DE102006023512B4

DE102006023512B4 - Zwischenelektroden für gestapelte OLEDs

Info

Publication number: DE102006023512B4
Application number: DE102006023512.6A
Authority: DE
Inventors: Hany Aziz; Zoran D. Popovic; Jennifer A. Coggan; Nemanja Stefanovic
Original assignee: LG Display Co Ltd
Current assignee: LG Display Co Ltd
Priority date: 2005-05-20
Filing date: 2006-05-18
Publication date: 2017-03-09
Anticipated expiration: 2026-05-19
Also published as: FR2886057A1; CN102176514B; TWI329374B; DE102006023512A1; FR2886057B1; US7728517B2; KR101234469B1; JP2006332048A; GB2426381A; JP4711424B2; GB0610070D0; CN102176514A; CN1866574A; KR20060120505A; GB2426381B; TW200644310A; US20060263629A1

Abstract

Gestapelte OLED, umfassend: eine erste Elektrode; eine zweite Elektrode; eine Vielzahl von Lumineszenzbereichen, angeordnet zwischen der ersten und der zweiten Elektrode; und eine oder mehrere Zwischenelektroden, wobei eine Zwischenelektrode zwischen aufeinanderfolgenden Lumineszenzbereichen angeordnet ist, wobei mindestens eine der einen oder mehreren Zwischenelektroden eine metall-organische Mischschicht-Elektrode ist, umfassend eine erste ladungsinjizierende Schicht, eine zweite ladungsinjizierende Schicht und eine metall-organische Mischschicht, angeordnet zwischen der ersten und der zweiten ladungsinjizierenden Schicht, wobei die erste und die zweite ladungsinjizierende Schicht voneinander verschiedene Funktionen umfassen, und wobei die metall-organische Mischschicht unmittelbar zu der ersten ladungsinjizierenden Schicht und der zweiten ladungsinjizierenden Schicht benachbart ist, wobei die metall-organischen Mischschichten einer metallorganischen Mischschicht-Elektrode ein Metallmaterial umfasst, umfassend ein Metall, gewählt aus der Gruppe, bestehend aus Sc, Y, Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Mn, Tc, Ru, Os, Co, Rh, Ir, Ni, Pd, Pt, Cu, Ag, Au, Zn, Cd, Sn, Pb, Bi, Se, Te, Nd, und Kombinationen davon.

Description

AUFNAHME DURCH BEZUGNAHME
Die gleichzeitig anhängige Anmeldung Nr. [A4037-US-NP], deren vollständige Offenbarung hierin durch Bezugnahme aufgenommen wird, beschreibt eine gestapelte OLED-Anordnung, die mindestens einen lumineszenten Bereich beinhaltet, umfassend eine Mischung eines Leerstellen-Transportmaterials, eines Elektronen- 10 Transportmaterials, und optional eines Dotierungsmittels, von denen eines ein Emitter ist. Die gleichzeitig anhängige Anmeldung Nr. [A3618-US-NP], deren vollständige Offenbarung hierin durch Bezugnahme aufgenommen wird, beschreibt Anoden, die für eine Anzeigevorrichtung, wie zum Beispiel eine OLED, geeignet sind, umfassend eine metall- organische Mischschicht und ein elektronenaufnehmendes Material.
HINTERGRUND
Die vorliegende Offenbarung betrifft, in verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen, organische lichtemittierende Vorrichtungen (OLEDs). Insbesondere betrifft die vorliegende Offenbarung gestapelte OLED-Anordnungen.
Organische lichtemittierende Vorrichtungen (OLEDs) stellen eine vielversprechende Technologie für Anzeigeanwendungen dar. Eine typische organische lichtemittierende Vorrichtung beinhaltet eine erste Elektrode; einen Lumineszenzbereich, der ein oder mehrere lumineszierende organische Materialien umfasst; und eine zweite Elektrode; wobei eine der ersten und der zweiten Elektrode als Leerstellen-Injektions-Anode, und die andere Elektrode als Elektronen-Injektions-Kathode fungiert; und wobei eine der ersten und der zweiten Elektroden eine Frontelektrode, und die andere Elektrode eine Rückelektrode ist. Die Frontelektrode ist transparent (oder zumindest teilweise transparent), während die Rückelektrode üblicherweise hoch reflektiv gegenüber Licht ist. Wenn eine Spannung zwischen den ersten und zweiten Elektroden angelegt wird, wird Licht aus dem lichtemittierenden Bereich und durch die transparente Frontelektrode emittiert.
Es ist manchmal wünschenswert, zwei oder mehr individuelle OLEDs in einer gestapelten Anordnung zusammenzulaminieren, um eine gestapelte OLED auszubilden. Gestapelte OLED-Anordnungen beinhalten Zwischenelektroden, die zwischen benachbarten Lumineszenzbereichen angeordnet sind. Das heißt, die gestapelte OLED beinhaltet eine Vielzahl von individuellen OLEDs, die durch einen zwischen zwei Elektroden angeordneten Lumineszenzbereich definiert sind. Eine obere Elektrode einer individuellen OLED in dem Stapel fungiert auch als untere Elektrode einer anderen OLED in dem Stapel. Aufeinanderfolgende Lumineszenzbereiche teilen sich eine Zwischenelektrode.
Gestapelte OLEDs können unterschiedliche Farben emittieren, so dass ein Echtfarb-Pixel ausgebildet wird, von dem jedwede Farbe emittiert werden kann. Zum Beispiel offenbaren Burrows et al. in Appl. Phys. Lett., 69, 2959 (1996) individuelle OLEDs mit roten, grünen oder blauen Emissionen, die gestapelt sind, um farb-einstellbare vertikal integrierte Pixel auszubilden.
Gestapelte, monochromatische OLEDs sind ebenfalls möglich, wie durch Matsumoto et al. (SID 03 Digest, 979 (2003)) gezeigt. Gestapelte. Monochromatische OLEDs bieten möglicherweise eine OLED-Anordnung, die eine hohe elektrolumineszente Wirksamkeit aufweisen.
Die Zwischenelektroden sind normalerweise transparent. Zudem werden die Zwischenelektroden oftmals benötigt, um als Elektroneninjektions-Kontakte einerseits und als Leerstelleninjektions-Kontakte andererseits zu fungieren. Um alle diese in den Zwischenelektroden erforderliche Merkmale bieten zu können, bestehen die Zwischenelektroden normalerweise aus einer Vielzahl von Schichten und aus Materialien, z. B., ITO, V₂O₅, die schwer mittels Verfahren zur thermischen Abscheidung aus der Dampfphase abgeschieden werden können. Infolgedessen erfordert die Herstellung von gestapelten OLEDs zusätzliche, aggressivere Techniken, wie zum Beispiel Sputtern. Die erforderlichen zusätzlichen, aggressiveren Abscheidetechniken erhöhen die Kosten für die Herstellung der OLEDs und erhöhen ebenfalls das Risiko der Beschädigung der anderen, mehr zerbrechlichen Schichten der gestapelten OLED.
Lichtemittierende Vorrichtungen unter Verwendung eines organischen elektrolumineszierenden lichtemittierenden Elements sind aus der US 6 028 327 A bekannt.
Es besteht daher eine Notwendigkeit, eine Zwischenelektroden-Zusammensetzung oder -Anordnung bereit zu stellen, die es erlaubt, dass die gestapelte OLED die Vorteile von bestehenden gestapelten OLED-Anordnungen vorweisen kann. Es besteht ebenfalls eine Notwendigkeit, eine Zwischenelektrode mit einer hohen Lichtabsorptionsfähigkeit bereit zu stellen. Es besteht ebenfalls eine Notwendigkeit, eine Zwischenelektroden-Zusammensetzung oder -Anordnung bereit zu stellen, die zur Verwendung in einer gestapelten OLED geeignet ist, die der Verarbeitung mit thermischer Abscheidung aus der Dampfphase zugänglich ist.
KURZE BESCHREIBUNG
Die vorliegende Offenbarung betrifft, in verschiedenen Ausführungsformen, eine gestapelte OLED umfassend eine erste Elektrode; eine zweite Elektrode; eine Vielzahl von zwischen der ersten und zweiten Elektrode angeordneten Lumineszenzbereichen; und eine oder mehrere Zwischenelektroden, wobei mindestens eine der einen oder mehreren Zwischenelektroden eine metall-organische Mischschicht-Elektrode darstellt, umfassend eine erste Ladungsinjektionsschicht, eine zweite Ladungsinjektionsschicht, und eine zwischen der ersten und zweiten Ladungsinjektionsschicht angeordneten metall-organischen Mischschicht, wie in den Ansprüchen 1 bis 13 definiert.
Zudem betrifft die vorliegende Offenbarung, in verschiedenen Ausführungsformen, eine gestapelte OLED umfassend eine Anode; eine Kathode; eine Vielzahl von zwischen der Anode und der Kathode angeordneten lumineszenten Bereichen; und eine zwischen aufeinanderfolgenden Lumineszenzbereichen angeordnete Zwischenelektrode, wobei mindestens eine Zwischenelektrode unabhängig umfasst i) eine Leerstelleninjektionsschicht, ii) eine Elektroneninjektionsschicht, und iii) eine zwischen der Leerstelleinjektionsschicht und der Elektroneninjektionsschicht angeordnete metall-organische Mischschicht, wie in den Ansprüchen 15 bis 17 definiert.
Diese und andere nicht beschränkenden Merkmale und Charakteristika sind unten genauer beschrieben.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Das folgende ist eine kurze Beschreibung der Zeichnungen, die zum Zwecke der Erläuterung der beispielhaft hierin offenbarten Ausführungsformen und nicht zum Zwecke der Beschränkung derselben vorgelegt wird.
1 ist eine schematische Querschnittsansicht einer Ausführungsform einer gestapelten OLED gemäß der vorliegenden Offenbarung;
2 ist eine schematische Querschnittsansicht einer vergleichenden Ausführungsform (Referenz) einer gestapelten OLED;
3 ist eine weitere vergleichende Ausführungsform einer gestapelten OLED (Referenz);
4 ist eine schematische Querschnittsansicht noch einer anderen Ausführungsform einer gestapelten OLED gemäß der vorliegenden Offenbarung;
5 ist eine schematische Querschnittsansicht noch einer anderen Ausführungsform einer gestapelten OLED gemäß der vorliegenden Offenbarung; und
6 ist eine schematische Querschnittsansicht der Anordnung der gestapelten OLEDs der Beispiele I–III.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Die vorliegende Offenbarung betrifft gestapelte OLED-Anordnungen. Gestapelte OLED-Anordnungen gemäß der vorliegenden Offenbarung umfassen ein Substrat, eine erste Elektrode, eine zweite Elektrode, eine Vielzahl von zwischen den ersten und zweiten Elektroden angeordneten Lumineszenzbereichen, und eine oder mehrere Zwischenelektroden, wobei die Zwischenelektroden zwischen aufeinanderfolgenden Lumineszenzbereichen angeordnet sind. Mindestens eine der Zwischenelektroden beinhaltet eine metall-organische Mischschicht (MOML), umfassend eine Mischung eines Metallmaterials und eines organischen Materials. Die Zwischenelektroden können weiterhin ein Ladungsinjektionsmaterial als Teil der metall-organischen Mischschicht beinhalten, oder das Ladungsinjektionsmaterial kann eine zwischen einer metall-organischen Mischschicht und einem Lumineszenzbereich angeordnete separate Schicht sein, um die gewünschte oder erforderliche Ladungsinjektionsfunktion für die gestapelte OLED bereit zu stellen.
