DE4428450A1 - Optical electroluminescent component used as LED's - Google Patents
Optical electroluminescent component used as LED'sInfo
- Publication number
- DE4428450A1 DE4428450A1 DE4428450A DE4428450A DE4428450A1 DE 4428450 A1 DE4428450 A1 DE 4428450A1 DE 4428450 A DE4428450 A DE 4428450A DE 4428450 A DE4428450 A DE 4428450A DE 4428450 A1 DE4428450 A1 DE 4428450A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- organic
- type
- layer
- materials
- rare earth
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title abstract description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 58
- 239000011368 organic material Substances 0.000 claims abstract description 51
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 42
- -1 rare earth metal ion Chemical class 0.000 claims abstract description 23
- 239000003446 ligand Substances 0.000 claims abstract description 16
- 239000013110 organic ligand Substances 0.000 claims abstract description 12
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 8
- 230000005693 optoelectronics Effects 0.000 claims abstract description 5
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 83
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 claims description 23
- 229920000620 organic polymer Polymers 0.000 claims description 22
- 239000000178 monomer Substances 0.000 claims description 14
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000002346 layers by function Substances 0.000 claims description 7
- DCJKUXYSYJBBRD-UHFFFAOYSA-N 2,5-diphenyl-1,3,4-oxadiazole Chemical compound C1=CC=CC=C1C1=NN=C(C=2C=CC=CC=2)O1 DCJKUXYSYJBBRD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052693 Europium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- XZCJVWCMJYNSQO-UHFFFAOYSA-N butyl pbd Chemical compound C1=CC(C(C)(C)C)=CC=C1C1=NN=C(C=2C=CC(=CC=2)C=2C=CC=CC=2)O1 XZCJVWCMJYNSQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- OGPBJKLSAFTDLK-UHFFFAOYSA-N europium atom Chemical compound [Eu] OGPBJKLSAFTDLK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- ODHXBMXNKOYIBV-UHFFFAOYSA-N triphenylamine Chemical compound C1=CC=CC=C1N(C=1C=CC=CC=1)C1=CC=CC=C1 ODHXBMXNKOYIBV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229940114081 cinnamate Drugs 0.000 claims description 5
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 5
- LIRIBVWSEJZEKJ-UHFFFAOYSA-K terbium(3+) tribenzoate Chemical compound [Tb+3].[O-]C(=O)c1ccccc1.[O-]C(=O)c1ccccc1.[O-]C(=O)c1ccccc1 LIRIBVWSEJZEKJ-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 5
- WBYWAXJHAXSJNI-VOTSOKGWSA-M trans-cinnamate Chemical compound [O-]C(=O)\C=C\C1=CC=CC=C1 WBYWAXJHAXSJNI-VOTSOKGWSA-M 0.000 claims description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 4
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229920003227 poly(N-vinyl carbazole) Polymers 0.000 claims description 4
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 3
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 claims description 3
- 229920000547 conjugated polymer Polymers 0.000 claims description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 12
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 11
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 9
- 238000005215 recombination Methods 0.000 description 9
- 230000006798 recombination Effects 0.000 description 9
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 8
- 239000002800 charge carrier Substances 0.000 description 5
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 5
- 238000004020 luminiscence type Methods 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 description 4
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 description 4
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229920000402 bisphenol A polycarbonate polymer Polymers 0.000 description 3
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 3
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 3
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 3
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 3
- 238000006862 quantum yield reaction Methods 0.000 description 3
