigen Materialien bevorzugt. Die Emissionsschicht 135 kann auch ein Hostmaterial umfassen, das in der Lage ist, Elektronen und/oder Löcher zu transportieren, dotiert mit einem Emissionsmaterial, das Elektronen, Löcher und/oder Exzitonen einfangen kann, derart, dass die Exzitonen über einen Photoemissionsmechanismus aus dem Emissionsmaterial relaxieren. Die Emissionsschicht 135 kann ein einzelnes Material umfassen, welches Transport- und Emissionseigenschaften kombiniert. Egal ob das Emissionsmaterial ein Dotierstoff oder ein Hauptbestandteil ist, kann die Emissionsschicht 135 auch andere Materialien umfassen, wie Dotierstoffe, welche die Emission des Emissionsmaterials abstimmen. Die Emissionsschicht 135 kann mehrere Emissionsmaterialien beinhalten, die in der Lage sind, in Kombination, ein gewünschtes Spektrum an Licht zu emittieren. Zu Beispielen phosphoreszierender Emissionsmaterialien zählt Ir(ppy)₃. Zu Beispielen fluoreszierender Emissionsmaterialien zählen DCM und DMQA. Zu Beispielen von Hostmaterialien zählen Alq₃, CBP und mCP. Beispiele von Emissions- und Hostmaterialien sind in US-Patentschrift Nr. 6,303,238 von Thompson et al. offenbart, die durch Verweis in ihrer Gesamtheit eingeschlossen ist. Das Emittermaterial kann in einer Reihe von Möglichkeiten in die Emissionsschicht 135 eingeschlossen sein. Zum Beispiel kann ein emittierendes Kleinmolekül in ein Polymer eingeschlossen sein. Dies kann durch mehrere Möglichkeiten erreicht werden: durch Dotieren des Kleinmoleküls in das Polymer entweder als eine separate und einzelne Molekularspezies, oder durch Einschluss des Kleinmoleküls in die Hauptkette des Polymers, um ein Copolymer zu bilden, oder durch Bindung des Kleinmoleküls als eine Seitengruppe an das Polymer. Es können auch andere Emissionsschichtmaterialien und -strukturen zum Einsatz kommen. Zum Beispiel kann ein Kleinmolekül-Emittermaterial als der Kern eines Dendrimers vorliegen.
Viele geeignete Emittermaterialien beinhalten einen oder mehrere Liganden gebunden an ein Metallzentrum. Ein Ligand kann als „photoaktiv” bezeichnet werden, wenn er direkt zu den photoaktiven Eigenschaften eines metallorganischen Emittermaterials beiträgt. Ein „photoaktiver” Ligand kann, in Verbindung mit einem Metall, die Energielevel bereitstellen, aus denen und zu denen sich ein Elektron bewegt, wenn ein Photon emittiert wird. Andere Liganden können als „ergänzend” bezeichnet werden. Ergänzungsliganden können die photoaktiven Eigenschaften des Moleküls modifizieren, zum Beispiel durch Verschiebung der Energielevel eines photoaktiven Liganden, jedoch stellen Ergänzungsliganden nicht direkt die Energielevel bereit, die an der Lichtemission beteiligt sind. Ein Ligand, der in einem Molekül photoaktiv ist, kann in einem anderen ergänzend sein. Diese Definitionen von photoaktiv und ergänzend sind als nichteinschränkende Theorien gedacht.
Die Elektronentransportschicht 145 kann ein Material beinhalten, das in der Lage ist, Elektronen zu transportieren. Die Elektronentransportschicht 145 kann intrinsisch (undotiert) oder dotiert sein. Dotieren kann verwendet werden, um die Leitfähigkeit zu steigern. Alq₃ ist ein Beispiel einer intrinsischen Elektronentransportschicht. Ein Beispiel einer n-dotierten Elektronentransportschicht ist Bphen dotiert mit Li in einem Molverhältnis von 1:1, wie in US-Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2003/0230980 von Forrest et al. offenbart, die durch Verweis in ihrer Gesamtheit eingeschlossen ist. Es können auch andere Elektronentransportschichten zum Einsatz kommen.
Die ladungstransportierende Komponente der Elektronentransportschicht kann derart ausgewählt werden, dass Elektronen effizient aus der Kathode in das LUMO(niedrigstes unbesetztes Molekularorbital)-Energielevel der Elektronentransportschicht injiziert werden können. Die „ladungstransportierende Komponente” ist das Material, das für das LUMO-Energielevel verantwortlich ist, das tatsächlich Elektronen transportiert. Diese Komponente kann das Grundmaterial sein oder es kann ein Dotierstoff sein. Das LUMO-Energielevel eines organischen Materials kann im Allgemeinen durch die Elektronenaffinität dieses Materials gekennzeichnet sein, und die relative Elektroneninjektionseffizienz einer Kathode kann im Allgemeinen hinsichtlich der Austrittsarbeit des Kathodenmaterials gekennzeichnet sein. Dies bedeutet, dass die bevorzugten Eigenschaften einer Elektronentransportschicht und der benachbarten Kathode hinsichtlich der Elektronenaffinität der ladungstragenden Komponente der Elektronentransportschicht und der Arbeitsfunktion des Kathodenmaterials spezifiziert werden können. Insbesondere, um eine hohe Elektroneninjektionseffizienz zu erreichen, ist die Austrittsarbeit des Kathodenmaterials vorzugsweise um nicht mehr als etwa 0,75 eV, bevorzugter um nicht mehr als etwa 0,5 eV größer als die Elektronenaffinität der ladungstragenden Komponente der Elektronentransportschicht. Ähnliche Überlegungen gelten für jede Schicht, in die Elektronen injiziert werden.
Die Kathode 160 kann jede/s in der Technik bekannte geeignete Material oder Kombination aus Materialien sein, derart, dass die Kathode 160 in der Lage ist, Elektronen zu leiten und sie in die organischen Schichten der Vorrichtung 100 zu injizieren. Die Kathode 160 kann transparent oder opak sein, und sie kann reflektierend sein. Metalle und Metalloxide sind Beispiele geeigneter Kathodenmaterialien. Die Kathode 160 kann eine einzelne Schicht sein oder kann eine Verbundstruktur aufweisen. 1 zeigt eine Verbundkathode 160 mit einer dünnen Metallschicht 162 und einer dickeren leitenden Metalloxidschicht 164. Bei einer Verbundkathode zählen zu bevorzugten Materialien für die dickere Schicht 164 ITO, IZO und weitere in der Technik bekannte Materialien. US-Patentschrift Nr. 5,703,436 ; 5,707,745 ; 6,548,956 und 6,576,134 , die durch Verweis in ihrer Gesamtheit eingeschlossen sind, offenbaren Beispiele von Kathoden, einschließlich Verbundkathoden mit einer dünnen Schicht aus Metall, wie Mg:Ag, mit einer darüber liegenden transparenten, elektrisch leitenden, durch Sputtern abgeschiedenen ITO-Schicht. Der Teil der Kathode 160, der in Kontakt mit der darunter liegenden organischen Schicht steht, egal ob es sich um eine Einzelschichtkathode 160, die dünne Metallschicht 162 einer Verbundkathode oder einen anderen Teil handelt, ist vorzugsweise aus einem Material hergestellt, das eine Austrittsarbeit aufweist, die niedriger als etwa 4 eV ist (ein „Material mit niedriger Austrittsarbeit”). Es können auch andere Kathodenmaterialien und -strukturen zum Einsatz kommen.
Blockierschichten können verwendet werden, um die Zahl der Ladungsträger (Elektronen oder Löcher) und/oder Exzitonen zu verringern, welche die Emissionsschicht verlassen. Eine Elektronenblockierschicht 130 kann zwischen der Emissionsschicht 135 und der Lochtransportschicht 125 angeordnet sein, um Elektronen am Verlassen der Emissionsschicht 135 in Richtung der Lochtransportschicht 125 zu hindern. Ähnlich kann eine Lochblockierschicht 140 zwischen der Emissionsschicht 135 und der Elektronentransportschicht 145 angeordnet sein, um Löcher am Verlassen der Emissionsschicht 135 in Richtung der Elektronentransportschicht 145 zu hindern. Blockierschichten können auch verwendet werden, um Exzitonen am Herausdiffundieren aus der Emissionsschicht zu hindern. Die Theorie und Verwendung von Blockierschichten ist in US-Patentschrift Nr. 6,097,147 und US-Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2003/0230980 von Forrest et al., die durch Verweis in ihrer Gesamtheit eingeschlossen sind, detaillierter beschrieben.
Wie hierin verwendet, und wie durch einen Fachmann auf dem Gebiet verstanden werden würde, bedeutet der Begriff „Blockierschicht”, dass die Schicht eine Barriere bereitstellt, die signifikant den Transport von Ladungsträgern und/oder Exzitonen durch die Einheit hemmt, ohne zu suggerieren, dass die Schicht notwendigerweise die Ladungsträger und/oder Exzitone komplett blockiert. Die Gegenwart einer derartigen Blockierschicht in einer Einheit kann in wesentlich höheren Effizienzen im Vergleich zu einer ähnlichen Einheit, der eine Blockierschicht fehlt, resultieren. Eine Blockierschicht kann auch verwendet werden, um die Emission auf eine gewünschte Region einer OLED zu begrenzen.