Um Verwirrung beim Verständnis des Umfangs einer gestapelten OLED gemäß der vorliegenden Offenbarung zu vermeiden, können die folgenden Richtlinien verwendet werden:

(1) Der Begriff „Schicht” bezeichnet eine einzelne Beschichtung, die im Allgemeinen eine Zusammensetzung aufweist, die sich von der Zusammensetzung einer benachbarten Schicht unterscheidet;
(2) Der Begriff „Bereich” betrifft eine einzelne Schicht, eine Vielzahl von Schichten wie zum Beispiel zwei, drei oder mehr Schichten, und/oder eine oder mehrere „Zonen”;
(3) Der Begriff „Zone”, wie er zum Beispiel im Zusammenhang mit der Ladungs-Transportzone (d. h., Leerstellen-Transportzone und Elektronen-Transportzone) oder der lichtemittierenden Zone verwendet wird, betrifft eine einzelne Schicht, eine Vielzahl von Schichten, ein einzelnes funktionelles Gebiet in einer Schicht, oder einer Vielzahl von funktionellen Gebieten in einer Schicht;
(4) Im Allgemeinen werden alle Bereiche und Schichten der Anzeigevorrichtung, die sich zwischen den beiden Elektroden befinden, oder die an den Ladungsleitungsprozessen teilhaben, die notwendig sind, um die Anzeigevorrichtung zu betreiben, als Teil entweder der Kathode, des Lumineszenzbereichs, der Anode oder der Zwischenelektrode angesehen;
(5) Im Allgemeinen soll eine Schicht (z. B. Substrat), die nicht an den Ladungsleitungsprozessen der Anzeigevorrichtung partizipiert, und die als außerhalb der zwei Elektroden liegend angesehen werden kann, nicht als Teil der Elektroden betrachtet werden; eine solche Schicht (z. B. Substrat) kann jedoch dennoch als Teil der Anzeigevorrichtung angesehen werden;
(6) Eine Deckschicht (die eine Elektrode vor der Umgebung schützt) wird jedoch als Teil der Elektrode angesehen, ungeachtet dessen, ob der Deckbereich an den Ladungsleitungsprozessen der Anzeigevorrichtung partizipiert;
(7) Jeder Bereich oder jede Schicht (z. B. Elektroneninjektionsbereich und Leerstelleninjektionsbereich), die Ladung in den Lumineszenzbereich injiziert, wird als Teil der Elektrode betrachtet;
(8) Wenn eine MOML gleichwohl als Teil der Elektrode oder des Lumineszenzbereichs angesehen werden kann, ist die Vereinbarung so, dass die MOML Teil der Elektrode ist;
(9) In Ausführungsformen, die eine Vielzahl von benachbarten (z. B. sich berührenden) MOMLs enthalten, ist die Vereinbarung, falls einige oder alle der MOMLs gleichwohl als Teil der Elektrode oder des Lumineszenzbereichs angesehen werden können, so, dass die MOMLs als Teil der Elektrode betrachtet werden;
(10) Verunreinigungen (die in kleinen Mengen in den zwei, drei, vier oder mehr Materialkomponenten, die die MOML ausmachen, vorhanden sein können) werden im Allgemeinen nicht als gewünschte Komponente der MOML betrachtet; zum Beispiel würde die Gegenwart von Verunreinigungen in einer „binären MOML”, zusammengesetzt aus den zwei gewünschten Komponenten des anorganischen metallhaltigen Materials und der organischen Verbindung die Kennzeichnung der MOML als eine „binäre MOML” nicht ändern; und
(11) „Lichtemittierender Bereich” und „Lumineszenzbereich” werden austauschbar verwendet.

Unter Bezugnahme auf 1 wird eine Ausführungsform einer gestapelten OLED gemäß der vorliegenden Offenbarung gezeigt. OLED 100 beinhaltet das Substrat 110, die erste Elektrode 120, die zweite Elektrode 130, die zwischen der ersten Elektrode 120 und der zweiten Elektrode 130 angeordneten Lumineszenzbereiche 140, 150 und 160, die zwischen den Lumineszenzbereichen 140 und 150 angeordnete Zwischenelektrode 170, und die zwischen den Lumineszenzbereichen 150 und 160 angeordnete Zwischenelektrode 180. Die ersten und zweiten Elektroden können gewählt werden aus einer Anode und einer Kathode. In einigen Ausführungsformen ist die erste und zweite Elektrode jeweils eine Anode. In anderen Ausführungsformen ist die erste und zweite Elektrode jeweils eine Kathode. In noch anderen Ausführungsformen ist die erste Elektrode eine Anode und die zweite Elektrode ist eine Kathode, oder die erste Elektrode ist eine Kathode und die zweite Elektrode ist eine Anode.
Mindestens eine der Zwischenelektroden 170 oder 180 beinhaltet eine metallorganische Mischschicht. In der gestapelten OLED 100 der 1 beinhaltet jede der Zwischenelektroden 170 bzw. 180 eine metall-organische Mischschicht 174 und 184. In den jeweiligen Zwischenelektroden ist metall-organische Mischschicht 174 zwischen den Ladungsinjektionsschichten 172 und 176 angeordnet, und die metall-organische Mischschicht 184 ist zwischen den Ladungsinjektionsschichten 182 und 186 angeordnet.
Die Ladungsinjektionsschichten (z. B. 172, 176, 182 und 186 der Ausführungsform in 1) können, abhängig von der erforderlichen Funktion der Ladungsinjektionsschicht im Verhältnis zu der Ladungstransportfunktion der unmittelbar benachbarten eines Lumineszenzbereichs eine Elektroneninjektionsschicht oder eine Leerstelleninjektionsschicht sein, wobei die erste und die zweite ladungsinjizierende Schicht voneinander verschiedene Funktionen umfassen. In einigen Ausführungsformen kann ein Lumineszenzbereich individuelle Leerstellentransport- oder Elektronentransportschichten oder Zonen umfassen, wie zum Beispiel, die in den US-Patenten US 4 539 507 A ; US 4 720 432 A und US 4 769 292 A offenbarten OLEDs. Folglich wird die Zusammensetzung der Ladungsinjektionsschichten einer Zwischenelektrode wie gewünscht ausgewählt, um die erforderliche Funktion in einer gestapelten OLED bereit zu stellen. Zum Beispiel kann es erforderlich sein, dass eine Zwischenelektrode auf einer Seite als Elektroneninjektionsschicht oder auf einer anderen Seite als Leerstelleninjektionsschicht fungieren soll. Wenn zum Beispiel die unmittelbar benachbarte Schicht des Lumineszenzbereichs eine Leerstellentransport-Funktionalität aufweist, dann ist die gewählte Ladungsinjektionsschicht der Zwischenelektrode eine Leerstelleninjektionsschicht und beinhaltet ein Leerstelleninjektionsmaterial. Alternativ ist, wenn der unmittelbar benachbarte lumineszierende Bereich als Elektronentransportzone fungiert, die gewählte Ladungsinjektionsschicht der Zwischenelektrode eine Elektroneninjektionsschicht und beinhaltet ein Elektroneninjektionsmaterial.
Unter Bezugnahme auf die 2 und 3 (Referenz) sind gestapelte OLEDs gezeigt, in denen die Ladungsinjektionsschichten einer gegebenen Zwischenelektrode die gleiche oder eine ähnliche Ladungsinjektionsfunktion aufweisen. Das heißt, die Zwischenelektrode besitzt die gleiche Ladungsinjektionsfunktion auf beiden Seiten der Elektrode. Unter Bezugnahme auf die 2 (Referenz) umfasst die gestapelte OLED 200 ein Substrat 210, eine Anode 220, einen Lumineszenzbereich 240, eine auf dem Lumineszenzbereich 240 angeordnete Zwischenelektrode 270, einen auf der Zwischenelektrode 270 angeordneten Lumineszenzbereich 250, eine auf dem Lumineszenzbereich 250 angeordnete Zwischenelektrode 280, einen auf der Zwischenelektrode 280 angeordneten Lumineszenzbereich 260, und eine auf dem Lumineszenzbereich 260 angeordnete Kathode 230. Die Zwischenelektrode 270 beinhaltet eine zwischen den Elektroneninjektionsschichten 272 und 276 angeordnete metall-organische Mischschicht 274. Die Zwischenelektrode 280 beinhaltet eine zwischen den Leerstelleninjektionsschichten 282 und 286 angeordnete metall-organische Mischschicht 284. Die oberste Elektrode 230 kann entweder eine Kathode oder eine Anode sein, abhängig davon, ob eine Leerstelleninjektions- oder Elektroneninjektionsschicht erforderlich ist, basierend auf der Zusammensetzung oder Anordnung des Lumineszenzbereichs 260.
Unter Bezugnahme auf die 3 (Referenz) umfasst die gestapelte OLED 300 ein Substrat 310, eine Kathode 320, eine Anode 330, zwischen der Kathode 320 und der obersten Elektrode 330 angeordnete Lumineszenzbereiche 340, 350 und 360, eine zwischen den Lumineszenzbereichen 340 und 350 angeordnete Zwischenelektrode, und eine zwischen den Lumineszenzbereichen 350 und 360 angeordnete Zwischenelektrode 380. Die Zwischenelektrode 370 beinhaltet eine zwischen den Leerstelleninjektionsschichten 372 und 376 angeordnete metall-organische Mischschicht 374. Die Zwischenelektrode 380 beinhaltet eine zwischen den Elektroneninjektionsschichten 382 und 386 angeordnete metall-organische Mischschicht 384. Die oberste Elektrode 330 kann entweder eine Kathode oder eine Anode sein, abhängig von der Zusammensetzung und/oder Anordnung des Lumineszenzbereichs 360.