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- HPWSFWOMTBEXGN-UHFFFAOYSA-N 2-(2-tert-butylphenyl)-5-(4-phenylphenyl)-1,3,4-oxadiazole Chemical compound CC(C)(C)C1=CC=CC=C1C1=NN=C(C=2C=CC(=CC=2)C=2C=CC=CC=2)O1 HPWSFWOMTBEXGN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WMAXWOOEPJQXEB-UHFFFAOYSA-N 2-phenyl-5-(4-phenylphenyl)-1,3,4-oxadiazole Chemical compound C1=CC=CC=C1C1=NN=C(C=2C=CC(=CC=2)C=2C=CC=CC=2)O1 WMAXWOOEPJQXEB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OGGKVJMNFFSDEV-UHFFFAOYSA-N 3-methyl-n-[4-[4-(n-(3-methylphenyl)anilino)phenyl]phenyl]-n-phenylaniline Chemical compound CC1=CC=CC(N(C=2C=CC=CC=2)C=2C=CC(=CC=2)C=2C=CC(=CC=2)N(C=2C=CC=CC=2)C=2C=C(C)C=CC=2)=C1 OGGKVJMNFFSDEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 239000013522 chelant Substances 0.000 description 2
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 2
- DMBHHRLKUKUOEG-UHFFFAOYSA-N diphenylamine Chemical compound C=1C=CC=CC=1NC1=CC=CC=C1 DMBHHRLKUKUOEG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000005281 excited state Effects 0.000 description 2
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 2
- DCZNSJVFOQPSRV-UHFFFAOYSA-N n,n-diphenyl-4-[4-(n-phenylanilino)phenyl]aniline Chemical compound C1=CC=CC=C1N(C=1C=CC(=CC=1)C=1C=CC(=CC=1)N(C=1C=CC=CC=1)C=1C=CC=CC=1)C1=CC=CC=C1 DCZNSJVFOQPSRV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000012044 organic layer Substances 0.000 description 2
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 2
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 2
- 239000011877 solvent mixture Substances 0.000 description 2
- TVIVIEFSHFOWTE-UHFFFAOYSA-K tri(quinolin-8-yloxy)alumane Chemical compound [Al+3].C1=CN=C2C([O-])=CC=CC2=C1.C1=CN=C2C([O-])=CC=CC2=C1.C1=CN=C2C([O-])=CC=CC2=C1 TVIVIEFSHFOWTE-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- ZFRNOTZQUGWMQN-UHFFFAOYSA-N 2-(2-carboxyanilino)benzoic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=CC=C1NC1=CC=CC=C1C(O)=O ZFRNOTZQUGWMQN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KPKQWXGFEKRQQA-UHFFFAOYSA-N 3,5-diphenyl-1h-1,2,4-triazole Chemical compound C1=CC=CC=C1C1=NNC(C=2C=CC=CC=2)=N1 KPKQWXGFEKRQQA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000000914 Dysprosium Chemical class 0.000 description 1
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 1
- CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-M Methacrylate Chemical compound CC(=C)C([O-])=O CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229910000861 Mg alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001216 Samarium Chemical class 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001217 Terbium Chemical class 0.000 description 1
- 229910052775 Thulium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000005083 Zinc sulfide Substances 0.000 description 1
- JKPJRKGRTBEQCS-UHFFFAOYSA-K [Eu+3].Oc1cccc2ccc(nc12)C([O-])=O.Oc1cccc2ccc(nc12)C([O-])=O.Oc1cccc2ccc(nc12)C([O-])=O Chemical class [Eu+3].Oc1cccc2ccc(nc12)C([O-])=O.Oc1cccc2ccc(nc12)C([O-])=O.Oc1cccc2ccc(nc12)C([O-])=O JKPJRKGRTBEQCS-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 238000000862 absorption spectrum Methods 0.000 description 1
- 125000001931 aliphatic group Chemical group 0.000 description 1
- HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N alpha-acetylene Natural products C#C HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 1
- YBGKQGSCGDNZIB-UHFFFAOYSA-N arsenic pentafluoride Chemical compound F[As](F)(F)(F)F YBGKQGSCGDNZIB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010420 art technique Methods 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 150000001735 carboxylic acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 239000012990 dithiocarbamate Substances 0.000 description 1
- 150000004659 dithiocarbamates Chemical class 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- ZWJINEZUASEZBH-UHFFFAOYSA-N fenamic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=CC=C1NC1=CC=CC=C1 ZWJINEZUASEZBH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000015244 frankfurter Nutrition 0.000 description 1
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 description 1