Im Allgemeinen bestehen die Injektionsschichten aus einem Material, welches die Injektion von Ladungsträgern aus einer Schicht, wie einer Elektrode oder einer organischen Schicht, in eine benachbarte organische Schicht verbessern können. Injektionsschichten können auch eine Ladungstransportfunktion erfüllen. Bei der Vorrichtung 100 kann die Lochinjektionsschicht 120 jede Schicht sein, welche die Injektion von Löchern von der Anode 115 in die Lochtransportschicht 125 verbessert. CuPc ist ein Beispiel eines Materials, das als eine Lochinjektionsschicht aus einer ITO-Anode 115 und anderen Anoden verwendet werden kann. Bei der Vorrichtung 100 kann die Elektroneninjektionsschicht 150 jede Schicht sein, welche die Injektion von Elektronen in die Elektronentransportschicht 145 verbessert. LiF/Al ist ein Beispiel eines Materials, das als eine Elektroneninjektionsschicht in eine Elektronentransportschicht aus einer benachbarten Schicht verwendet werden kann. Es können auch andere Materialien oder Kombinationen von Materialien für Injektionsschichten verwendet werden. Abhängig von der Konfiguration einer bestimmten Vorrichtung können die Injektionsschichten auch an anderen Positionen als den bei Vorrichtung 100 gezeigten angeordnet sein. Mehr Beispiele von Injektionsschichten sind in US-Patentschrift Nr. 7,071,615 von Lu et al. bereitgestellt, die durch Verweis in ihrer Gesamtheit eingeschlossen ist. Eine Lochinjektionsschicht kann ein aus Lösung abgeschiedenes Material umfassen, wie ein Schleuderbeschichtetes Polymer, z. B. PEDOT:PSS, oder es kann ein aus Dampf abgelagertes Kleinmolekülmaterial sein, z. B. CuPc oder MTDATA.
Eine Lochinjektionsschicht (HIL – hole injection layer) kann die Anodenoberfläche planarisieren oder benetzen, um eine effiziente Lochinjektion aus der Anode in das Lochinjektionsmaterial bereitzustellen. Eine Lochinjektionsschicht kann auch eine ladungstransportierende Komponente mit HOMO(höchstes besetztes Molekularorbital)-Energielevels aufweisen, die vorteilhafterweise zusammenpassen, wie durch ihre hierin beschriebenen relativen Ionisationspotenzial(IP)-Energien definiert, mit der benachbarten Anodenschicht auf einer Seite der HIL und der Lochtransportschicht auf der gegenüberliegenden Seite der HIL. Die „ladungstransportierende Komponente” ist das Material, das für das HOMO-Energielevel verantwortlich ist, das tatsächlich Löcher transportiert. Diese Komponente kann das Grundmaterial der HIL sein, oder es kann ein Dotierstoff sein. Die Verwendung einer dotierten HIL gestattet es, den Dotierstoff nach seinen elektrischen Eigenschaften auszuwählen, und den Host nach morphologischen Eigenschaften, wie Benetzung, Flexibilität, Belastbarkeit usw. auszuwählen. Bevorzugte Eigenschaften für das HIL-Material sind derart, dass Löcher effizient aus der Anode in das HIL-Material injiziert werden können. Insbesondere weist die ladungstragende Komponente der HIL vorzugsweise ein IP von nicht mehr als etwa 0,7 eV größer als das IP des Anodenmaterials auf. Bevorzugter weist die ladungstragende Komponente ein IP von nicht mehr als etwa 0,5 eV größer als das Anodenmaterial auf. Ähnliche Überlegungen gelten für jede Schicht, in die Löcher injiziert werden. HIL-Materialien werden ferner dadurch von herkömmlichen Lochtransportmaterialien, die üblicherweise in der Lochtransportschicht einer OLED verwendet werden, unterschieden, dass derartige HIL-Materialien eine Lochleitfähigkeit aufweisen können, die wesentlich geringer ist als die Lochleitfähigkeit herkömmlicher Lochtransportmaterialien. Die Dicke der HIL der vorliegenden Erfindung kann dick genug sein, um dabei zu helfen, die Oberfläche der Anodenschicht zu planarisieren oder zu benetzen. Zum Beispiel kann eine HIL-Dicke von gerade einmal 10 nm akzeptabel für eine sehr glatte Anodenoberfläche sein. Da Anodenoberflächen jedoch dazu neigen, sehr rau zu sein, kann in einigen Fällen eine Dicke für die HIL von bis zu 50 nm gewünscht sein. Beispiele von Lochinjektionsmaterialien, die zum Einsatz kommen können, sind in Tabelle 1 unten gezeigt.
Tabelle 1.
Eine Schutzschicht kann verwendet werden, um darunter liegende Schichten während der nachfolgenden Herstellungsprozesse zu schützen. Zum Beispiel können die Prozesse, die zum Herstellen von Metall- oder Metalloxid-Deckelektroden durchgeführt werden, organische Schichten beschädigen, und eine Schutzschicht kann verwendet werden, um eine derartige Beschädigung zu verringern oder zu eliminieren. Bei der Vorrichtung 100 kann die Schutzschicht 155 die Beschädigung darunter liegender organischer Schichten während der Herstellung der Kathode 160 verringern. Vorzugsweise weist eine Schutzschicht eine hohe Trägermobilität für die Art des Trägers auf, die sie transportiert (Elektronen bei Vorrichtung 100), derart, dass sie die Betriebsspannung der Vorrichtung 100 nicht wesentlich erhöht. CuPc, BCP und verschiedene Metall-Phthalocyanine sind Beispiele von Materialien, die in Schutzschichten verwendet werden können. Es können auch andere Materialien oder Kombinationen von Materialien zum Einsatz kommen. Die Dicke der Schutzschicht 155 ist vorzugsweise dick genug, dass wenig oder keine Beschädigung der darunter liegenden Schichten aufgrund von Herstellungsprozessen entsteht, die stattfinden, nachdem die organische Schutzschicht 160 abgeschieden wurde, jedoch nicht so dick, dass sie die Betriebsspannung der Vorrichtung 100 wesentlich erhöhen würde. Die Schutzschicht 155 kann dotiert sein, um ihre Leitfähigkeit zu erhöhen. Zum Beispiel kann eine CuPc- oder BCP-Schutzschicht 160 mit Li dotiert sein. Eine detailliertere Beschreibung von Schutzschichten findet sich in US-Patentschrift Nr. 7,071,615 von Lu et al., die durch Verweis in ihrer Gesamtheit eingeschlossen ist.
2 zeigt eine invertierte OLED 200. Die Vorrichtung beinhaltet ein Substrat 210, eine Kathode 215, eine Emissionsschicht 220, eine Lochtransportschicht 225 und eine Anode 230. Die Vorrichtung 200 kann durch Abscheiden der beschriebenen Schichten der Reihe nach hergestellt werden. Weil die üblichste OLED-Konfiguration eine Kathode angeordnet über der Anode aufweist, und die Vorrichtung 200 die Kathode 215 unter der Anode 230 angeordnet aufweist, kann die Vorrichtung 200 als eine „umgekehrte” OLED bezeichnet werden. Es können ähnliche Materialien wie die in Bezug auf die Vorrichtung 100 beschriebenen für die entsprechenden Schichten der Vorrichtung 200 verwendet werden. 2 liefert ein Beispiel, wie einige Schichten aus der Struktur der Vorrichtung 100 weggelassen werden können.
Die einfache Schichtstruktur, die in 1 und 2 veranschaulicht ist, ist als nichteinschränkendes Beispiel bereitgestellt, und es wird verstanden, dass Ausführungsformen der Erfindung in Verbindung mit einer Vielzahl anderer Strukturen verwendet werden können. Die beschriebenen spezifischen Materialien und Strukturen sind beispielhafter Natur, und es können auch andere Materialien und Strukturen zum Einsatz kommen. Funktionale OLEDs können durch Kombination der beschriebenen verschiedenen Schichten auf unterschiedliche Art und Weise erreicht werden, oder Schichten können auf der Grundlage von Design-, Leistungs- und Kostenfaktoren komplett weggelassen werden. Weitere Schichten, die nicht spezifisch beschrieben sind, können auch eingeschlossen werden. Es können auch andere Materialien als die spezifisch beschriebenen zum Einsatz kommen. Obwohl viele der hierin bereitgestellten Beispiele verschiedene Schichten als ein einzelnes Material umfassend beschreiben, wird verstanden, dass Kombinationen von Materialien, wie eine Mischung aus Host und Dotierstoff, oder allgemeiner eine Mischung, zum Einsatz kommen können. Die Schichten können auch verschiedene Unterschichten aufweisen. Die den verschiedenen Schichten hierin gegebenen Namen sollen nicht streng einschränkend sein. Zum Beispiel transportiert bei Vorrichtung 200 die Lochtransportschicht 225 Löcher und injiziert Löcher in die Emissionsschicht 220 und kann als eine Lochtransportschicht oder eine Lochinjektionsschicht beschrieben werden. In einer Ausführungsform kann eine OLED als eine „organische Schicht” angeordnet zwischen einer Kathode und einer Anode aufweisend beschrieben werden. Diese organische Schicht kann eine einzelne Schicht umfassen, oder sie kann ferner multiple Schichten aus unterschiedlichen organischen Materialien umfassen, wie zum Beispiel in Bezug auf 1 und 2 beschrieben.