Unter Bezugnahme auf die 4 und 5 sind gestapelte OLEDs gezeigt, in denen eine Zwischenelektrode Ladungsinjektionsschichten mit voneinander verschiedenen Funktionen umfasst, d. h., die Zwischenelektrode weist auf einer Seite eine Ladungsinjektionsschicht mit einer Elektroneninjektionsfunktion auf und auf der anderen Seite eine Ladungsinjektionsschicht mit einer Leerstelleninjektionsfunktion. Unter Bezugnahme auf 4 umfasst die gestapelte OLED 400 ein Substrat 410, eine Anode 420, eine Kathode 430, einen auf der Anode 420 angeordneten Lumineszenzbereich 440, eine auf dem Lumineszenzbereich 440 angeordnete Zwischenelektrode 470, einen auf der Zwischenelektrode 470 angeordneten Lumineszenzbereich 450, eine auf dem Lumineszenzbereich 450 angeordnete Zwischenelektrode 480, und einen auf der Zwischenelektrode 480 und zwischen der Kathode 430 und der Zwischenelektrode 480 angeordneten Lumineszenzbereich 460. Die Zwischenelektrode 470 beinhaltet eine zwischen der Elektroneninjektionsschicht 472 und der Leerstelleninjektionsschicht 476 angeordnete metall-organische Mischschicht 474. Die Zwischenelektrode 480 beinhaltet eine zwischen der Elektroneninjektionsschicht 482 und der Leeerstelleninjektionsschicht angeordnete metallorganische Mischschicht 484.
Unter Bezugnahme auf 5 umfasst die gestapelte OLED 500 ein Substrat 510, eine Kathode 520, eine Anode 530, zwischen der Kathode 520 und der Anode 530 angeordnete Lumineszenzbereiche 540, 550 und 560, eine zwischen den Lumineszenzbereichen 540 und 550 angeordnete Zwischenelektrode 70, und eine zwischen den Lumineszenzbereichen 550 und 560 angeordnete Zwischenelektrode 580. Die Zwischenelektrode 570 beinhaltet eine zwischen der Leerstelleninjektionsschicht 572 und der Elektroneninjektionsschicht 576 angeordnete metall-organische Mischschicht 574. Die Zwischenelektrode 580 beinhaltet eine zwischen der Leerstelleinjektionsschicht 582 und der Elektroneninjektionsschicht 586 angeordnete metall-organische Mischschicht 584.
In einigen Ausführungsformen, wenn jede der Zwischenelektroden Ladungsinjektionsschichten von voneinander verschiedenen Funktionen umfasst (d. h., wenn die metall-organische Mischschicht zwischen einer Leerstelleninjektionsschicht und einer Elektroneninjektionsschicht eingeschoben ist), wie zum Beispiel in den Ausführungsformen in den 4 und 5, dann kann die gestapelte OLED betrieben werden durch Anlegen einer externen Vorspannung in Durchlassrichtung über den gesamten Stapel mittels Anlegen der externen Vorspannung in Durchlassrichtung lediglich über die ersten und zweiten Elektroden, z. B., die Zwischenelektroden 470 und 480 in 4, und die Zwischenelektroden 570 und 580 in 5. Alternativ kann die gestapelte OLED betrieben werden durch separates Anlegen einer externen Vorspannung in Durchlassrichtung über jede individuelle Einheit des Stapels mittels Anlegen einer externen Vorspannung in Durchlassrichtung über, bspw., die erste Elektrode und die erste Zwischenelektrode (z. B., Anode 420 und Zwischenelektrode 470 (4), oder Kathode 520 und Zwischenelektrode 570 (5)), die erste Zwischenelektrode und die zweite Zwischenelektrode (z. B., Zwischenelektroden 470 und 480 (4), oder die Zwischenelektroden 570 und 580 (5))., und die zweite Zwischenelektrode und die zweite Elektrode (z. B., Zwischenelektrode 480 und Kathode 430 (4), oder Zwischenelektrode 580 und Anode 530 (5).
In Referenz-Ausführungsformen, wenn jede der Zwischenelektroden einzeln Ladungsinjektionsschichten mit der gleichen oder einer ähnlichen Funktion umfasst (d. h., wenn die metall-organische Mischschicht zwischen zwei Leerstelleninjektionsschichten oder zwischen zwei Elektroneninjektionsschichten eingeschoben ist), dann kann die gestapelte OLED betrieben werden durch separates Anlegen einer externen Vorspannung in Durchlassrichtung über jede individuelle Einheit des Stapels mittels Anlegen einer externen Vorspannung in Durchlassrichtung über, bspw., die erste Anode und die erste Zwischenelektrode (z. B., Anode 220 und Zwischenelektrode 270 (2), oder Kathode 320 und Zwischenelektrode 270 (2), oder Kathode 320 und Zwischenelektrode 370 (3)), die erste Zwischenelektroden und die zweite Zwischenelektrode und die zweite Elektrode (z. B., Zwischenelektroden 270 und 280 (2), oder Zwischenelektroden 370 und 380 (3)), und die zweite Zwischenelektrode und die zweite Elektrode (z. B., Zwischenelektrode 280 und Kathode 230 (2), oder Zwischenelektrode 380 und Anode 330 (3)).
Es ist klar, dass die in den 1, 4 und 5 gezeigten Ausführungsformen lediglich illustrierende Beispiele möglicher Ausführungsformen einer gestapelten OLED gemäß der vorliegenden Offenbarung sind und nicht beschränkende Beispiele davon. Die Anordnung jeglicher Schicht, Bereich oder Zone kann für einen bestimmten Zweck oder eine beabsichtigte Verwendung wie gewünscht gewählt werden. Obwohl die Ausführungsformen eine gestapelte OLED mit 3 Lumineszenzbereichen zeigt, ist klar, dass eine gestapelte OLED 2, 3, 4, 5 oder mehr Lumineszenzbereiche beinhalten kann. So können zum Beispiel in den 1, 2 oder 3 (2 und 3 sind vergleichende Referenz-Ausführungsformen) in den entsprechenden gestapelten OLEDs die Lumineszenzbereiche 160, 260 oder 360 entfernt werden, oder es könnten zusätzliche Lumineszenzbereiche und Zwischenelektroden zwischen den Lumineszenzbereichen 160, 260 und 360 und den oberen Elektroden 130, 230 bzw. 330 angeordnet werden.
In einigen Ausführungsformen umfasst eine Zwischenelektrode eine zwischen einer ersten Ladungsinjektionsschicht und einer zweiten Ladungsinjektionsschicht angeordnete metall-organische Mischschicht, wobei die erste Ladungsinjektionsschicht eine Leerstelleninjektionsschicht und die zweite Ladungsinjektionsschicht eine Elektroneninjektionsschicht ist.
In einer gestapelten OLED, die mehr als eine Zwischenelektrode umfasst, umfasst mindestens eine der Zwischenelektroden eine MOML. Die anderen Zwischenelektroden können aus jedem anderen geeigneten Elektrodenmaterial bestehen, das die erforderliche Funktion bereit stellt. Andere als Zwischenelektrodenmaterial geeignete Materialien beinhalten, sind aber nicht beschränkt auf, solche, die hierin unter Bezugnahme auf die Anoden- und Kathodenmaterialien beschrieben sind, und die Zwischenelektroden.
Eine Anode kann geeignete Materialien zur Injektion positiver Ladungen aufweisen, wie zum Beispiel Indium-Zinn-Oxid (ITO), Silizium, Zinnoxid, und Metalle mit einer Austrittsarbeit im Bereich von ungefähr 4 eV bis ungefähr 6 eV wie zum Beispiel Gold, Platin und Palladium. Andere geeignete Materialien für die Anode beinhalten, sind aber nicht beschränkt auf, elektrisch leitfähigen Kohlenstoff, π-konjugierte Polymere wie zum Beispiel Polyanilin, Polythiophen, Polypyrrol, und dergleichen mit zum Beispiel einer Austrittsarbeit gleich oder größer als, z. B., ungefähr 4 eV, und, in einigen Ausführungsformen, von ungefähr 4 eV bis ungefähr 6 eV.
Eine Anode kann eine geeignete Form aufweisen. Es kann eine dünne leitfähige Schicht auf ein lichtdurchlässiges Substrat, wie zum Beispiel eine transparente oder im Wesentlichen transparente Glasplatte oder einen Plastikfilm aufgetragen werden. Ausführungsformen von organischen lichtemittierenden Vorrichtungen können eine, aus auf Glas aufgetragenem Zinnoxid oder Indium-Zinnoxid ausgebildete, lichtdurchlässige Anode umfassen. Ebenso können sehr dünne lichttransparente metallische Anoden verwendet werden, die zum Beispiel eine Dicke von weniger alsungefähr 20 nm und, in einigen Ausführungsformen, von ungefähr 5 nm bis ungefähr 17,5 nm, und in anderen Ausführungsformen von ungefähr 7,5 nm bis ungefähr 150 nm aufweisen. Diese dünnen Anoden können Metalle wie zum Beispiel Gold, Palladium und dergleichen umfassen. Zudem können transparente oder semitransparente Dünnschichten von leitendem Kohlenstoff oder konjugierte Polymere wie zum Beispiel Polyanilin, Polythiophen, Polypyrrol und dergleichen verwendet werden, um Anoden auszubilden. Zusätzliche geeignete Formen der Anode sind offenbart im US-Patent US 4 885 211 A .
Die Dicke einer Anode kann sich im Bereich von ungefähr 1 nm bis ungefähr 5000 nm bewegen. Der bevorzugte Dickenbereich einer Anode ist abhängig von den optischen Konstanten des Anodenmaterials. In einer Ausführungsform liegt der Dickenbereich der Anode zwischen ungefähr 30 nm und ungefähr 300 nm. Dicken außerhalb dieses Bereichs können jedoch ebenfalls verwendet werden.
Ein Lumineszenzbereich der vorliegenden Anzeigevorrichtungen umfasst in einigen Ausführungsformen mindestens eine elektrolumineszentes organisches Material. Geeignete elektrolumineszente Materialien beinhalten, sind aber nicht beschränkt auf, zum Beispiel Polyphenylenvinylene wie zum Beispiel Poly(p-phenylenvinylen) PPV, Poly(2-methoxy-5-(2-ethylhexyloxy)-1,4-phenylenvinylen) (MEHPPV) und Poly(2,5-dialkoxyphenylenvinylen) (PDMeOPV), und andere Materialien, die im US-Patent US 5 247 190 A offenbart sind Polyphenylene, wie zum Beispiel Poly(p-phenylen) (PPP), Leiter-poly-para-phenylen (LPPP), und Poly(tetrahydropyren) (PTHP); und Polyfluorene, wie zum Beispiel Poly(9,9-di-n-octylfluoren-2,7-diyl), Poly(2,8-6,7,12,12-tetraalkylindenfluoren) und Fluorene enthaltende Copolymere wie zum Beispiel Fluoren-Amin-Copolymere (siehe z. B., Bemius et al., „Developmental Progress of Electroluminescent Polymeric Materials and Devices”, Proceedings of SPIE Conference an Organic Light Emitting Materials and Devices III, Denver, Colorado, Juli 1999, Band 3797, S. 129, dessen vollständige Offenbarung hierin durch Bezugnahme aufgenommen wird).