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical compound [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 230000005283 ground state Effects 0.000 description 1
- 125000005842 heteroatom Chemical group 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 1
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 1
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 1
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 1
- 229910052747 lanthanoid Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002602 lanthanoids Chemical class 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- LAQFLZHBVPULPL-UHFFFAOYSA-N methyl(phenyl)silicon Chemical compound C[Si]C1=CC=CC=C1 LAQFLZHBVPULPL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 150000004866 oxadiazoles Chemical class 0.000 description 1
- 238000001296 phosphorescence spectrum Methods 0.000 description 1
- 108091008695 photoreceptors Proteins 0.000 description 1
- SIOXPEMLGUPBBT-UHFFFAOYSA-N picolinic acid Chemical class OC(=O)C1=CC=CC=N1 SIOXPEMLGUPBBT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 1
- 229920000553 poly(phenylenevinylene) Polymers 0.000 description 1
- 229920001197 polyacetylene Polymers 0.000 description 1
- 229920000767 polyaniline Polymers 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N tin dioxide Chemical compound O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001887 tin oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000003852 triazoles Chemical class 0.000 description 1
- 238000005019 vapor deposition process Methods 0.000 description 1
- 229910052984 zinc sulfide Inorganic materials 0.000 description 1
- DRDVZXDWVBGGMH-UHFFFAOYSA-N zinc;sulfide Chemical compound [S-2].[Zn+2] DRDVZXDWVBGGMH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K50/00—Organic light-emitting devices
- H10K50/80—Constructional details
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K50/00—Organic light-emitting devices
- H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
- H10K50/11—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K2101/00—Properties of the organic materials covered by group H10K85/00
- H10K2101/10—Triplet emission
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
- H10K85/30—Coordination compounds
- H10K85/351—Metal complexes comprising lanthanides or actinides, e.g. comprising europium
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
- H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
- H10K85/631—Amine compounds having at least two aryl rest on at least one amine-nitrogen atom, e.g. triphenylamine
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein organisches, elektro lumineszentes Bauteil, z. B. Elektrolumineszensdioden (LED) für Leuchtanzeigen, Leuchten, Festkörperbildverstärker oder Bildschirme.The invention relates to an organic, electro luminescent component, e.g. B. Electroluminescent Diodes (LED) for illuminated displays, lights, solid-state image intensifiers or screens.
LEDs nach dem Stand der Technik sind in der Regel Halbleiterdioden, also Dioden für deren Aufbau anorganische Halbleiter wie dotiertes Zinksulfid, Silizium, Germanium oder III-V-Halbleiter, z. B. InP, GaAs, GaAlAs, GaP oder GaN mit entsprechenden Dotierungen verwendet werden. Diese Halbleiterdioden enthalten eine p-dotierte Kristallzone und eine n-dotierte Kristallzone. In einer typischen Ausführung erzeugt man zunächst durch entsprechende Dotierung des Halbleiters einen n-leitenden Grundkristall. Auf diesen läßt man eine nur 1 µm dicke p-Zone mit hohem Dotierungsgrad, d. h. großer Löcherdichte, aufwachsen.State of the art LEDs are usually Semiconductor diodes, i.e. diodes for their construction inorganic semiconductors such as doped zinc sulfide, Silicon, germanium or III-V semiconductors, e.g. B. InP, GaAs, GaAlAs, GaP or GaN with appropriate doping be used. These semiconductor diodes contain a p-doped Crystal zone and an n-doped crystal zone. In a typical version is first created by corresponding doping of the semiconductor an n-type Basic crystal. A p-zone only 1 µm thick is left on these with a high degree of doping, d. H. large hole density, grow up.