Es können auch Strukturen und Materialien zum Einsatz kommen, die nicht spezifisch beschrieben sind, wie OLEDs bestehend aus Polymermaterialien (PLEDs), wie in US-Patentschrift Nr. 5,247,190 von Friend et al. offenbart, die durch Verweis in ihrer Gesamtheit eingeschlossen ist. Als weiteres Beispiel können OLEDs mit einer einzelnen organischen Schicht zum Einsatz kommen. OLEDs können gestapelt sein, zum Beispiel wie in US-Patentschrift Nr. 5,707,745 von Forrest et al. beschrieben, die durch Verweis in ihrer Gesamtheit eingeschlossen ist. Die OLED-Struktur kann von der in 1 und 2 veranschaulichten einfachen Schichtstruktur abweichen. Zum Beispiel kann das Substrat eine abgewinkelte reflektierende Oberfläche beinhalten, um das Auskoppeln zu verbessern, wie eine Mesa-Struktur, wie in US-Patentschrift Nr. 6,091,195 von Forrest et al. beschrieben, und/oder eine Pit-Struktur, wie in US-Patentschrift Nr. 5,834,893 von Bulovic et al. beschrieben, die durch Verweis in ihrer Gesamtheit eingeschlossen sind.
Sofern nicht anders spezifiziert, können sämtliche der Schichten der verschiedenen Ausführungsformen durch jedes geeignete Verfahren abgeschieden werden. Für die organischen Schichten zählen zu bevorzugten Verfahren thermische Verdampfung, Tintenstrahl, wie in US-Patentschrift Nr. 6,013,982 und 6,087,196 beschrieben, die durch Verweis in ihrer Gesamtheit eingeschlossen sind, organische Dampfphasenabscheidung (OVPD – organic vapor Phase deposition), wie in US-Patentschrift Nr. 6,337,102 von Forrest et al. beschrieben, die durch Verweis in ihrer Gesamtheit eingeschlossen ist, und Abscheidung durch organischen Dampfstrahldruck (OVJP – organic vapor jet printing), wie in US-Patentschrift Nr. 7,431,968 an Shtein et al. beschrieben, die durch Verweis in ihrer Gesamtheit eingeschlossen ist. Zu weiteren geeigneten Ablagerungsverfahren zählen Schleuder-Beschichtung und andere Lösungs-basierte Prozesse. Lösungs-basierte Prozesse werden vorzugsweise in Stickstoff oder einer inerten Atmosphäre durchgeführt. Für die anderen Schichten zählt zu den bevorzugten Verfahren thermische Verdampfung. Zu bevorzugten Strukturierungsverfahren zählen Abscheiden durch eine Maske, Kaltverschweißung, wie in US-Patentschrift Nr. 6,294,398 und 6,468,819 beschrieben, die durch Verweis in ihrer Gesamtheit eingeschlossen sind, und Strukturierung im Zusammenhang mit einigen der Abscheidungsverfahren, wie Tintenstrahl und OVJP. Es können auch andere Verfahren zum Einsatz kommen. Die abzulagernden Materialien können modifiziert werden, um sie mit einem bestimmten Abscheidungsverfahren kompatibel zu machen. Zum Beispiel können Substituenten, wie Alkyl- und Arylgruppen, verzweigt oder unverzweigt, und vorzugsweise mindestens 3 Kohlenstoffe enthaltend, in Kleinmolekülen verwendet werden, um ihre Fähigkeit zu steigern, die Lösungsverarbeitung zu durchlaufen. Es können auch Substituenten mit 20 Kohlenstoffen oder mehr verwendet werden, und 3–20 Kohlenstoffe sind ein bevorzugter Bereich. Materialien mit asymmetrischen Strukturen können eine bessere Lösungsverarbeitbarkeit aufweisen als diejenigen mit symmetrischen Strukturen, weil asymmetrische Materialien eine geringere Tendenz zum Rekristallisieren aufweisen können. Dendrimer-Substituenten können eingesetzt werden, um die Fähigkeit von Kleinmolekülen zu steigern, die Lösungsverarbeitung zu durchlaufen.
Die hierin offenbarten Moleküle können in einer Reihe unterschiedlicher Möglichkeiten substituiert werden, ohne sich vom Umfang der Erfindung zu entfernen. Zum Beispiel können Substituenten zu einer Verbindung mit drei zweizähnigen Liganden hinzugefügt werden, derart, dass nachdem die Substituenten hinzugefügt wurden, ein oder mehrere der zweizähnigen Liganden miteinander verbunden sind, um zum Beispiel einen vierzähnigen oder sechszähnigen Liganden zu bilden. Es können auch andere derartige Bindungen gebildet werden. Man glaubt, dass diese Art der Bindung die Stabilität relativ zu einer ähnlichen Verbindung ohne Bindung erhöhen kann, und zwar aufgrund der Tatsache, die in der Technik allgemein als „Chelat-Effekt” verstanden wird.
Vorrichtungen, die in Übereinstimmung mit Ausführungsformen der Erfindung hergestellt werden, können in eine Vielzahl von Konsumgütern eingeschlossen werden, einschließlich Flachbildschirme, Computermonitore, TV-Geräte, Werbetafeln, Leuchten für Innen- oder Außenbeleuchtung und/oder -anzeigen, Heads-up-Displays, volltransparente Anzeigen, flexible Anzeigen, Laserdrucker, Telefone, Mobiltelefone, PDAs (personal digital assistants), Laptops, Digitalkameras, Camcorder, Sucher, Mikrodisplays, Fahrzeuge, eine Großbildleinwand, Theaterleinwand oder Stadionanzeige oder eine Hinweistafel. Es können verschiedene Steuermechanismen zum Einsatz kommen, um Vorrichtungen zu steuern, die in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung hergestellt wurden, einschließlich passive Matrix und aktive Matrix. Viele der Vorrichtungen sind für die Verwendung in einem Temperaturbereich gedacht, der für den Menschen angenehm ist, wie 18–30°C, und bevorzugter bei Raumtemperatur (20–25°C).
Die hierin beschriebenen Materialien und Strukturen können auch in anderen Vorrichtungen als OLEDs zur Anwendung kommen. Zum Beispiel können andere optoelektronische Vorrichtungen, wie organische Solarzellen und organische Photodetektoren, die Materialien und Strukturen einsetzen. Allgemeiner können organische Vorrichtugen, wie organische Transistoren, die Materialien und Strukturen einsetzen.
Gemäß einem Aspekt stellt die vorliegende Erfindung eine organische elektronische Vorrichtung bereit, welche eine organische Ladungstransportschicht umfasst. Die Ladungstransportschicht umfasst eine kovalent vernetzte Hostmatrix. Die kovalent vernetzte Hostmatrix umfasst eine Ladungstransportverbindung als molekulare Untereinheiten, die miteinander vernetzt sind, d. h. die vernetzte Matrix wird durch die Vernetzung der Ladungstransportverbindung gebildet. Durch die Bildung einer Ladungstransportverbindung als molekulare Untereinheiten ist die vernetze Hostmatrix der vorliegenden Erfindung in der Lage, Ladungen zu transportieren (Löcher, Elektronen oder beides). Mit anderen Worten, wenn die vernetzte Hostmatrix der vorliegenden Erfindung als einziges Material für eine Ladungstransportschicht in einer OLED verwendet werden sollte (z. B. Lochtransportschicht oder Elektronentransportschicht), dann würde die vernetzte Hostmatrix die Ladung durch die Einheit leiten und die Einheit wäre funktionsfähig. Dies steht im Gegensatz zu vernetzten Matrizen, die für Ladungstransferreaktionen inert sind (wie das inerte vernetzte Polymernetzwerk beschrieben in Zhou et al., Applied Physics Letters 96:013504, 2010). Wenn eine inerte vernetzte Matrix als das einzige Material für eine Ladungstransportschicht in einer OLED verwendet werden sollte, würde die inert vernetzte Hostmatrix keine Ladung leiten und die Einheit wäre nicht funktionsfähig.
Die Ladungstransportschicht umfasst ferner eine zweite Ladungstransportverbindung als eine Zusatzverbindung. Die Zusatzladungstransportverbindung ist eine separate und einzelne Molekularspezies aus der Hostmatrix. Die Hostmatrix und die Zusatzverbindung werden derart kombiniert, dass sie eine einzelne Ladungstransportschicht bilden (dies beschränkt die Einheit jedoch nicht darauf, nur eine einzelne Ladungstransportschicht aufzuweisen). Die Zusatzverbindung kann auf jede geeignete Art und Weise mit der Hostmatrix kombiniert werden, um eine einzelne Ladungstransportschicht zu bilden. Zum Beispiel kann die Zusatzladungstransportverbindung gleichmäßig oder homogen in der vernetzten Hostmatrix dispergiert sein, oder die Zusatzladungstransportverbindung kann in die vernetzte Hostmatrix eingebettet sein, oder die Zusatzladungstransportverbindung kann in einzelnen Aggregaten in der vernetzten Hostmatrix dispergiert sein (z. B. als Nanopartikel).