Eine andere Klasse von organischen elektrolumineszenten Materialien, die in den lumineszenten Bereichen verwendet werden können, beinhalten, sind aber nicht beschränkt auf, die Metalloxinoid-Verbindungen, wie sie in den US-Patenten US 4 539 507 A , US 5 151 629 A , US 5 150 006 A , US 5 141 671 A und US 5 846 666 A offenbart sind. Erläuternde Beispiele beinhalten Tris(8-hydroxychinolat)aluminium (AlQ3), und Bis(8-hydroxychinolat)-(4-phenylphenolato)aluminium (BAlq). Andere Beispiele dieser Klasse von Materialien beinhalten Tris(8-hydroxychinolat)gallium, Bis(8-hydroxychinolat)magnesium, Bis(8-hydroxychinolat)zink, Tris(5-methyl-8-hydroxychinolat)aluminium, Tris(7-propyl-8-chinolat)aluminium, Bis[benzo{f}-8-chinolat]zink, Bis(10-hydroxybenzo[h]chinolat)beryllium und dergleichen, und Metallthioxinoid-Verbindungen, die im US-Patent Nr. 5,846,666 offenbart sind (das hierin durch Bezugnahme vollständig aufgenommen wird), wie zum Beispiel Metallthioxinoid-Verbindungen von Bis(8-chinolinthiolat)zink, Bis(8-chinolinthiolat)cadmium, Tris(8-chinolinthiolat)gallium, Tris(8-chinolinthiolat)indium, Bis(5-methylchinolinthiolat)zink, Tris(5-methylchinolinthiolat)gallium, Tris(5-methylchinolinthiolat)indium, Bis(5-methylchinolinthiolat)cadmium, Bis(3-methylchinolinthiolat)cadmium, Bis(5-methylchinolinthiolat)zink, Bis[benzo{f}-8-chinolinthiolat]zink, Bis[3-methylbenzo{f}-8-chinolinthiolat]zink, Bis[3,7-dimethylbenzo{f}-8-chinolinthiolat]zink, Bis[3-methylthiobenzo{f}-8-chinolinthiolat)zink.
Noch eine andere Klasse von organischen elektrolumineszenten Materialien, die in dem Lumineszenzbereich verwendet werden kann, umfasst Stilbenderivate, wie zum Beispiel solche, die im US-Patent US 5 516 577 A offenbart sind. Ein Beispiel eines geeigneten Stilbenderivats ist 4,4'-Bis(2,2-diphenylvinyl)biphenyl.
Eine weitere Klasse von organischen elektrolumineszierenden Materialien, die in dem Lumineszenzbereich verwendet werden können, umfasst Anthracene, wie zum Beispiel 2-t-Butyl-9,19-di-(2-naphthyl)anthracen, 9,10-Di-(2-naphthyl)anthracen, 9,10-Di-phenylanthracen, 9,9-Bis[4-(9-anthryl)phenyl]fluorin, und 9,9-Bis[4-(10-phenyl-9-anthryl)phenyl]fluorin. Andere geeignete Anthracene sind in den US-Patenten US 6 465 115 B2 ,(entspricht EP 1009044 A2 ), US 5 972 247 A , US 5 935 721 A , und US 6 497 172 B2 beschrieben.
Eine andere Klasse geeigneter organischer elektrolumineszenter Materialien, die zur Verwendung in dem Lumineszenzbereich geeignet sind, sind Oxadiazol-Metallchelate. Diese Materialien beinhalten Bis[2-(2-hydroxyphenyl)-5-phenyl-1,3,4oxadiazolato]zink; Bis[2-(2-hydroxyphenyl)-5-phenyl-1,3,4-oxadiazolato]beryllium; Bis[2-(2-hydroxyphenyl)-5-(1-naphthyl)-1,3,4-oxadiazolato]zink; Bis[2-(2-hydroxyphenyl)-5-(1-naphthyl)-1,3,4-oxadiazolato]beryllium; Bis[5-biphenyl-2-(2-hydroxyphenyl)-1,3,4-oxadiazolatolzink; Bis[5-biphenyl-2-(2-hydroxyphenyl)-1,3,4-oxadiazolato]beryllium; Bis(2-hydroxyphenyl)-5-phenyl-1,3,4-oxadiazolato]lithium; Bis[2-(2-hydroxyphenyl)-5-p-tolyl-1,3,4-oxadiazolato]zink; Bis[2-(2-hydroxyphenyl)-5-p-tolyl-1,3,4-oxadiazolato]beryllium; Bis[5-(p-tert-butylphenyl)-2-(2-hydroxyphenyl)1,3,4-oxadiazolato]zink; Bis[5-(p-tert-butylphenyl)-2-(2-hydroxyphenyl)-1,3,4-oxadiazolato]beryllium; Bis[2-(2-hydroxyphenyl)-5-(3-fluorophenyl)-1,3,4-oxadiazolato]zink; Bis[2-(2-hydroxyphenyl)-5-(4-fluorophenyl)-1,3,4-oxadiazolato]zink; Bis[2(2-hydroxyphenyl)-5-(4-fluorophenyl)-1,3,4-oxadiazolato]beryllium; Bis[5-(4-chlorophenyl)-2-(2-hydroxyphenyl)-1,3,4-oxadiazolato]zink; Bis[2-(2-hydroxyphenyl)-5-(4-methoxyphenyl)-1,3,4-oxadiazolato]zink; Bis [2-(2-hydroxy-4-methylphenyl)-5-phenyl-1,3,4-oxadiazolato]zink; Bis[2-u,-(2-hydroxynaphthyl)-5-phenyl-1,3,4-oxadiazolato]zink; Bis[2-(2-hydroxyphenyl)-5-p-pyridyl-1,3,4-oxadiazolato]zink; Bis[2-(2-hydroxyphenyl)-5-p-pyridyl-1,3,4-oxadiazolato]beryllium; Bis[2-(2-hydroxyphenyl)-5-(2-thiophenyl)-1,3,4-oxadiazolato]zink; Bis[2-(2-hydroxyphenyl)-5-phenyl-1,3,4-thiadiazolato]zink; Bis[2-(2-hydroxyphenyl)-5-phenyl-1,3,4-thiadiazolato]beryllium; Bis[2-(2-hydroxyphenyl)-5-(1-naphthyl)-1,3,4-thiadiazolato]zink; und Bis[2-(2-hydroxyphenyl)-5-(1-naphthyl)-1,3,4-thiadiazolato]beryllium, und dergleichen.
Der lumineszierende Bereich kann weiterhin von ungefähr 0,01 Gewichtsprozent bis ungefähr 25 Gewichtsprozent eines lumineszierenden Materials als Dotierungsmittel beinhalten. Beispiel von Dotierungsmitteln, die in dem Lumineszenzbereich verwendet werden können, sind fluoreszierende Materialien, wie zum Beispiel Coumarin, Dicyanomethylenpyrane, Polymethin, Oxabenzanthran, Xanthen, Pyrylium, Carbostyl, Perylen, und dergleichen. Eine andere geeignete Klasse von fluoreszierenden Materialien sind Chinacridon-Farbstoffe. Erläuternde Beispiel von Chinacridon-Farbstoffen beinhalten Chinacridon, 2-Methylchinacridon, 2,9-Dimethylchinacridon, 2-Chlorchinacridon, 2-Fluorochinacridon, 1,2-Benzochinacridon, N,N'-Dimethylchinacridon, N,N'-Dimethyl-2-methylchinacridon, N,N'-Dimethyl-2,9-dimethylchinacridon, N,N'-Dimethyl-2-chlorchinacridon, N,N'-Ddimethyl-2-fluorchacridon, N,N'-Demeyl-1,2-benzochacridon, und dergleichen, wie in den US-Patenten US 5 227 252 A , US 5 276 381 A , und US 5 593 788 A offenbart. Eine andere Klasse von fluoreszierenden Materialien, die verwendet werden können, sind fluoreszierende Farbstoffe mit kondensierten Ringen. Beispielhafte geeignete fluoreszierende Farbstoffe mit kondensierten Ringen beinhalten Perylen, Rubren, Anthracen, Coronen, Phenanthrecen, Pyren und dergleichen, wie im US-Patent US 3 172 862 A offenbart. Die fluoreszierenden Materialien beinhalten ebenfalls Butadiene, wie zum Beispiel 1,4-Diphenylbutadien und Tetraphenylbutadien, und Stilbene, und dergleichen, wie in den US-Patenten US 4 356 429 A und US 5 516 577 A offenbart. Andere Beispiele von fluoreszierenden Materialien, die verwendet werden können, sind die, die im US-Patent US 5 601 903 A offenbart sind.
Zusätzlich sind lumineszierende Dotierungsmittel, die in dem licht-Lumineszenzbereich verwendet werden können, die fluoreszierenden Farbstoffe, die im US-Patent US 5 935 720 A offenbart sind wie zum Beispiel 4-(Dicyanomethylen)-2-2-propyl-6-(1,1,7,7-tetramethyljulolidyl-9-enyl)-4H-pyran (DCJTB); die Lanthaniden-Metallchelat-Komplexe, wie zum Beispiel Tris(acetylacetonato)(phenanthrolin)terbium, Tris(acetylacetonato)(phenanthrolin)europium, und Tris(thenoyltrisfluoracetonato)(phenanthrolin)europium, und diejenigen, die in Kido et al., „White light emitting organic electroluminescent device using lanthanide complexes”, Jpn. J. Appl. Phys., Band 35, Seiten L395–L396 (1996) offenbart sind, und phosphoreszierende Materialien, wie zum Beispiel organometallische Verbindungen, die Schwermetallatome enthalten, die zu einer starken Spin-Bahn-Kopplung, wie zum Beispiel solche, die in Baldo et al., „Highly efficient organic phosphorescent emission from organic electroluminescent devices”, Letters to Nature, Band 395, Seiten 151–154 (1998) offenbart sind. Bevorzugte Beispiel beinhalten 2,3,7,8,12,13,17,18-Octaethyl-21H23H-porphin-platin(II) (PtOEP) und fac Tris(2-phenylpyridin)iridium (Ir(ppy)3).
Der lumineszierende Bereich kann auch ein oder mehrere Materialien mit Leerstellen-Transporteigenschaften enthalten. Beispiele von Leerstellen-Transportmaterialien, die in dem Lumineszenzbereich verwendet werden können, beinhalten Polypyrrole, Polyanilin, Poly(phenylenvinylen), Polythiophen, Polyarylamin, wie im US-Patent US 5 728 801 A offenbart und ihre Derivate, und bekannte halbleitende organische Materialien; Porphyrinderivate wie zum Beispiel 1,10,15,20-tetraphenyl-21H,23H-porphyrin-Kupfer(II), offenbart im US-Patent US 4 356 429 ; Kupfer-Phthalocyanin; Kupfertetramethylphthalocyanin; Zink-Phthalocyanin; Titanoxid-Pphthalocyanine; Magnesium-Phthalocyanine; und dergleichen.