Die p-Schicht wird mit einer durchsichtigen Elektrode abgedeckt, die n-Schicht mit einer normalen Metallelektrode. Beim Anlegen einer Spannung in Durchlaßrichtung wandern Elektronen aus dem n-Gebiet und Löcher aus dem p-Gebiet in die pn-Grenzschicht und rekombinieren dort, d. h. die Elektronen füllen die Löcher im Valenzband auf. Die bei der Rekombination freiwerdende Energie wird in Form von Lichtquanten abgestrahlt. Die Farbe des abgestrahlten Lichtes hängt vom verwendeten Halbleiter und dessen Dotierung ab.The p-layer is covered with a transparent electrode covered the n-layer with a normal Metal electrode. When applying a voltage in Forward direction electrons migrate from the n-area and Holes from the p region into the pn junction and recombine there, d. H. the electrons fill the holes in the valence band. The one released during recombination Energy is emitted in the form of light quanta. The Color of the emitted light depends on the used Semiconductors and their doping.
Seit einigen Jahren wird an der Entwicklung von Lumineszensstrahlungsquellen gearbeitet, deren Emittermaterial kein anorganischer Halbleiter sondern ein organisches, elektrisch leitendes Material ist.For some years now, the development of Luminescent radiation sources worked, the Emitter material not an inorganic semiconductor but a is organic, electrically conductive material.
Elektrolumineszente Bauteile mit leuchtenden Schichten, die aus organischen Materialien aufgebaut sind, sind Lichtquellen aus anorganischen Materialien in einigen Eigenschaften deutlich überlegen. Ein Vorteil ist ihre leichte Formbarkeit und hohe Elastizität, die etwa für Leuchtanzeigen und Bildschirme neuartige Anwendungen ermöglicht. Diese Schichten können leicht als großflächige, flache und sehr dünne Schichten hergestellt werden, für die zudem der Materialeinsatz gering ist. Sie zeichnen sich auch durch eine bemerkenswert große Helligkeit bei gleichzeitig kleiner Ansteuerspannung aus.Electroluminescent components with luminous layers, which are made up of organic materials Light sources made from inorganic materials in some Clearly superior properties. One advantage is hers easy formability and high elasticity, which is about for Illuminated displays and screens novel applications enables. These layers can easily be considered large, flat and very thin layers for which the use of materials is also low. she are also characterized by a remarkably large Brightness with a low control voltage.
Weiterhin kann die Farbe des emittierten Lichtes durch Wahl der lumineszierenden Substanz in weiten Bereichen von ca. 400 nm bis ca. 650 nm variiert werden. Diese Farben fallen durch ihre Luminanz auf.Furthermore, the color of the emitted light can be changed Wide range of choice of luminescent substance can be varied from approx. 400 nm to approx. 650 nm. These Colors stand out due to their luminance.
Man hat auch schon Kombinationen von elektrisch leitenden organischen Materialien mit metallo-organischen Verbindungen der Seltenerdmetalle für Lumineszenzstrahlungsquellen eingesetzt. Aus der US-A 5128587 ist ein elektrolumineszierendes Bauteil bekannt, das eine Schichtenfolge umfaßt aus (a) einem Substrat, das transparent für sichtbares Licht ist, (b) einer ersten Elektrode, die transparent für sichtbares Licht ist, (c) einer p-leitenden Schicht, die transparent für sichtbares Licht ist, (d) eine Lumineszensschicht, die metallo- organische Komplexe der Lanthanoiden enthält und (e) eine zweite Elektrode. Dabei kann die p-leitende Schicht ein organischer oder anorganischer Halbleiter von p-Typ sein und die metallo-organischen Komplexe können in eine Membran eingebettet sein, die aus Verbindungen besteht, die mit dem angeregten Zustand des besagten metallo- organischen Komplexes einen Anlagerungskomplex bilden können. Ein derartiges elektrolumineszierendes Bauteil zeichnet sich durch monochromatische Strahlung aus.There are already combinations of electrically conductive ones organic materials with metallo-organic Compounds of rare earth metals for Luminescence radiation sources used. From US-A 5128587 an electroluminescent component is known, which comprises a layer sequence of (a) a substrate, that is transparent to visible light, (b) a first Electrode that is transparent to visible light, (c) a p-type layer that is transparent to the visible Is light, (d) a luminescent layer that is metallo- contains organic complexes of lanthanoids and (e) a second electrode. The p-type layer can be a organic or inorganic p-type semiconductors and the metallo-organic complexes can be divided into one Embedded membrane, which consists of connections with the excited state of said metallo- organic complex form an attachment complex can. Such an electroluminescent component is characterized by monochromatic radiation.