Wie hierin verwendet, bezeichnet der Begriff „Ladungstransportverbindung” eine Verbindung, die sowohl einen Ladungsträger aufnehmen kann als auch den Ladungsträger durch die Ladungstransportschicht transportieren kann, mit relativ hoher Effizienz und geringem Ladungsverlust. Der Begriff „Ladungstransportverbindung” soll ferner Verbindungen ausschließen, die nur als Ladungsaufnehmer in der Ladungstransportschicht agieren, diese jedoch nicht effizient transportieren können.
Die Ladungstransportverbindung kann lochtransportierend oder elektronentransportierend sein. Wie hierin verwendet, bedeutet der Begriff „Lochtransportverbindung” eine Verbindung, die in der Lage ist, sowohl einen positiven Ladungsträger (d. h. ein Loch) aufzunehmen als ihn auch effizient durch die Ladungstransportschicht zu transportieren. Wie oben erläutert, soll der Begriff „Lochtransportverbindung” ferner Verbindungen ausschließen, die lediglich als Lochaufnehmer agieren, diese jedoch nicht effizient transportieren können. Wie hierin verwendet, bedeutet der Begriff „Elektronentransportverbindung” eine Ladungstransportverbindung, die in der Lage ist, ein Elektron aufzunehmen und es effizient durch die Ladungstransportschicht zu transportieren. Wie oben erläutert, soll der Begriff „Elektronentransportverbindung” ferner Verbindungen ausschließen, die lediglich als Elektronenaufnehmer in der Ladungstransportschicht agieren, diese jedoch nicht effizient transportieren können, wenn sie allein in der Ladungstransportschicht eingesetzt werden.
Verbindungen, die als Ladungstransportverbindungen geeignet sind, können durch ihre LUMO/HOMO-Energielevel gekennzeichnet werden. In bestimmten Ausführungsformen weist eine Lochtransportverbindung, die in der vorliegenden Erfindung zum Einsatz kommt, ein HOMO-Energielevel auf, das zwischen der Austrittsarbeit von Indiumzinnoxid (ITO), bei welchem es sich um ein üblicherweise verwendetes Anodenmaterial handelt (ITO wird hier als ein Referenzstandard verwendet, jedoch ist die Einheit nicht darauf beschränkt, eine ITO-Anode aufzuweisen), und dem HOMO-Energielevel des Hostmaterials in der Emissionsschicht liegt. Zum Beispiel kann die Lochtransportverbindung ein HOMO-Energielevel aufweisen, das negativer (geringere Energie) als die Austrittsarbeit von Indiumzinnoxid (ITO) und weniger negativ (höhere Energie) als das HOMO-Energielevel des Hostmaterials in der Emissionsschicht ist. Ein Beispiel, wie das HOMO-Energielevel einer Lochtransportschicht relativ zu anderen Schichten in einer organischen Licht-emittierenden Vorrichtung angepasst werden kann, ist in 5 gezeigt. In 5 liegt das HOMO-Energielevel der Lochtransportschicht (HTL – hole transport layer) zwischen der ITO-Anode und dem Hostmaterial in der Emissionsschicht (EML – emissive layer). HIL ist die Lochinjektionsschicht (hole injection layer). In einigen Fällen weist die Lochtransportverbindung ein HOMO-Energielevel auf, das mindestens 0,1 eV negativer (geringere Energie) als die Austrittsarbeit von Indiumzinnoxid (ITO) und mindestens 0,1 eV weniger negative (höhere Energie) als das HOMO-Energielevel des Hostmaterials in der Emissionsschicht ist.
Die Zusatzlochtransportverbindung verbessert die Lochmobilität in der Lochtransportschicht. In einigen Fällen weist die Zusatzlochtransportverbindung eine höhere Lochmobilität als die Hostmatrix und/oder die Hostlochtransportverbindung, die zum Herstellen der Hostmatrix verwendet wird, auf. Die Lochleitfähigkeit σ = p·e·μ, wobei „p” die Lochdichte ist (Anzahl freier Löcher pro Einheitsvolumen, die durch das elektrische Feld zu transportieren ist), „e” = 1,6 × 10^–19 Coulomb (Ladung), und μ ist die Lochmobilität. Somit kann eine Lochtransportschicht mit einem Elektronenaufnehmer dotiert sein, wie F₄-TCNQ, um die Lochdichte in der Lochtransportschicht zu erhöhen und dadurch die Leitfähigkeit zu erhöhen. Jedoch kann eine Lochtransportverbindung, die als eine Zusatzverbindung in der vorliegenden Erfindung zum Einsatz kommt, die Leitfähigkeit in der Lochtransportschicht erhöhen, indem die Lochmobilität anstatt der Lochdichte erhöht wird.
In der Ladungstransportschicht kann für die Hostmatrix oder die Zusatzverbindung jede geeignete Ladungstransportverbindung zum Einsatz kommen. Zu Beispielen von Lochtransportverbindungen, die in der vorliegenden Erfindung zum Einsatz kommen können, zählen Arylaminverbindungen, wie α-NPD und TPD, und Carbazolderivate, wie CBP und mCP, wie unten gezeigt.
Zu weiteren Beispielen von Lochtransportverbindungen, die zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung geeignet sind, zählen die in Tabelle 2 unten gezeigten.
Tabelle 2.
Die Ladungstransportverbindung, die verwendet wird, um die Hostmatrix herzustellen, ist oder wurde derart modifiziert, dass sie eine oder mehrere reaktive Gruppen aufweist, die in der Lage ist/sind, kovalente Bindungsvernetzungen mit einer anderen reaktiven Gruppe zu bilden. Wie hierin verwendet, bezieht sich „reaktive Gruppe” auf jedes Atom, jede funktionale Gruppe oder jeden Teil eines Moleküls mit ausreichend Reaktivität zum Bilden von mindestens einer kovalenten Bindung mit einer anderen reaktiven Gruppe in einer chemischen Reaktion. Die Quervernetzung kann zwischen zwei identischen oder zwei unterschiedlichen reaktiven Gruppen stattfinden. Verschiedene reaktive Gruppen sind in der Technik bekannt, einschließlich diejenigen, die aus Aminen, Imiden, Amiden, Alkoholen, Estern, Epoxiden, Siloxanen, Vinyl und Verbindungen mit gespannten Ringen abgeleitet sind. Zu Beispielen derartiger reaktiver Gruppen zählen Oxetan-, Styrol- und Acrylat funktionelle Gruppen von Ladungstransportverbindungen mit derartigen vernetzbaren reaktiven Gruppen sind in Nuyken et al., Designed Monomers and Polymers 5(2/3):195–210 (2002); Bacher et al., Macromolecules 32:4551–57 (1999); Bellmann et al., Chem. Mater. 10:1668–76 (1998); Domercq et al., Chem. Mater. 15:1491–96 (2003); Muller et al., Synthetic Metals 111/112:31–34 (2000); Bacher et al., Macromolecules 38:1640–47 (2005) und Domercq et al., J Polymer Sci. 41:2726–32 (2003), US-Patentveröffentlichung Nr. 2004/0175638 (Tierney et al.) und 2005/0158523 (Gupta et al.) und US-Patentschrift Nr. 5,929,194 (Woo et al.) und 6,913,710 (Farrand et al.) beschrieben, die alle durch Verweis hierin eingeschlossen sind. Zu nichteinschränkenden Beispielen von Ladungstransportverbindungen, die für die Herstellung der Hostmatrix geeignet sind, zählen vernetzbare Derivate von Arylaminen, wie vernetzbare Formen von TPD oder α-NPD. In bestimmten Fällen können Styrylgruppen-tragende Arylaminderivate, wie N⁴,N⁴'-Di(naphthalen-1-yl)-N⁴´N⁴'-bis(4-vinylphenyl)biphenyl-4,4'-diamin (unten als HTL-1 bezeichnet), aufgrund ihrer moderaten Vernetzungstemperaturen als Lochtransportverbindungen für die Hostmatrix verwendet werden.
Gemäß einiger Ausführungsformen ist die Ladungstransportschicht der vorliegenden Erfindung eine Elektronentransportschicht. In derartigen Ausführungsformen kann die vernetzte Hostmatrix aus jeder geeigneten Elektronentransportverbindung hergestellt werden, die eine oder mehrere reaktive Gruppen aufweist, die vernetzte Bindungen bilden können. Zu Beispielen derartiger vernetzbarer Elektronentransportverbindungen zählen Folgende:
Es kann jede geeignete Elektronentransportzusatzverbindung (Kleinmolekül oder Polymer) in der vernetzten Elektronentransportschicht zum Einsatz kommen. Zu Beispielen von Elektronentransportzusatzverbindungen, die zum Einsatz kommen können, zählen diejenigen, die einen oder mehrere der folgenden Bausteine aufweisen:
In den obigen Verbindungen ist R¹ Wasserstoff, Alkyl, Alkoxy, Amino, Alkenyl, Alkinyl, Arylalkyl, Heteroalkyl, Aryl oder Heteroaryl. Ar¹, Ar² und Ar³ sind Aryle oder Heteroaryle. „k” ist eine ganze Zahl zwischen 0 und 20. X¹ bis X⁸ sind C (einschließlich CH) oder N. Zu weiteren Beispielen von Elektronentransportzusatzverbindungen, die in der vorliegenden Erfindung zum Einsatz kommen können, zählen diejenigen, die 2-Phenylbenzimidazol-Einheiten aufweisen, sowie die in Tabelle 3 unten gezeigten:
Tabelle 3.
Das Vernetzen kann durchgeführt werden, indem die vernetzbare Ladungstransportverbindung Hitze und/oder aktivischer Strahlung, einschließlich UV-Licht, Gamma-Strahlen oder Röntgenstrahlen, ausgesetzt wird. Die Vernetzung kann in Gegenwart eines Initiators ausgeführt werden, der sich unter Hitze oder Strahlung zersetzt, um freie Radikale oder Ionen zu erzeugen, welche die Vernetzungsreaktion initiieren. Die Vernetzung kann in-situ während der Herstellung der Einheit durchgeführt werden.
Die vernetzten organischen Schichten sind nachweislich Lösemittel-resistent (siehe zum Beispiel US-Patentschrift Nr. 6,982,179 an Kwong et al., die durch Verweis hierin eingeschlossen ist). Eine organische Schicht gebildet aus einer kovalent vernetzten Matrix kann bei der Herstellung organischer elektronischer Vorrichtungen durch Lösungsverarbeitungstechniken, wie Schleuder-Beschichtung, Sprüh-Beschichtung, Tauch-Beschichtung, Tintenstrahl und dergleichen geeignet sein. Bei der Lösungsverarbeitung werden die organischen Schichten in einem Lösemittel abgeschieden. Daher ist in einer mehrschichtigen Struktur jede darunter liegende Schicht vorzugsweise resistent gegenüber dem Lösemittel, das darauf abgeschieden wird.
Somit kann in bestimmten Ausführungsformen das Vernetzen der Ladungstransportverbindung für die Hostmatrix die organische Schicht resistent gegenüber Lösungsmitteln machen. Als solche kann die organische Schicht vermeiden, durch ein darüber abgelagertes Lösemittel aufgelöst, morphologisch beeinträchtigt oder zersetzt zu werden. Die organische Schicht kann gegen eine Vielzahl von Lösemitteln resistent sein, die bei der Herstellung organischer elektronischer Vorrichtungen zum Einsatz kommen, einschließlich Toluol, Xylen, Anisol und anderen substituierten aromatischen aliphatischen Lösemitteln. Der Prozess der Lösungsablagerung und des Vernetzens kann wiederholt werden, um eine mehrschichtige Struktur zu erzeugen.
Wie oben erläutert wurde, umfasst die Ladungstransportschicht ferner eine organische Ladungstransportverbindung als eine Zusatzverbindung (d. h. eine zweite Ladungstransportverbindung, welche die gleiche Art der Ladung wie die erste Ladungstransportverbindung oder die kovalent vernetzte Hostmatrix transportiert). In einigen Fällen ist die Zusatzladungstransportverbindung eine Kleinmolekülverbindung. Zum Beispiel kann die Zusatzladungstransportverbindung ein Molekulargewicht von weniger als 2000, und in einigen Fällen weniger als 800 aufweisen. In einigen Fällen ist die Zusatzladungstransportverbindung nicht vernetzbar (sie besitzt keine vernetzbaren reaktiven Gruppen). In einigen Fällen weist die Zusatzladungstransportverbindung eine relativ niedrige Löslichkeit in einem organischen Lösemittel auf. Zum Beispiel kann die Zusatzladungstransportverbindung eine Löslichkeit von weniger als 1 Gew.% in Toluol aufweisen (Toluol wird hier als ein Referenzstandard verwendet, jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf die Verwendung von Toluol beschränkt). Somit gestattet es die vorliegende Erfindung Ladungstransportverbindungen, die geringe Löslichkeit in einem organischen Lösemittel aufweisen, trotzdem durch Lösungsverarbeitungstechniken abgeschieden zu werden. Durch Kombination der gering löslichen (Zusatz-) Ladungstransportverbindung mit der Vernetzung der Hostladungstransportverbindung kann die Lösungsabscheidung der Zusatzladungstransportverbindung ermöglicht werden.
In einigen Fällen hat die Zusatzladungstransportverbindung die gleiche Molekularstruktur wie die Hostladungstransportverbindung, die zum Bilden der vernetzten Hostmatrix verwendet wird, außer dass die Hostladungstransportverbindung eine oder mehrere vernetzende reaktive Gruppen auf dem Molekül aufweist, die auf der Zusatzladungstransportverbindung nicht vorhanden sind. Zum Beispiel weisen α-NPD und die vernetzbare HTL-1 die gleiche Molekularstruktur auf, bis auf die Anwesenheit vernetzbarer Styrylgruppen auf HTL-1.
In einigen Fällen ist die Zusatzladungstransportverbindung eine Polymerverbindung. Eine Vielzahl von Polymerverbindungen mit Ladungstransportfähigkeiten (d. h. Lochtransport, Elektronentransport oder beides) können für die Verwendung als die Zusatzverbindung geeignet sein. In einigen Ausführungsformen kann die Zusatzpolymerverbindung Carbazol- und/oder Triarylamin-Einheiten, wie die in 6A und 6B gezeigten, beinhalten (siehe Tetrahedron 60 (2004) S. 7169–7176: „Synthesis of acrylate and norbornene polymers with Pendant 2,7-bis(diarylamino)fluorene holetransport groups"). In einigen Ausführungsformen kann die Zusatzpolymerverbindung aus den in 6C (siehe WO 99/48160 und WO 03/00773 ) oder 6D (siehe US 2008/0303427 ) oder 6E (siehe WO 09/67419 ) gezeigten ausgewählt sein, wobei Ar¹ Phenylen, substituiertes Phenylen, Naphthylen oder substituiertes Naphthylen ist; Ar² eine Arylgruppe ist; M ein konjugierter Teil ist; T¹ und T² unabhängig voneinander konjugierte Teile sind, die in einer nichtplanaren Konfiguration verbunden sind; a eine ganze Zahl zwischen 1 und 6 ist; b, c und d Molanteile sind, derart, dass b + c + d = 1,0, unter der Voraussetzung, dass c nicht Null ist und mindestens entweder b oder d nicht Null ist, und wenn b Null ist, M mindestens zwei Tharylamin-Einheiten umfasst; e eine ganze Zahl zwischen 1 und 6 ist; und n eine ganze Zahl größer als 1 ist.
In einigen Ausführungsformen kann die Zusatzpolymerverbindung aus den in 6F (siehe US 2006/0210827 ) oder 6G (siehe US 2008/0217605 ), wobei jedes Ar¹ und jedes Ar² Arylen ist und jedes Ar³ ein wahlweise substituiertes Phenyl ist, wie ein Stickstoffhaltiges Heteroaryl oder ein Schwefel-haltiges Heteroaryl, vorzugsweise wahlweise substituiertes 2-Thienyl, oder 6H (siehe JP 2005-75948 ) gezeigten ausgewählt sein. Gemäß einiger Ausführungsformen kann die Zusatzpolymerverbindung ein Polyfluorentriarylamin-Copolymer sein, wie die in 6I (siehe US 2006/0058494 ) gezeigten, wo Ar¹ und Ar³ jeweils ein aromatisches oder heteroaromatisches Ringsystem ist, das zwischen 2 und 40 Kohlenstoffatome aufweist; Ar² und Ar⁴ jeweils Ar¹, Ar³ oder eine Stilbenylen- oder Tolanylen-Einheit ist; Ar-fus ein aromatisches oder heteroaromatisches Ringsystem ist, das mindestens 9, jedoch höchstens 40 Atome (Kohlenstoff oder Heteroatome) in dem konjugierten System aufweist und das aus mindestens zwei fusionierten Ringen besteht; Ar⁵ ein aromatisches oder heteroaromatisches Ringsystem ist, das zwischen 2 und 40 Kohlenstoffatome aufweist; m und n jeweils 0, 1 oder 2 sind. In einigen Ausführungsformen kann die Zusatzpolymerverbindung aus den in 6J (siehe US 2006/0149016 ) oder 6K (siehe WO 03/095586 ) gezeigten oder Polythiophen-Derivaten, wie den in 6L gezeigten, ausgewählt sein.
Es kann jede geeignete Menge der Zusatzladungstransportverbindung in der Ladungstransportschicht verwendet werden. Vorzugsweise liegt die Zusatzladungstransportverbindung in einer Menge in einem Bereich von 1 bis 40 Gew.% relativ zur vernetzten Hostmatrix vor, und bevorzugter zwischen 5 und 30 Gew.%. In Fällen, wo eine organische Lösung verwendet wird, um die Ladungstransportschicht abzuscheiden, kann die organische Lösung die Zusatzladungstransportverbindung in einer Menge in einem Bereich von 1 bis 40 Gew.% relativ zur Hostladungstransportverbindung enthalten, und bevorzugter zwischen 5 und 30 Gew.%. Die Konzentration der Zusatzladungstransportverbindung in der organischen Lösung kann geringer als 1 Gew.% sein.