Eine spezielle Klasse von Leerstellen-Transportmaterialien, die in dem Lumineszenzbereich verwendet werden können, sind die aromatischen tertiären Amine, wie zum Beispiel solche, die in dem US-Patent US 4 539 507 A offenbart sind. Geeignete beispielhafte aromatische tertiäre Amine beinhalten, sind aber nicht beschränkt auf, Bis(4dimethylamino-2-methylphenyl)phenylmethan; N,N,N-Tri(p-tolyl)amin; 1,1-bis(4-di-p-tolylaminophenyl)cyclohexan; 1,1-Bis(4-di-p-tolylaminophenyl)-4-phenylcyclohexan; N,N'-Diphenyl-N,N'-bis(3-methylphenyl)-1,1'-biphenyl-4,4'-diamin; N,N'-Diphenyl-N,N'-bis(3-methylphenyl)-1,1'-biphenyl-4,4'-diamin; N,N'-Diphenyl-N,N'-bis(4-methoxyphenyl)-1,1'-biphenyl-4,4'-diamin; N,N,N',N'-Tetra-p-tolyl-1,1'-biphenyl-4,4'-diamine; N,N'-Di-1-naphthyl-N,N'-diphenyl-1,1'-biphenyl-4,4'-diamin; N,N'-Di(naphthalen-1-yl)-N,N'-diphenyl-benzidin (”NPB”); Mischungen davon und dergleichen. Eine andere Klasse von aromatischen tertiären Aminen sind polynukleare aromatisch Amine. Beispiele dieser polynuklearen aromatischen Amine beinhalten, sind aber nicht beschränkt auf, N,N-Bis-[4'-(N-phenyl-N-m-tolylamino)-4-biphenylyl]anilin; N,N-Bis-[4'-(N-phenyl-N-m-tolylamino)-4-biphenylyl]-m-toluidin; N,N-Bis-[4'-(N-phenyl-N-m-tolylamino)-4-biphenylyl]-p-toluidin; N,N-Bis-[4'-(N-phenyl-N-p-tolylamino)-4-biphenylyl]anilin; N,N-Bis-[4'-(N-phenyl-N-p-tolylamino)-4-biphenylyl]-m-toluidin; N,N-Bis-[4'-(N-phenyl-N-p-tolylamino)-4-biphenylyl]-p-toluidin; N,N-Bis-[4'-(N-Phenyl-N-p-chlorphenylamino)-4-biphenylyl]-m-toluidin; N,N-Bis-[4'-(N-Phenyl-N-m-chlorphenylamino)-4-biphenylyl]-m-toluidin; N,N-Bis-[4'-(N-phenyl-N-m-chlorphenylamino)-4-biphenylyl]-p-toluidin; N,N-Bis-[4'-(N-phenyl-N-m-tolylamino)-4-biphenylyl]-p-chloranilin; N,N-Bis-[4'-(N-phenyl-N-p-tolylamino)-4-biphenylyl]-m-chloranilin, N,N-Bis-[4'-(N-phenyl-N-m-tolylamino)-4-biphenylyl]-1-aminonaphthalen, Mischungen davon und dergleichen; 4,4'-Bis-(9-carbazolyl)-1,1'-biphenyl-Verbindungen, wie zum Beispiel 4,4'-Bis-(9-carbazolyl)-1,1'-biphenyl und 4,4'-Bis-(3-methyl-9-carbazoy)-1,1'-biphenyl, und dergleichen.
Eine andere Klasse von Leerstellen-Transportmaterialien, die in dem lumineszenten Bereich verwendet werden können, sind die Indol-Carbazole, wie solche, die in den US-Patenten US 5 942 340 und US 5 952 115 A offenbart sind, wie zum Beispiel 5,11-Di-naphthyl-5,11-dihydroindolo[3,2-b]carbazol, und 2,8-Dimethyl-5,11-di-naphthyl-5,11-dihydroindolo[3,2-b]carbazol; N,N,N'N'-Tetraarylbenzidine, worin Aryl ausgewählt sein kann aus Phenyl, m-Tolyl, p-Tolyl, m-Methoxyphenyl, p-Methoxyphenyl; 1-Naphthyl, 2-Naphthyl und dergleichen. Erläuternde Beispiele von N,N,N'N'-Tetraarylbenzidin sind N,N,-Di-1-naphthyl-N,N'-diphenyl-1,1'-biphenyl-4,4'-diamin; N,N'-Bis(3-methylphenyl)-N,N'-diphenyl-1,1'-biphenyl-4,4'diamin; N,N'-Bis(3-methoxyphenyl)-N,N'-diphenyl-1,1'-biphenyl-4,4'-diamin, und dergleichen. Geeignete Leerstellen-Transportmaterialien, die in dem Lumineszenzbereich verwendet werden können, sind die Naphtyl-substituierten Benzidinderivate.
Der lumineszierende Bereich kann auch ein oder mehrere Materialien mit Elektronen-Transporteigenschaften beinhalten. Ein Beispiel von Elektronen-Transportmaterialien, die in dem Lumineszenzbereich verwendet werden können, sind Polyfluorene, wie zum Beispiel Poly(9,9-di-noctylfluoren-2,7-diyl), Poly(2,8-(6,7,12,12-tetraalkylindenofluoren)) und Copolymere enthaltend Fluoren wie zum Beispiel Fluoren-Amin-Copolymere, wie in dem aufgenommenen Artikel Bernius et al., Proceedings of SPIE Conference an Organic Light Emitting Materials and Devices III, Denver, Colorado, Juli 1999, Band 3797, S. 129 beschrieben.
Andere Beispiele von Elektronen-Transportmaterialien, die in dem Lumineszenzbereich verwendet werden können, können aus den Metalloxinoid-Verbindungen, den Oxadiazol-Metallchelat-Verbindungen, den Triazinverbindungen und den Stilbenverbindungen gewählt werden, von denen oben detaillierte Beispiele gegeben wurden.
In Ausführungsformen, in denen der lumineszierende Bereich ein oder mehrere Leerstellen-Transportmaterialien und/oder ein oder mehrere Elektronen-Transportmaterialien zusätzlich zu dem/den organischen elektrolumineszierenden Material(ien) beinhaltet, kann das organische elektrolumineszierende Material, das/die Leerstellen-Transportmaterial(ien) und/oder das/die Elektronen-Transportmaterial(ien) in separaten Schichten ausgebildet sein, wie zum Beispiel die in den US-Patenten US 4 539 507 A ; US 4 720 432 A und US 4 769 292 A offenbarten OLEDs; oder in derselben Schicht, wo sie auf diese Weise gemischte Zonen von zwei oder mehr Materialien ausbilden, wie zum Beispiel die in dem US-Patenten US 6 130 001 A ; US 6 392 250 B1 ; US 6 392 339 B1 ; US 6 614 175 B2 ; US 6 753 098 B2 ; und US 6 759 146 B2 offenbarten OLEDs. Die Offenbarungen dieser Patente und Patentanmeldungen werden hierin durch Bezugnahme vollständig aufgenommen.
Der lumineszierende Bereich für irgendeine Anzeigevorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung kann jedes geeignete Material beinhalten, wie zum beispiel solche Materialien, die hierin offenbart sind. Zum Beispiel kann der lumineszierende Bereich irgendeines der folgenden oder eine Mischung von zwei oder mehreren der folgenden beinhalten: molekulare (niedermolekulare) elektrolumineszente Materialien, polymere elektrolumineszente Materialien, und anorganische elektrolumineszente Materialien. Beispiel für molekulare (niedermolekulare) elektrolumineszente Materialien und polymere elektrolumineszente Materialien sind hierin offenbart. Anorganische elektrolumineszente Materialien beinhalten, zum beispiel, Leuchtstoffe wie zum Beispiel ZnS, ZnSe, ZnTe, CdS, CdSe, CsTe und dergleichen, und diese können weiterhin Dotierungsmittel enthalten, wie zum Beispiel Cu, Mn und die Lanthaniden. Andere Beispiele von anorganischen elektrolumineszenten Materialien beinhalten GaAs, GaP, GaAsP, GaAlAs, InGa, SiC, GaN, AlInGaP, InGaN, InSe und dergleichen, und diese können weiterhin Dotierungsmittel enthalten, wie zum Beispiel Zn, O, N, Si und dergleichen.
Die Dicke eines Lumineszenzbereichs kann beispielsweise von ungefähr 1 nm bis ungefähr 1000 nm variieren. In einigen Ausführungsformen weist der lumineszierende Bereich eine Dicke von ungefähr 20 nm bis ungefähr 200 nm auf. In anderen Ausführungsformen weist der lumineszierende Bereich eine Dicke von ungefähr 50 nm bis ungefähr 150 nm auf. Die Dicke der individuellen Lumineszenzbereiche einer gestapelten OLED kann für einen beabsichtigten Zweck wie gewünscht gewählt werden. In einigen Ausführungsformen kann der lumineszierende Bereich die gleiche oder unterschiedliche Dicken aufweisen.
Die Kathode kann jedes geeignete Metall enthalten, einschließlich Komponenten mit hoher Austrittsarbeit, wie zum Beispiel Metalle mit, zum Beispiel, einer Austrittsarbeit von ungefähr 4 eV bis ungefähr 6 eV, oder Komponenten mit niedriger Austrittsarbeit, wie zum Beispiel Metalle mit, zum Beispiel, einer Austrittsarbeit von ungefähr 2 eV bis ungefähr 4 eV. Die Kathode kann eine Kombination eines Metalls mit niedriger Austrittsarbeit (weniger als ungefähr 4 eV) und mindestens einem weiteren Metall umfassen. Wirksame Verhältnisse des Metalls mit niedriger Austrittsarbeit zu dem zweiten oder anderen Metall liegen zwischen weniger als ungefähr 0,1 Gewichtsprozent bis ungefähr 99,9 Gewichtsprozent und, genauer, zwischen ungefähr 3 bis ungefähr 45 Gewichtsprozent. Veranschaulichende Beispiele von Metallen mit niedriger Austrittsarbeit beinhalten, sind aber nicht beschränkt auf, Alkalimetalle wie zum Beispiel Lithium oder Natrium; Metalle der Gruppe 2A oder Erdalkalimetalle wie zum Beispiel Beryllium, Magnesium, Calcium oder Barium; und Metalle der Gruppe III einschließlich Seltenerdmetalle und die Metalle der Actinidengruppe wie zum Beispiel Scandium, Yttrium, Lanthan, Cer, Europium, Terbium oder Actinium. Lithium, Magnesium und Calcium sind bevorzugte Metalle mit niedriger Austrittsarbeit. Die Mg-Ag-Legierungs-Kathoden des US-Patents US 4 885 211 , offenbaren eine geeignete Kathodenanordnung. Eine andere Kathodenanordnung ist beschrieben im US-Patent US 5 429 884 A , worin die Kathoden aus Lithiumlegierungen mit anderen Metallen mit hoher Austrittsarbeit wie zum Beispiel Aluminium oder Indium, hergestellt werden. Ein anderes geeignetes Material für eine Kathode ist Aluminium.
Eine Kathode kann mindestens ein transparentes leitfähiges Material umfassen, wie zum Beispiel Indium-Zinnoxid (ITO), und andere Materialien, wie zum Beispiel solche, die in den US-Patenten US 5 703 436 A und US 5 707 745 A beschrieben sind.
Eine Kathode kann auch eine metall-organische Mischschicht umfassen und eine Anordnung aufweisen wie die im US-Patent US 6 841 932 beschrieben.
Die Dicke einer Kathode kann im Bereich von, zum Beispiel, ungefähr 25 nm bis ungefähr 500 Nanometer liegen, und genauer, von ungefähr 25 bis ungefähr 300 Nanometer, obwohl Dicken außerhalb dieser Bereiche verwendet werden können. Die Kathode kann unter Verwendung jedes geeigneten Verfahrens zur Ausbildung von Dünnfilmen gebildet werden.
Beispielhafte Verfahren zur Ausbildung der Kathode beinhalten Abscheidung aus der Dampfphase im Vakuum, Abscheidung mittels Elektronstrahl und Sputterabscheidung.
Mindestens eine Zwischenelektrode einer gestapelten OLED oder einer Anzeigevorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung umfasst eine zwischen zwei Ladungsinjektionsschichten angeordnete MOML. Die Anordnung einer eine MOML umfassenden MOML kann wie gewünscht für einen beabsichtigten Zweck oder eine Verwendung gewählt werden. In einer Ausführungsform wird eine MOML zwischen einer Leerstelleninjektionsschicht und einer Elektroneninjektionsschicht angeordnet. Die Zwischenelektrode kann auch eine Vielzahl von MOMLs beinhalten. In Ausführungsformen, in denen eine gestapelte OLED eine Vielzahl von Zwischenelektroden umfasst, und mindestens zwei Zwischenelektroden einen MOML aufweisen, kann die Anordnung und der Aufbau der MOMLs und/oder der Ladungsinjektionsschichten der gleiche oder unterschiedlich sein.
Eine MOML umfasst ein Metallmaterial und ein organisches Material. Metallorganische Mischschichten, die für die Verwendung als Zwischenelektrode geeignet sind, beinhalten solche, die im US-Patent US 6 841 932 und der Anmeldung US 2003/0234609 offenbart sind.
Geeignete Metallmaterialien für eine MOML beinhalten zum Beispiel Metalle und anorganische Metallverbindungen. Wie hierin verwendet, bezieht sich der Ausdruck „Metall des Metallmaterials” (wo ein solcher Ausdruck einer Liste von speziellen elementaren Metallen vorausgeht) sowohl auf elementare Metalle als auch die Metallkomponente von anorganischen Metallverbindungen. Die Metalle sind ausgewählt aus Sc, Y, Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Nm, Tc, Ru, Os, Co, Rh, Ir, Ni, Pd, Pt, Cu, Ag, Au, Zn, Cd, Sn, Pb, Bi, Se, Te, Nd, und Kombinationen davon. In einigen Ausführungsformen beinhaltet der Begriff „Metalle” Se und Te. In einigen Ausführungsformen kann eine Metalllegierung verwendet werden, um die MOML auszubilden. Ein Metall der Metalllegierung wird als das Metallmaterial betrachtet; das andere Metall oder die Metalle der Metalllegierung werden als die zusätzliche Komponente oder Komponenten der MOML betrachtet. Zum Beispiel würde eine binäre Metalllegierung in Kombination mit dem organischen Material als ternäre MOML angesehen.
Anorganische Metallverbindungen für eine MOML können ein Metallhalogenid (z. B. Fluorid, Chlorid, Bromid, Iodid), Metalloxid, Metallhydroxid, Metallnitrid, Metallsulfid, Metallcarbid und Metallborid sein. Geeignete Metallhalogenide können sein, sind aber nicht beschränkt auf, zum Beispiel, AgCl, AgF, and CuCl₂. Geeignete Metalloxide können sein, sind aber nicht beschränkt auf, SnO₂, ZnO, Cu₂O, CuO, Ag₂O, NiO, TiO, Y₂O₃, ZrO₂, Cr₂O₃. Das Metallhydroxid kann sein, ist aber nicht beschränkt auf, zum Beispiel, AgOH. Ein geeignetes Metallnitrid kann sein, ist aber nicht beschränkt auf, YN. Ein geeignetes Metallsulfid kann sein, ist aber nicht beschränkt auf, ZnS und CdS. Geeignete Metallcarbide können sein, sind aber nicht beschränkt auf NiC.
Wie hierin beschrieben sind einige Metallverbindungen als elektrisch leitend und Licht absorbierend bekannt. Mischungen von organischen Verbindungen und diesen Metallverbindungen können daher in einigen Ausführungsformen in der Lage sein, die gewünschten Merkmale der dünne MOMLs gemäß der vorliegenden Offenbarung enthaltenden Vorrichtungen zu realisieren. In einigen Ausführungsformen kann das Metall enthaltende Material zur Verwendung in der MOML eine Metallverbindung sein, insbesondere Metallverbindungen, die sowohl elektrisch leitend als auch Licht absorbierend sein können, wie zum Beispiel Ag₂O, Cu₂O, CuO, NiO, V₂O₅, ZnS, ZnO und SnO₂,
Geeignete organische Materialien für eine MOML können zum Beispiel elektrolumineszente Materialien sein, die bei der Herstellung des lumineszenten Bereichs der Anzeigevorrichtung verwendet werden, wobei solche elektrolumineszenten Materialien hierin beschrieben sind. Zum Beispiel können für die MOML geeignete Materialien molekulare (niedermolekulare) organische Verbindungen wie zum Beispiel Metalloxinoide, Metallchelate, tertiäre aromatische Amine, Indolcarbazole, Porphyrine, Phthalocyanide, Triazqine, Anthracene und Oxadiazole beinhalten; und polymere Verbindungen wie zum Beispiel Polythiophene, Polyfluorene, Polyphenylene, Polyaniline und Polyphenylenvinylene. Andere organische Verbindungen, die ebenfalls in einer dünnen MOML verwendet werden können, beinhalten Polypolycarbonate, Polyethylene, Polystyrole, organische Farbstoffe und Pigmente (z. B., Perinone, Coumarine und andere kondensierte aromatische Ringverbindungen).
Eine MOML kann eine „binäre MOML” (mit zwei Komponenten), eine „ternäre MOML” (mit drei Komponenten), „quaternäre MOML” (mit vier Komponenten), oder eine andere MOML mit mehr als vier Komponenten sein. Binäre, ternäre und quaternäre MOMLs sind beschrieben im US-Patent US 6 841 932 . In diesen Ausführungsformen wird die Auswahl des anorganischen, metallenthaltenden Materials, der organischen Verbindung und jeder der anderen zusätzlichen Komponenten auf der Basis durchgeführt, dass die MOML die gewünschte Eigenschaften oder Eigenschaften aufweisen sollte. Zusätzlich dazu, dass sie die Lichtreflektion reduziert, kann die MOML optional eine oder mehrere zusätzliche gewünschte Eigenschaften haben, einschließlich zum Beispiel, dass sie elektrisch leitend ist, oder jedwede anderen Eigenschaften, die die MOML in der Anzeigevorrichtungen aufweisen sollte (wie zum Beispiel die Notwendigkeit, auch in der Lage zu sein, Ladung wirksam zu injizieren, falls die MOML Teil einer Elektrode ist, die dem Lumineszenzbereich benachbart ist). In Fällen, in denen die Anzeigevorrichtung eine Vielzahl von MOMLs beinhaltet, können die MOMLs (in Bezug auf die Komponenten und ihre Konzentrationen) aus derselben oder einer unterschiedlichen Materialzusammensetzung bestehen.
Es ist anzumerken, dass sich die Listen von geeigneten Materialien für die Komponenten in einem speziellen MOML-Typ überlappen können. Zum Beispiel sind in einer „ternären MOML” geeignete Materialien für die zweite Komponente (d. h., ein organisches Material) die gleichen wie die Auswahl von „organischen Materialien” für die dritte Komponente. Zudem überlappen in einer „ternären MOML” geeignete Materialien für die erste Komponente (d. h., ein anorganisches metallhaltiges Material) mit der Auswahl von „Metallen” und „anorganischen Materialien” für die dritte Komponente. Es gibt jedoch keine Ungereimtheit, auch wenn die Listen von geeigneten Materialien für die Komponenten in einem speziellen MOML-Typ überlappen, solange als die ausgewählten Komponenten sich voneinander unterscheiden, d. h., jede ausgewählte Komponente einzig ist.
Allgemein ausgedrückt kann die MOML von ungefähr 5 Vol.-% bis ungefähr 95 Vol.-% des organischen Materials und von ungefähr 95 Vol.-% bis ungefähr 5 Vol.-% des metallhaltigen Materials umfassen. In anderen Ausführungsformen kann die MOML von ungefähr 5 Vol.-% bis ungefähr 30 Vol.-% des metallhaltigen Materials und von ungefähr 70 Vol.-% bis ungefähr 95 Vol.-% des organischen Materials umfassen. Mehr bevorzugte Bereiche sind von den speziell ausgesuchten Materialien abhängig.
Eine MOML besitzt in einigen Ausführungsformen eine im Allgemeinen einheitliche Zusammensetzung über die gesamte MOML-Dicke. Um die im Allgemeinen einheitliche Zusammensetzung zu erzielen, kann die MOML unter Verwendung eines „Verfahrens des kontrollierten Mischungsverhältnisses” (z. B., Spin-Coating und Co-Abscheidung) hergestellt werden. Folglich ist in einigen Ausführungsformen, die MOML eine Mischung einer kontrollierten Zusammensetzung in dem Sinn, dass das Mischungsverhältnis der unterschiedlichen Komponenten auf bestimmte Level gesteuert wird mittels der Steuerung beispielsweise der Verdampfungsrate der unterschiedlichen Komponenten, die aus separaten Verdampfungsquellen gleichzeitig verdampft werden. In einigen Ausführungsformen bleiben die Verhältnisse der unterschiedlichen Komponenten in der MOML im Allgemeinen gleich und ändern sich nicht mit der Zeit (d. h., die Verhältnisse der Komponenten in der MOML, falls sie unmittelbar nach der Herstellung gemessen werden, werden gleich ihren Verhältnissen nach ein paar Tagen und länger sein).
In anderen Ausführungsformen kann die MOML eine uneinheitliche Zusammensetzung über die gesamte MOML-Dicke aufweisen. Co-Abscheidung kann dazu verwendet werden, die uneinheitliche Zusammensetzung der MOML zu erzeugen (z. B. durch Variieren der Co-Abscheidungsraten der MOML-Materialien während der Bildung der MOML). Aufgrund von Intraschicht-Diffusion oder Interschicht-Diffusion kann in bestimmten Ausführungsformen der MOML ein Wechsel von einer im Allgemeinen einheitlichen Zusammensetzung (wenn durch ein „Verfahren des kontrollierten Mischungsverhältnisses” hergestellt) zu einer uneinheitlichen Zusammensetzung über lange Zeitspannen auftreten. Zudem kann eine Interschicht-Diffusion von Materialien verwendet werden, um die MOML herzustellen. Diffusion ist ein weniger bevorzugter Ansatz zur Herstellung der MOML aufgrund folgender Gründe: (a) Diffusion kann eine erhebliche Zeit benötigen (Tage, Wochen, Monate oder länger); (b) das Mischungsverhältnis ändert sich mit der Zeit; und (c) man hat weniger Kontrolle über das gewünschte Verhältnis der MOML-Materialien.