In Ausführungsformen, wo die Ladungstransportschicht der vorliegenden Erfindung eine Lochtransportschicht ist, die sich direkt neben der Emissionsschicht befindet, und die Emissionsschicht ein Hostmaterial und ein phosphoreszierendes Dotiermaterial umfasst, dient die Lochtransportschicht in einigen Fällen auch als eine Elektronenblockierschicht. Die Zusammensetzung dieser Lochtransportschicht kann derart ausgewählt sein, dass sie eine Elektronenblockierfunktion aufweist. In einigen Fällen weist die Zusatzverbindung in dieser Lochtransportschicht ein LUMO auf, das weniger elektronegativ (höhere Energie) ist als sowohl das LUMO der Hostverbindung als auch das LUMO der phosphoreszierenden Dotierverbindung in der Emissionsschicht. In einigen Fällen ist das LUMO der Zusatzverbindung mindestens 0,1 eV oder 0,2 eV weniger elektronegativ als sowohl das LUMO der Hostverbindung als auch das LUMO der phosphoreszierenden Dotierverbindung in der Emissionsschicht. In einigen Fällen weist die Zusatzverbindung eine breite HOMO-LUMO-Bandlücke auf. Zum Beispiel kann die HOMO-LUMO-Bandlücke der Zusatzverbindung mindestens 2,4 eV betragen. Diese Energielevel-Konfiguration kann eine Energiebarriere gegen den Fluss von Elektronen in die Lochtransportschicht bereitstellen. Diese Elektronenblockierfunktion dient der Eingrenzung der Elektronen in die Emissionsschicht, was die Lebensdauer der Vorrichtung weiter verlängern kann, weil die Elektronenmigration in die Lochtransportschicht die Lebensdauer der Einheit verkürzen und die Lochtransportfunktion in der Lochtransportschicht unterbrechen kann.
In einigen Ausführungsformen weisen die Vorrichtungen der vorliegenden Erfindung eine Lochinjektionsschicht zwischen der Emissionsschicht und der Anode auf. Die Lochinjektionsschicht kann unter Verwendung jeden geeigneten Lochinjektionsmaterials hergestellt werden. In einigen Fällen umfasst die Lochinjektionsschicht eine Kleinmolekülverbindung, und in einigen Fällen weist die Kleinmolekülverbindung ein Molekulargewicht von weniger als 2.000 auf. In einigen Fällen wird die Kleinmolekülverbindung für die Lochinjektionsschicht durch Verdampfungstechniken abgelagert, wie thermische Vakuumverdampfung.
In einigen Fällen umfasst die Lochinjektionsschicht ein Lochinjektionsmaterial, das nicht wasserlöslich ist. Die Verwendung wasserlöslicher Materialien (wie PEDOT) abgeschieden in einer wässrigen Lösung für die Lochinjektionsschicht kann besonders ungeeignet für phosphoreszierende OLEDs sein (im Vergleich zu fluoreszierenden OLEDs), in welchen die phosphoreszierende Emissionsschicht besonders empfindlich für Beschädigung durch Restwasser oder möglicherweise vorliegende Feuchtigkeit ist. Somit ist das Lochinjektionsmaterial in einigen Fällen löslich in einem organischen Lösemittel und wird durch Lösungsverarbeitung in einem organischen Lösemittel abgelagert.
In einigen Fällen umfasst die Lochinjektionsschicht ein vernetztes Lochinjektionsmaterial, wie die in US 2008/0220265 , die durch Verweis hierin eingeschlossen ist, beschriebenen vernetzten metallorganischen Komplexe. In derartigen Fällen kann die vernetzte Lochinjektionsschicht durch Abscheiden einer Lösung, die ein vernetzbares Lochinjektionsmaterial enthält, und durch Vernetzung des Materials hergestellt werden, wie in US 2008/0220265 beschrieben. Die vernetzte Lochinjektionsschicht kann ferner einen leitenden Dotierstoff umfassen, wie den in US 2008/0220265 beschriebenen. Eine Lochinjektionsschicht, die aus einer kovalent vernetzten Matrix gebildet ist, kann bei der Herstellung organischer Einheiten durch Lösungsverarbeitungstechniken von Nutzen sein. In einer mehrschichtigen Struktur ist jede darunter liegende Schicht vorzugsweise resistent gegen das Lösemittel, das darauf abgeschieden wird. Dies kann es der Ladungstransportschicht der vorliegenden Erfindung gestatten, durch Lösungsabscheidung auf der Lochinjektionsschicht abgeschieden zu werden, ohne dass die Lochinjektionsschicht durch ein darüber abgelagertes Lösemittel aufgelöst, morphologisch beeinträchtigt oder zersetzt wird.
In Ausführungsformen, wo die Vorrichtung eine OLED ist, kann die OLED eine fluoreszierende oder phosphoreszierende Emissionsvorrichtung sein. In einigen Ausführungsformen sind Vorrichtungen der vorliegenden Erfindung phosphoreszierende OLEDs mit einer Emissionsschicht, die ein Hostmaterial und ein phosphoreszierendes Dotiermaterial umfasst. In einigen Ausführungsformen sind Vorrichtungen der vorliegenden Erfindung fluoreszierende OLEDs mit einer Emissionsschicht, die eine fluoreszierende Emissionsverbindung (wie eine blaue fluoreszierende Emissionsverbindung) umfasst. In einigen Ausführungsformen beinhalten Vorrichtungen der vorliegenden Erfindung eine Elektronentransportschicht zwischen der Emissionsschicht und der Kathode.
In einigen Ausführungsformen weist die Ladungstransportschicht der vorliegenden Erfindung zwei oder mehr Zusatzladungstransportverbindungen auf. Zum Beispiel kann die Ladungstransportschicht einen Kleinmolekülzusatz und einen Polymerverbindungszusatz aufweisen.
EXPERIMENTE
Spezifische repräsentative Ausführungsformen der Erfindung werden nun beschrieben, einschließlich wie derartige Ausführungsformen hergestellt werden können. Es wird verstanden, dass die spezifischen Verfahren, Materialien, Bedingungen, Prozessparameter, Vorrichtungen und dergleichen nicht notwendigerweise den Umfang der Erfindung einschränken.
Organische Licht-emittierende Beispielvorrichtungen wurden mit Hilfe von Schleuder-Beschichtung und thermischer Vakuumverdampfung der unten gezeigten Verbindungen hergestellt. Die Vorrichtungen wurden auf einem Glassubstrat, vorbeschichtet mit Indiumzinnoxid (ITO) als die Anode, hergestellt. Die Kathode war eine Schicht aus LiF, gefolgt von einer Schicht aus Aluminium. Die Vorrichtungen wurden sofort nach der Herstellung mit einem Glasdeckel versiegelt mit einem Epoxidharz unter Stickstoff (<1 ppm H₂O und O₂) eingekapselt.
Beispielvorrichtung 1 wurde als eine Kontrolle hergestellt, und Beispielvorrichtung 2 wurde als die Experimentvorrichtung hergestellt. Bei beiden Vorrichtungen 1 und 2 wurde das Lochinjektionsmaterial HIL-1 zusammen mit dem Leitenden Dotierstoff-1 in Cyclohexanon-Lösemittel aufgelöst. Die Menge an Leitendem Dotierstoff-1 in der Lösung betrug 10 Gew.% relativ zur HIL-1. Die gesamte kombinierte Konzentration von HIL-1 und Leitendem Dotierstoff-1 betrug 0,5 Gew.% in Cyclohexanon. Zum Bilden der Lochinjektionsschicht (HIL) wurde die Lösung für 60 Sekunden mit 4000 U/min mit dem Schleuder-Beschichtungsverfahren auf die strukturierte Indiumzinnoxid(ITO)-Elektrode aufgebracht. Der resultierende Film wurde für 30 Minuten bei 250°C gebacken, was den Film unlöslich machte. Bei beiden Vorrichtungen wurden oben auf der HIL auch durch Schleuder-Beschichtung eine Lochtransportschicht (HTL) und dann eine Emissionsschicht (EML) gebildet.
Bei Vorrichtung 1 wurde die HTL durch Schleuder-Beschichtung einer 0,5 Gew.% Lösung des Lochtransportmaterials HTL-1 in Toluol mit 4000 U/min für 60 Sekunden hergestellt. Der HTL-Film wurde bei 200°C für 30 Minuten gebacken. Nach dem Backen wurde die HTL zu einem unlöslichen Film. Für die Vorrichtung 2 wurde die HTL-Lösung aus HTL-1 plus NPD in Toluol hergestellt, mit einer gesamten kombinierten Konzentration von 0,5 Gew.%. Die Menge an NPD betrug 20 Gew.% relativ zur HTL-1, oder ein 80:20 Verhältnis von HTL-1:NPD.
Für beide Vorrichtungen wurde die EML mit Hilfe einer Toluol-Lösung gebildet, die Host-1, Host-2 und Grünen Dotierstoff-1 mit einer gesamten kombinierten Konzentration von 0,75 Gew.% enthielt, mit Host-1:Host-2:Grüner Dotierstoff-1 in einem Gewichtsverhältnis von 68:20:12. Die Losung wurde mittels Schleuder-Beschichtung mit 1000 U/min für 60 Sekunden oben auf die unlösliche HTL aufgetragen und dann bei 80°C für 60 Minuten gebacken, um Lösemittelreste zu entfernen. Eine 50 Å Lochblockierschicht, die Host-2 enthielt, eine Elektronentransportschicht, die LG201 (erhältlich von LG Chemical Corp.) enthielt, eine Elektroneninjektionsschicht, die LiF enthielt, und eine Aluminiumelektrode (Kathode) wurden nacheinander auf herkömmliche Art und Weise vakuumabgeschieden.
Die Leistungen der Vorrichtungen wurden durch Betrieb unter einem konstanten Gleichstrom getestet. 3 zeigt eine graphische Darstellung der normalisierten Leuchtdichte gegenüber der Zeit für die Vorrichtungen. 4 zeigt eine graphische Darstellung der Leuchtdichteneffizienz als eine Funktion der Leuchtdichte für die Beispielvorrichtungen 1 und 2. Tabelle 4 unten fasst die Leistung der Vorrichtungen zusammen. Tabelle 4.