In einigen Ausführungsformen werden benachbarte MOMLs, die aus den gleichen Komponenten, aber mit unterschiedlichen Konzentrationen zusammengesetzt sind, eher als verschiedene als eine einzelne MOML mit einer uneinheitlichen Zusammensetzung angesehen, wenn die Konzentration einer der Komponenten sich um mindestens 5% über eine Entfernung von nicht mehr als 5 nm in einer Richtung parallel zur Dicke der MOMLs, gemessen während oder unmittelbar nach der Herstellung der MOMLs ändert.
In einigen Ausführungsformen ist die MOML im Allgemeinen im Wesentlichen transparent als auch elektrisch leitend. Eine elektrisch leitende MOML kann einen Ohmschen Querschnitts-(z. B. über die MOML-Dicke)widerstand aufweisen, der zum Beispiel ungefähr 100000 Ohm nicht übersteigt, und insbesondere ungefähr 5000 Ohm nicht übersteigt. In einigen Ausführungsformen weist eine MOML einen Ohmschen Querschnittswiderstand auf, der 1000 Ohm nicht übersteigt. In anderen Ausführungsformen kann die MOML jedoch als elektrisch nicht-leitend angesehen werden, z. B., als einen ohmschen Widerstandswert irgendwo höher als der hierin beschriebene veranschaulichte Bereich aufweisend.
Im Allgemeinen kann die MOML im Wesentlichen transparent sein. Eine im Wesentlichen transparente MOML kann, in einigen Ausführungsformen, eine Transmission von zum Beispiel mindestens 50% und üblicherweise von mindestens 75% über mindestens einen Teil des Bereichs des sichtbaren Lichts (d. h., elektromagnetische Strahlung im Bereich von 400–700 nm) aufweisen.
Es kann jedes geeignete Verfahren angewendet werden, um die Anode und/oder die MOMLs und den Rest der Anzeigevorrichtung auszubilden Zum Beispiel kann thermische Abscheidung aus der Dampfphase (d. h., physical vapor deposition – „PVD”), Spin-Coating, Sputtern, Elektronenstrahl, Elektronen-Lichtbogen, chemische Abscheidung aus der Dampfphase („CVD”) und dergleichen verwendet werden. Die ersten beiden Techniken, und insbesondere PVD, sind wohl die gewünschteren Ansätze. Im Falle von PVD kann die MOML mittels beispielsweise Co-Verdampfung der Komponenten der MOML ausgebildet werden, wobei die Abscheidungsrate jeder der Materialien unabhängig voneinander gesteuert wird, um das gewünschte Mischungsverhältnis zu erreichen. Diese bevorzugten Mischungsverhältnisse können für bestimmte Materialkombinationen auf der Basis des Trial-and-Error-Verfahrens bestimmt werden. Der Ausdruck „Verfahren des kontrollierten Mischungsverhältnisses” bezieht sich auf Spin Coating und Co-Abscheidung. Co-Abscheidung bezieht sich auf thermische Abscheidung (d. h., thermische Abscheidung aus der Dampfphase – „PVD”), Sputtern, Elektronenstrahl, Elektronen-Lichtbogen, chemische Abscheidung aus der Dampfphase („CVD”) und dergleichen.
Eine Elektroneninjektionsschicht einer Zwischenelektrode kann jedes geeignete Elektroneninjektionsmaterial umfassen. Geeignete Elektroneninjektionsmaterialien beinhalten solche Materialien, die zum Arbeiten einer Kathode wie hierin beschrieben geeignet sind. Andere geeignete Elektroneninjektionsmaterialien beinhalten Metalle wie zum Beispiel, aber nicht beschränkt auf, Ca, Li, K, Na, Mg, Al, In, Y, Sr, Cs, Cr, Ba, Sc und Verbindungen davon. Ein Elektroneninjektionsmaterial kann auch ein anorganisches Material sein, einschließlich, aber nicht beschränkt auf, SiO, SiO₂, LiF, CsF, MgF₂, BaO und Mischungen davon. In einer Ausführungsform ist das Elektroneninjektionsmaterial eine Mischung von Mg und Ag.
Eine Leerstellinjektionsschicht einer Zwischenelektrode umfasst jedes geeignete Leerstelleninjektionsmaterial. In einigen Ausführungsformen kann ein Leerstelleninjektionsmaterial ein Leerstelleninjektionsmaterial umfassen, das als Anode wie hierin beschrieben geeignet ist.
In anderen Ausführungsformen umfasst das Leerstellinjektionsmaterial ein elektronenaufnehmendes Material, das eine organische Verbindung in einem Lumineszenzbereich oxidieren kann. Geeignete elektronenaufnehmende Materialien beinhalten anorganische Verbindungen wie zum Beispiel solche, die im US-Patent Nr. 6,423,429 von Kido et al. beschrieben sind, dessen Offenbarung vollständig durch Bezugnahme hierin aufgenommen wird. Solche anorganischen Verbindungen beinhalten Lewissäuren wie zum Beispiel FeCl₃, AlCl₃, InCl₃, GlCl₃, SbCl₅ und Kombinationen davon. Geeignete organische elektronenaufnehmende Materialien beinhalten, sind aber nicht beschränkt auf, Trinitrofluorenon und 2,3,5,6-Tetrafluor-7,7,8,8,-tetracyanochinodimethan (F₄-TCNQ). Geeignete Leerstellen-Transportmaterialien beinhalten solche, die vorstehend hierin beschrieben wurden, einschließlich, aber nicht beschränkt auf, N,N'-Di(naphthalen-1-yl)-N,N'-diphenyl-benzidin (NPB), 4,4',4''-Tris(N,N-diphenylamino)triphenylamin (mTDATA), 2,5-Di-tert-butylphenyl-N,N'-diphenyl-N,N'-bis(3-methylphenyl-(1,1'-biphenyl)-4,4'-diamin (BP-TDP), N,N'-Diphenyl-N,N'-bis-(3-methylphenyl-(1,1'-biphenyl)-4,4'-diamin (TPD), Kupfer-Phthalocyanin (CuPc), Vanadyl-Phthalocyanin (VOPc), Poly-(3,4-Ethylendioxythiophen) (PEDOT), Polyanilin (PAni) und dergleichen. Solche Leerstellinjektionsschichten sind Techniken der thermischen Abscheidung aus der Dampfphase zugänglich. In einigen Ausführungsformen umfasst eine Leerstelleninjektionsschicht einer Zwischenelektrode lediglich ein elektronenaufnehmendes Material oder eine Kombination von elektronenaufnehmenden Materialien. In anderen Ausführungsformen umfasst eine Leerstelleninjektionsschicht einer Zwischenelektrode ein elektronenaufnehmendes Material oder eine Kombination von elektronenaufnehmenden Materialien und ein Leerstellen-Transportmaterial. In einigen Ausführungsformen liegt das Verhältnis von elektronenaufnehmendem Material zu Leerstellen-Transportmaterial einer Zwischenelektrode zwischen ungefähr 10:90 und ungefähr 90:10 Volumenprozent.
Die Dicke einer Zwischenelektrode kann wie gewünscht für einen speziellen Zweck oder beabsichtigte Verwendung gewählt werden. In einigen Ausführungsformen beträgt die Gesamtdicke einer Zwischenelektrode zwischen ungefähr 5 und ungefähr 250 nm. Eine zwischen ersten und zweiten Ladungsinjektionsschichten angeordnete, eine MOML umfassende Zwischenelektrode weist, in einigen Ausführungsformen, eine Dicke von ungefähr 10 bis ungefähr 100 auf. Die Dicke der MOML kann sich, in einigen Ausführungsformen, im Bereich von ungefähr 5 bis ungefähr 100 nm bewegen. Zusätzlich kann die Dicke und/oder die Metallkonzentration der MOML so ausgewählt werden, dass sie einen gewünschten Grad an Transparenz oder Leitfähigkeit bereit stellt. Im Allgemeinen wird die MOML transparenter und leitfähiger, wenn sie Dicke vergrößert wird und/oder die Metallkonzentration erhöht wird. Die Ladungsinjektionsschichten können unabhängig voneinander eine Dicke von ungefähr 0,1 bis ungefähr 50 nm aufweisen. In anderen Ausführungsformen weisen die Ladungsinjektionsschichten unabhängig voneinander eine Dicke von ungefähr 1 bis ungefähr 25 nm auf.
In einigen Ausführungsformen kann eine MOML unter Verwendung der folgenden illustrativen PVD-Verfahren hergestellt werden: (i) Co-Verdampfung der anorganischen Verbindung, der organischen Verbindung und jedweder optionalen zusätzlichen Verbindungen, (ii) Co-Verdampfung eines elementaren Metalls, einer organischen Verbindung, und jedweder optionalen zusätzlichen Verbindungen, wobei das elementare Metall während des Verfahrens oder in einer MOML in die anorganische Metallverbindung von (i) umgewandelt wird, oder sogar durch (iii) Co-Verdampfung einer andersartigen anorganischen Verbindung des elementaren Metalls von (ii), einer organischen Verbindung und jedweder optionalen zusätzlichen Verbindungen, wobei die andersartige anorganische Metallverbindung während des Verfahrens oder in einer MOML in die anorganische Metallverbindung von (i) umgewandelt wird. Alternativ kann eine MOML durch Spin Coating von, zum Beispiel, einer polymeren Lösung gebildet werden, die die anorganische metallhaltige Verbindung und jedwede anderen zusätzlichen Komponenten enthält.
Eine gestapelte OLED gemäß der vorliegenden Offenbarung wird weiter unter Bezugnahme auf die folgenden Beispiele beschrieben. Die Beispiele dienen lediglich dem Zwecke der Illustration einer gestapelten OLED und sind nicht als beschränkende davon gedacht.
BEISPIELE
Die gestapelten OLED-Vorrichtungen I, II und III, die eine Zwischenelektrode gemäß der vorliegenden Offenbarung verwenden, wurden hergestellt und wiesen eine allgemeine Struktur wie in 6 gezeigt auf. Wie in 6 gezeigt, beinhaltet die gestapelte OLED 600 ein Glassubstrat 610, eine ITO-Anode 620, einen lumineszenten Bereich (1) 630, einen lumineszenten Bereich (2) 650, eine Kathode 660 und eine zwischen dem lumineszenten Bereich (1) und dem lumineszenten Bereich (2) angeordnete Zwischenelektrode 640. Die Zwischenelektrode beinhaltete die zwischen der Elektroneninjektionsschicht 642 und der Leerstelleninjktionsschicht 646 angeordnete MOML 644. Die Vorrichtungen wurden hergestellt unter Verwendung von thermischer Abscheidung aus der Dampfphase im Vakuum (5 × 10^–6 Pa) auf ITO-beschichteten Glassubstraten, wobei die Anode als die Bodenanode diente. Die Kathode 660 war eine Mischung aus Mg und Ag. Die Zusammensetzung und die Dicke der Lumineszenzbereiche und der unterschiedlichen Schichten der Zwischenelektrode sind in Tabelle 1 gezeigt.

Die Emissionseigenschaften der Vorrichtungen wurden durch Betreiben der Vorrichtungen bei 25 mA/cm² bewertet. Die Luminanz und Treibspannung für die Vorrichtungen sind ebenfalls in Tabelle 1 gezeigt. Tabelle 1

OLED Nr.	Lumineszierender Bereich (1)	Zwischenelektrode			Lumineszierender Bereich (2)	L (cd/m²)	V (V)
OLED Nr.	Lumineszierender Bereich (1)	EIL	MOML	HIL	Lumineszierender Bereich (2)	L (cd/m²)	V (V)
I	NPB (69 nm)/AlQ3 (75 nm)	Mg + Ag (9:1)(3 nm)	AlQ3 + Ag (80%:20%)(25 nm)	F₄-TCNQ (5 nm)	NPB (60 nm)/AlQ3 (75 nm)	750	14,59
II	NPB (20 nm)/NPB + AlQ3 + 0,4% C545T (40 nm)/AlQ3 (20 nm)	LiF (1 nm)	AlQ3 + Ag (90%:10%)(50 nm)	NPB + F₄-TCNQ (9:1) (20 nm)	NPB (20 nm)/NPB + AlQ3 + 0,4% C545T(40 nm)/AlQ3(20 nm)	2920	9,75
III	NPB (20 nm)/NPB + AlQ3 + 0,5% C545T (80 nm)/AlQ3 (20 nm)	LiF (1 nm)	AlQ3 + Ag (90%:10%)(25 nm)	NPB + F₄-TCNQ (9:1) (20 nm)	NPB (20 nm)/NPB + AlQ3 + 0,5% C545T(80 nm)/AlQ3 (20 nm)	2710	13,86

Wie in Tabelle 1 gezeigt, zeigen gestapelte OLEDs, umfassend eine Zwischenelektrode, die eine MOML umfasst, eine sehr hohe Helligkeit. Eine Stabilitätstestung der Vorrichtung zeigte auch, dass die Vorrichtungen eine hohe Stabilität demonstrieren, was sich in einer Halbwertszeit von mehreren tausend Stunden widerspiegelt.
Obwohl spezielle Ausführungsformen beschrieben wurden, können sich für Anmelder oder andere Fachleuten Alternativen, Modifikationen, Variationen, Verbesserungen und wesentliche Äquivalente ergeben, die derzeit unvorhergesehen sind oder sein können.

Claims

Gestapelte OLED, umfassend: eine erste Elektrode; eine zweite Elektrode; eine Vielzahl von Lumineszenzbereichen, angeordnet zwischen der ersten und der zweiten Elektrode; und eine oder mehrere Zwischenelektroden, wobei eine Zwischenelektrode zwischen aufeinanderfolgenden Lumineszenzbereichen angeordnet ist, wobei mindestens eine der einen oder mehreren Zwischenelektroden eine metall-organische Mischschicht-Elektrode ist, umfassend eine erste ladungsinjizierende Schicht, eine zweite ladungsinjizierende Schicht und eine metall-organische Mischschicht, angeordnet zwischen der ersten und der zweiten ladungsinjizierenden Schicht, wobei die erste und die zweite ladungsinjizierende Schicht voneinander verschiedene Funktionen umfassen, und wobei die metall-organische Mischschicht unmittelbar zu der ersten ladungsinjizierenden Schicht und der zweiten ladungsinjizierenden Schicht benachbart ist, wobei die metall-organischen Mischschichten einer metallorganischen Mischschicht-Elektrode ein Metallmaterial umfasst, umfassend ein Metall, gewählt aus der Gruppe, bestehend aus Sc, Y, Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Mn, Tc, Ru, Os, Co, Rh, Ir, Ni, Pd, Pt, Cu, Ag, Au, Zn, Cd, Sn, Pb, Bi, Se, Te, Nd, und Kombinationen davon.
Gestapelte OLED nach Anspruch 1, wobei die erste und die zweite ladungsinjizierende Schicht der metall-organischen Mischschicht-Elektrode gewählt sind aus der Gruppe, bestehend aus einer Leerstellen- bzw. Defektelektroneninjizierenden Schicht und einer elektroneninjizierenden Schicht.
Gestapelte OLED nach Anspruch 1, wobei die metall-organische Mischschicht der metall-organischen Mischschicht-Elektrode unabhängig ein Metallmaterial in einer Menge von etwa 5 bis etwa 95 Vol.-% und ein organisches Material in einer Menge von etwa 5 bis etwa 95 Vol.-% umfasst.
Gestapelte OLED nach Anspruch 1, wobei die metall-organische Mischschicht der metall-organischen Mischschicht-Elektrode ein Metallmaterial in einer Menge von etwa 5 bis etwa 30 Vol.-% und ein organisches Material in einer Menge von etwa 95 bis etwa 70 Vol.-% umfasst.
Gestapelte OLED nach Anspruch 1, wobei die erste ladungsinjizierende Schicht eine elektroneninjizierende Schicht ist und die zweite ladungsinjizierende Schicht eine Leerstellen- bzw. Defektelektronen-injizierende Schicht ist.
Gestapelte OLED nach Anspruch 1, wobei die erste ladungsinjizierende Schicht eine Leerstellen- bzw. Defektelektronen-injizierende Schicht ist und die zweite ladungsinjizierende Schicht eine elektroneninjizierende Schicht ist.
Gestapelte OLED nach Anspruch 1, wobei mindestens eine oder mehrere der Zwischenelektroden eine Leerstellen- bzw. Defektelektronen-injizierende Schicht umfasst, umfassend ein elektronenaufnehmendes Material, gewählt aus der Gruppe, bestehend aus FeCl₃, AlCl₃, InCl₃, GaCl₃, SbCl₅, Trinitrofluorenon, 2,3,5,6-Tetrafluor-7,7,8,8-tetracycrochinodimethon und Kombinationen davon.
Gestapelte OLED nach Anspruch 7, wobei die Leerstellen- bzw. Defektelektronen-injizierende Schicht weiterhin ein Leerstellen- bzw. Defektelektronen-Transportmaterial umfasst, gewählt aus der Gruppe, bestehend aus N,N'-Di(naphthalin-1-yl)-N,N'-diphenyl-bendidin (NPB), 4,4',4''-Tris(N,N-diphenylamino)triphenylamin (mTDATA), 2,5-Di-tert-butylphenyl-N,N'-diphenyl-N,N'-bis(3-methylphenyl-(1,1'-biphenyl)-4,4'-diamin (BP-TPD), N,N'-Diphenyl-N,N'-bis(3)methylphenyl-(1,1'-biphenyl-4,4'-diamin (TPD), Kupferphthalocyanin (CuPc), Vanadyl-phthalocyanin (VOPc), Poly(3,4-ethylendioxythiophen) (PEDOT), Polyanilin (PAni), und Kombinationen davon.
Gestapelte OLED nach Anspruch 1, wobei mindestens eine oder mehrere der Zwischenelektroden eine elektroneninjizierende Schicht umfasst, umfassend ein Material, gewählt aus der Gruppe, bestehend aus Ca, Li, K, Na, Mg, Al, In, Y, Sr, Cs, Cr, Ba, Sc, Si und Verbindungen davon.
Gestapelte OLED nach Anspruch 1, wobei die ladungsinjizierenden Schichten unabhängig voneinander eine Dicke von etwa 0,1 bis etwa 50 nm besitzen.
Gestapelte OLED nach Anspruch 1, wobei die metall-organische Mischschicht jeder der Zwischenelektroden unabhängig voneinander eine Dicke von etwa 5 bis etwa 100 nm besitzt.
Gestapelte OLED nach Anspruch 1, wobei die eine oder mehreren Zwischenelektroden unabhängig voneinander eine Dicke von etwa 5 bis etwa 250 nm besitzen.
Gestapelte OLED nach Anspruch 1, wobei die OLED zwei oder mehrere Zwischenelektroden umfasst, umfassend eine metall-organische Mischschicht, angeordnet zwischen einer ersten und einer zweiten ladungsinjizierenden Schicht, und wobei die ladungsinjizierenden Schichten voneinander verschiedene ladungsinjizierende Funktionen haben.
Anzeigevorrichtung, umfassend eine gestapelte OLED nach Anspruch 1.
Gestapelte OLED, umfassend: eine Anode; eine Kathode; eine Vielzahl von Lumineszenzbereichen, angeordnet zwischen der Anode und der Kathode; und eine Zwischenelektrode, angeordnet zwischen aufeinanderfolgenden Lumineszenzbereichen, wobei mindestens eine Zwischenelektrode unabhängig i) eine Leerstellen- bzw. Defektelektronen-injizierende Schicht, ii) eine elektroneninjizierende Schicht und iii) eine metall-organische Mischschicht, umfassend ein Metall, gewählt aus der Gruppe, bestehend aus Sc, Y, Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Mn, Tc, Ru, Os, Co, Rh, Ir, Ni, Pd, Pt, Cu, Ag, Au, Zn, Cd, Sn, Pb, Bi, Se, Te, Nd, und Kombinationen davon, und unmittelbar benachbart zu der Leerstellen- bzw. Defektelektronen-injizierenden Schicht und der elektroneninjizierenden Schicht, umfasst.
Gestapelte OLED nach Anspruch 15, wobei die Leerstellen- bzw. Defektelektronen-injizierende Schicht und die elektroneninjizierende Schicht jeweils unabhängig voneinander eine Dicke von etwa 0,1 bis etwa 50 nm besitzen und die metall-organische Mischschicht eine Dicke von etwa 5 bis etwa 100 nm besitzt.
Gestapelte OLED nach Anspruch 15, wobei die metall-organischen Mischschichten einer Zwischenelektrode ein Metallmaterial umfasst, umfassend ein Metall, gewählt aus der Gruppe, bestehend aus Sc, Y, Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Mn, Tc, Ru, Os, Co, Rh, Ir, Ni, Pd, Pt, Cu, Ag, Au, Zn, Cd, Sn, Pb, Bi, Se, Te, Nd, und Kombinationen davon, die elektroneninjizierende Schicht ein Material umfasst, gewählt aus der Gruppe, bestehend aus Ca, Li, K, Na, Mg, Al, In, Y, Sr, Cs, Cr, Ba, Sc, Si und Verbindungen hiervon, und die Leerstellen- bzw. Defektelektronen-injizierende Schicht ein elektronenaufnehmendes Material umfasst, gewählt aus der Gruppe, bestehend aus FeCl₃, AlCl₃, InCl₃, GaCl₃, SbCl₅, Trinitrofluorenon, 2,3,5,6-Tetrafluor-7,7,8,8-tetracyanochinodimethan, und Kombinationen davon.
Anzeigevorrichtung, umfassend eine gestapelte OLED nach Anspruch 15.