Vorrichtung 1 (Kontrolle) Vorrichtung 2

Volt @ 1000 cd/m² 6,5 6,2

LE (cd/A) @ 1000 cd/m² 42,8 47,0

LT₇₀ (Stunden) @ 8000 cd/m² 99 131

CIE (x; y) (0,33; 0,63) (0,33; 0,63)
Die Lebensdauer LT₇₀ (wie gemessen durch die Zeit, die für den Zerfall der Helligkeit auf 70% des anfänglichen Levels vergangen ist) betrug 99 Stunden für Vorrichtung 1 und 131 Stunden für Vorrichtung 2 mit einer Ausgangshelligkeit von 8.000 cd/m². Vorrichtung 2 mit dem NPD-Zusatz in der HTL wies eine 30 längere Lebensdauer als die Kontrollvorrichtung 1 ohne den NPD-Zusatz in der HTL auf. Darüber hinaus, wie in Tabelle 4 gezeigt, erforderte Vorrichtung 2 mit dem NPD-Zusatz eine niedrigere Betriebsspannung (6,2 V) im Vergleich zur Kontrollvorrichtung 1 (6,5 V), was anzeigt, dass die Lochmobilität durch die NPD-erweiterte HTL von Vorrichtung 2 besser war als die Lochmobilität durch die HTL (kein Zusatz) von Vorrichtung 1. Darüber hinaus, wie in Tabelle 4 gezeigt, arbeitete die Vorrichtung 2 mit einer besseren Leuchtdichteneffizienz als die Kontrollvorrichtung 1.
Eines der anderen feststellbaren Resultate dieses Experimentes ist, dass NPD durch Lösungsverarbeitung abgeschieden wurde, um die HTL zu bilden. NPD ist eine üblicherweise verwendete Lochtransportverbindung, wird jedoch üblicherweise durch thermische Vakuumverdampfung abgeschieden, weil es eine relativ niedrige Löslichkeit aufweist. Jedoch wurde durch Verwendung des Verfahrens der vorliegenden Erfindung die Lösungsabscheidung von NPD möglich gemacht und resultierte in der Herstellung einer Vorrichtung mit besserer Leistung.
Zur Herstellung der Vorrichtungen verwendete Materialien:
Grüner Dotierstoff-1 ist eine Mischung aus den Verbindungen A, B, C und D in einem Verhältnis von 1,9:18,0:46,7:32,8, wie unten gezeigt.
Es wurden auch organische Licht-emittierende Beispielvorrichtungen hergestellt, bei welchen die vernetzte Lochtransportschicht eine Polymerzusatzverbindung als die zweite Ladungstransportverbindung enthielt. Die Vorrichtungen wurden mit Hilfe von Schleuder-Beschichtung und thermischer Vakuumverdampfung der oben gezeigten Verbindungen hergestellt. Die Vorrichtungen wurden auf einem Glassubstrat, das mit Indiumzinnoxid (ITO) vorbeschichtet war, als die Anode hergestellt. Die Kathode war eine Schicht aus LiF, gefolgt von einer Schicht aus Aluminium. Die Vorrichtungen wurden mit einem Glasdeckel versiegelt mit einem Epoxidharz unter Stickstoff (<1 ppm H₂O und O₂) sofort nach der Herstellung eingekapselt.
Beispielvorrichtung 3 wurde als eine Kontrolle hergestellt und Beispielvorrichtung 4 wurde als die Experimentvorrichtung hergestellt. Bei beiden Vorrichtungen 3 und 4 wurde das Lochinjektionsmaterial HIL-1 zusammen mit dem Leitenden Dotierstoff-1 (beide oben gezeigt) in Cyclohexanon-Lösemittel aufgelöst. Die Menge an Leitendem Dotierstoff-1 in der Lösung betrug 10 Gew.% relativ zur HIL-1. Die gesamte kombinierte Konzentration von HIL-1 und Leitendem Dotierstoff-1 betrug 0,5 Gew.% in Cyclohexanon. Zum Bilden der Lochinjektionsschicht (HIL) wurde die Lösung für 60 Sekunden mit 4000 U/min mit dem Schleuder-Beschichtungsverfahren auf die strukturierte Indiumzinnoxid(ITO)-Elektrode aufgebracht. Der resultierende Film wurde für 30 Minuten bei 250°C gebacken, was den Film unlöslich machte. Bei beiden Vorrichtungen wurden oben auf der HIL auch durch Schleuder-Beschichtung eine Lochtransportschicht (HTL) und dann eine Emissionsschicht (EML) gebildet.
Für die Kontrollvorrichtung 3 wurde die HTL durch Schleuder-Beschichtung einer 0,5 Gew.% Lösung des Lochtransportmaterials HTL-1 (oben gezeigt) in Toluol mit 4000 U/min für 60 Sekunden hergestellt. Der HTL-Film wurde bei 200°C für 30 Minuten gebacken. Nach dem Backen wurde die HTL zu einem unlöslichen Film. Für die Experimentvorrichtung 4 wurde die HTL-Lösung aus HTL-1 plus PVK (Poly-N-Vinylcarbazol) in Chlorbenzen hergestellt, mit einer gesamten kombinierten Konzentration von 0,5 Gew.%. Die Menge an PKV betrug 20 Gew.% relativ zur HTL-1, oder ein 80:20 Verhältnis von HTL-1:PKV.
Für beide Vorrichtungen wurde die EML mit Hilfe einer Toluol-Lösung gebildet, die Host-1 und Grünen Dotierstoff-1 mit einer gesamten kombinierten Konzentration von 0,75 Gew.% enthielt, mit Host-1:Grüner Dotierstoff-1 in einem Gewichtsverhältnis von 88:12 (Verbindungsstrukturen oben gezeigt). Die Lösung wurde mittels Schleuder-Beschichtung mit 1000 U/min für 60 Sekunden oben auf die unlösliche HTL aufgetragen und dann bei 80°C für 60 Minuten gebacken, um Lösemittelreste zu entfernen. Eine 50 Å Lochblockierschicht, die Host-2 enthielt, eine Elektronentransportschicht, die LG201 (erhältlich von LG Chemical Corp.) enthielt, eine Elektroneninjektionsschicht, die LiF enthielt, und eine Aluminiumelektrode (Kathode) wurden nacheinander auf herkömmliche Art und Weise vakuumabgeschieden.
Tabelle 5 unten fasst die Leistungsdaten für die Kontrollvorrichtung 3 (ohne jeglichen Zusatz in der vernetzten HTL) und Vorrichtung 4 (mit dem Polymer-PVK-Zusatz in der vernetzten HTL) zusammen. Die Lebenddauer LT₈₀ (wie gemessen durch die Zeit, die für den Zerfall der Helligkeit auf 80% des anfänglichen Levels vergangen ist) betrug 89 Stunden für Vorrichtung 3 und 164 Stunden für Vorrichtung 4 bei einer Ausgangshelligkeit von 8000 cd/m². Gemäß diesem Ergebnis hatte die Vorrichtung 4 mit dem PVK-Zusatz in der HTL eine etwa 80% längere Lebensdauer als die Kontrollvorrichtung 3 ohne den PVK-Zusatz in der HTL. Wie in Tabelle 5 gezeigt, erforderte Vorrichtung 4 mit dem PVK-Zusatz eine leicht höhere Spannung (6,3 V) im Vergleich zur Kontrollvorrichtung 3 (6,1 V). Tabelle 5. Zusammenfassung der Vorrichtungsleistung (einzelne Zusatzverbindung)

Vorrichtung 3 (Kontrolle) Vorrichtung 4 (PVK-Zusatz)

Volt @ 1000 cd/m² 6,1 6,3

LE (cd/A) @ 1000 cd/m² 51 46,5

LT₈₀ (Stunden) @ 8000 cd/m² 89 164

CIE (x; y) (0,32; 0,63) (0,33; 0,63)
Es wurden auch organische Licht-emittierende Beispielvorrichtungen hergestellt, in welchen die vernetzte Lochtransportschicht sowohl eine Kleinmolekül-Ladungstransportverbindung als auch eine Polymer-Ladungstransportverbindung als Zusatzverbindungen enthielt. Für die Beispielvorrichtungen 5 und 6 wurden die Anode, die Kathode und die Lochinjektionsschicht in der gleichen Art und Weise hergestellt wie oben für Vorrichtung 3 und 4 beschrieben. Für Einheit 5 wurde die HTL durch Schleuder-Beschichtung einer 0,5 Gew.% Lösung des Lochtransportmaterials HTL-1 in Chlorbenzol mit 4000 U/min für 60 Sekunden hergestellt. Der HTL-Film wurde bei 200°C für 30 Minuten gebacken. Nach dem Backen wurde die HTL zu einem unlöslichen Film. Für Einheit 6 wurde die HTL-Lösung aus HTL-1 plus der Kleinmolekülverbindung NPD und der Polymerverbindung PVK in Chlorbenzen als Zusätze hergestellt, mit einer gesamten kombinierten Konzentration von 0,5 Gew.%. Das Gewichtsverhältnis von HTL-1:NPD:PVK betrug 70:10:20.

7 zeigt eine graphische Darstellung der Leuchtdichte (normalisiert) gegenüber der Zeit für die Vorrichtungen. Tabelle 6 unten fasst die Leistungsdaten für die Kontrollvorrichtung 5 (ohne jegliche Zusätze in der vernetzten HTL) und Vorrichtung 6 (mit sowohl NPD als auch PVK als Zusätze in der vernetzten HTL) zusammen. Die Lebensdauer LT₈₀ (wie gemessen durch die Zeit, die für den Zerfall der Helligkeit auf 80% des anfänglichen Levels vergangen ist) betrug 100 Stunden für Vorrichtung 5 und 130 Stunden für Vorrichtung 6 bei einer Ausgangshelligkeit von 8000 cd/m². Gemäß diesem Ergebnis hatte die Vorrichtung 6 mit dem NPD-Zusatz und dem PVK-Zusatz in der HTL eine etwa 30% längere Lebensdauer als die Kontrollvorrichtung 5 ohne jeglichen Zusatz in der HTL. Wie in Tabelle 6 gezeigt, erforderte Vorrichtung 6 mit dem NPD-Zusatz und dem PVK-Zusatz die gleiche Spannung (5,9 V) und hatte eine ähnliche Effizienz (~41,5 cd/A) im Vergleich zur Kontrollvorrichtung 5. Tabelle 6. Zusammenfassung der Vorrichtungsleistung (zweifache Zusatzverbindung)

	Vorrichtung 5 (Kontrolle)	Vorrichtung 6 (NPD + PVK)
Volt @ 1000 cd/m²	5,9	5,9
LE (cd/A) @ 1000 cd/m²	41,8	41,3
LT₈₀ (Stunden) @ 8000 cd/m²	100	130
CIE (x; y)	(0,32; 0,63)	(0,32; 0,63)

Es wird verstanden, dass die verschiedenen hierin beschriebenen Ausführungsformen lediglich als Beispiele dienen und nicht zur Einschränkung des Umfangs der Erfindung gedacht sind. Zum Beispiel können viele der hierin beschriebenen Materialien und Strukturen durch andere Materialien und Strukturen ersetzt werden, ohne vom Geist der Erfindung abzuweichen. Es wird verstanden, dass verschiedene Theorien bezüglich dessen, warum die Erfindung funktioniert, nicht einschränkend sein sollen. Zum Beispiel sollen Theorien in Bezug auf den Ladungstransfer nicht einschränkend sein.
Materialdefinitionen:
Wie hierin verwendet, beziehen sich Abkürzungen wie folgt auf Materialien:

CBP:: 4,4'-N,N-Dicarbazolbiphenyl
m-MTDATA:: 4,4',4''-tris(3-Methylphenylphenlyamino)triphenylamin
Alq₃:: Aluminium(III)tris(8-hydroxychinolin)
Bphen:: 4,7-Diphenyl-1,10-phenanthrolin
n-BPhen:: n-dotiertes BPhen (dotiert mit Lithium)
F₄-TCNQ:: Tetrafluortetracyanochinodimethan
p-MTDATA:: p-dotiertes m-MTDATA (dotiert mit F₄-TCNQ)
Ir(ppy)₃:: tris(2-Phenylpyridin)-iridium
Ir(ppz)₃:: tris(1-Phenylpyrazoloto,N,C(2')iridium(III)
BCP:: 2,9-Dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthrolin
TAZ:: 3-Phenyl-4-(1'-naphthyl)-5-phenyl-1,2,4-triazol
CuPc:: Kupferphthalocyanin
ITO:: Indiumzinnoxid
NPD:: N,N'-Diphenyl-N-N'-di(1-naphthyl)-benzidin
TPD:: N,N'-Diphenyl-N-N'-di(3-toly)-benzidin
BAlq:: Aluminium(III)bis(2-methyl-8-hydroxychinolinato)4-phenylphenolat
mCP:: 1,3-N,N-Dioarbazolbenzol
DCM:: 4-(Dicyanoethylen)-6-(4-dimethylaminostyryl-2-methyl)-4H-pyran
DMQA:: N,N'-Dimethylchinacridon
PEDOT:PSS:: eine wässrige Dispersion aus Poly(3,4-ethylendioxythiophen) mit Polystyrolsulfonat (PSS)

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

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Claims

Eine organische elektronische Vorrichtung, welche Folgendes umfasst: eine erste Elektrode; eine zweite Elektrode; und eine Ladungstransportschicht zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode, wobei die Ladungstransportschicht umfasst: (a) eine kovalent vernetzte Hostmatrix, welche eine erste organische Ladungstransportverbindung als molekulare Untereinheiten der vernetzten Hostmatrix umfasst; und (b) eine zweite organische Ladungstransportverbindung, bei der es sich um eine Polymerverbindung handelt, welche die gleiche Art von Ladung wie die vernetzte Hostmatrix transportiert.
Die Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die erste Ladungstransportverbindung und die zweite Ladungstransportverbindung beide Lochtransportverbindungen sind.
Die Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Ladungstransportschicht eine Lochtransportschicht ist.
Die Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Polymerverbindung Triarylamin-Einheiten beinhaltet.
Die Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Polymerverbindung Carbazol-Einheiten beinhaltet.
Die Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Vorrichtung eine organische Licht-emittierende Vorrichtung ist, welche ferner eine Emissionsschicht zwischen der Ladungstransportschicht und der zweiten Elektrode umfasst.
Die Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei die Emissionsschicht einen phosphoreszierenden emittierenden Dotierstoff umfasst.
Die Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei die Emissionsschicht eine fluoreszierende emittierende Verbindung umfasst.
Die Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Ladungstransportschicht ferner eine dritte organische Transportverbindung umfasst, bei der es sich um eine Kleinmolekülverbindung handelt, welche die gleiche Art von Ladung wie die vernetzte Hostmatrix transportiert.
Die Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Ladungstransportschicht eine Elektronentransportschicht ist.
Eine organische elektronische Vorrichtung, welche Folgendes umfasst: eine erste Elektrode; eine zweite Elektrode; eine Lochtransportschicht zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode, wobei die Lochtransportschicht umfasst: (a) eine kovalent vernetzte Hostmatrix, welche eine erste organische Lochtransportverbindung als molekulare Untereinheiten der vernetzten Hostmatrix umfasst; und (b) eine zweite organische Lochtransportverbindung, welche die gleiche Art von Ladung wie die vernetzte Hostmatrix transportiert.
Die Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei die zweite Lochtransportverbindung eine Kleinmolekülverbindung ist.
Die Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei die zweite Lochtransportverbindung eine Polymerverbindung ist.
Die Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei die zweite Lochtransportverbindung eine höhere Lochmobilität aufweist als die vernetzte Hostmatrix oder die erste Lochtransportverbindung.
Die Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei die zweite Lochtransportverbindung Triarylamin-Einheiten beinhaltet.
Die Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei die erste Lochtransportverbindung eine Arylaminverbindung ist.
Die Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei die Lochtransportverbindung durch Abscheiden einer organischen Lösung hergestellt wird, welche die erste Lochtransportverbindung und die zweite Lochtransportverbindung enthält.
Die Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei die Vorrichtung eine organische Licht-emittierende Vorrichtung ist und ferner eine Emissionsschicht zwischen der Ladungstransportschicht und der zweiten Elektrode umfasst.
Die Vorrichtung nach Anspruch 18, wobei die Emissionsschicht einen phosphoreszierenden emittierenden Dotierstoff umfasst.
Die Vorrichtung nach Anspruch 18, wobei die Emissionsschicht eine fluoreszierende emittierende Verbindung umfasst.
Ein Verfahren zur Herstellung einer organischen elektronischen Vorrichtung, welches Folgendes umfasst: das Bereitstellen einer ersten Elektrode angeordnet über einem Substrat; das Abscheiden einer Lösung über der ersten Elektrode, wobei die Lösung Folgendes umfasst: (a) eine erste organische Ladungstransportverbindung mit einer oder mehreren vernetzbaren reaktiven Gruppen, und (b) eine zweite organische Ladungstransportverbindung, welche die gleiche Art von Ladung transportiert wie die erste Ladungstransportverbindung; das Bilden einer ersten organischen Schicht durch Vernetzung der ersten Ladungstransportverbindung; das Bilden einer zweiten organischen Schicht über der ersten organischen Schicht; und das Bilden einer zweiten Elektrode über der zweiten organischen Schicht.
Eine flüssige Zusammensetzung, welche Folgendes umfasst: ein Lösemittel; eine erste organische Ladungstransportverbindung mit einer oder mehreren vernetzbaren reaktiven Gruppen; und eine zweite organische Ladungstransportverbindung, welche die gleiche Art von Ladung transportiert wie die erste Ladungstransportverbindung.