Ein Nachteil der oben genannten Bauteile ist ihr geringer Wirkungsgrad. Nach den bekanntgewordenen Ergebnissen verschiedener Arbeitsgruppen wurden bei den ersten Prototypen weniger als Tausendstel der zugeführten Leistung in Licht umgewandelt, inzwischen konnte die Effizienz für die interne Quantenausbeute auf etwa 4% (Nature, Bd. 365, S. 628), die externe Quantenausbeute auf 4,2% (J.Appl.Phys. 72, 1957 (1992)) gesteigert werden (siehe auch Frankfurter Allgemeine Zeitung 29.06.1994, Seite N3).A disadvantage of the above components is less Efficiency. According to the known results different working groups were created at the first Prototypes less than a thousandth of the input Power converted into light, meanwhile the Efficiency for the internal quantum yield to about 4% (Nature, vol. 365, p. 628), the external quantum yield 4.2% (J.Appl.Phys. 72, 1957 (1992)) can be increased (see also Frankfurter Allgemeine Zeitung June 29, 1994, page N3).
Der geringe optische Wirkungsgrad der bekannten elektrolumineszierenden Bauteile mit organischen Materialien geht zudem einher mit einer erhöhten thermischen Belastung der Bauteile durch Ladungstransport und nichtstrahlende Übergänge, die die Bauteile mit der Zeit zerstört.The low optical efficiency of the known electroluminescent components with organic Materials also go hand in hand with an increased thermal stress on the components due to charge transport and non-radiative transitions, which the components with the Time destroyed.
Es ist deshalb die Aufgabe der Erfindung, ein organisches, elektrolumineszierendes Bauteil mit elektrisch leitenden, organischen Materialien und metallo-organischen Komplexen der Seltenerdmetallen mit hoher Lichtausbeute und langer Lebensdauer zur Verfügung zu stellen.It is therefore the object of the invention to provide an organic electroluminescent component with electrically conductive, organic materials and metallo-organic complexes the rare earth metals with high luminous efficacy and long To provide lifespan.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst durch ein organisches, elektrolumineszentes Bauteil mit einem Schichtverbund ausAccording to the invention the object is achieved by a organic, electroluminescent component with one Layered composite
- a) einer Substratschichta) a substrate layer
- b) einer ersten transparenten Elektrodenschicht,b) a first transparent electrode layer,
- c) einer oder mehreren optoelektronisch funktionellen Schichten mit c) one or more optoelectronic functional Layers with
- c.1) gegebenenfalls einem oder mehreren p-leitenden, organischen Materialien mit ein oder mehreren Singulett-Zuständen und ein oder mehreren Triplett-Zuständen undc.1) optionally one or more p-type, organic materials with one or more singlet states and one or more triplet states and
- c.2) einem lumineszenzierenden Material mit einem oder mehreren metallo-organischen Komplexen eines Seltenerdmetallions mit organischen Liganden, wobei das Seltenerdmetallion einen emittierenden Zustand und die organischen Liganden ein oder mehrere Singulett-Zustände und ein oder mehrere Triplett-Zustände haben undc.2) a luminescent material with one or several metallo-organic complexes one Rare earth metal ions with organic ligands, the Rare earth metal ion an emissive state and the organic ligands one or more singlet states and have one or more triplet states and
- c.3) einem oder mehreren n-leitenden, organischen Materialien mit ein oder mehreren Singulett-Zuständen und ein oder mehreren Triplett-Zuständen undc.3) one or more n-conducting, organic Materials with one or more singlet states and one or more triplet states and
- d) einer zweiten Elektrode, wobei der energetisch niedrigste Triplett-Zustand der Liganden niedriger als die energetisch niedrigsten Triplett-Zustände der n-leitenden und der p-leitenden, organischen Materialien und über dem emittierenden Zustand des Seltenerdmetallions liegt.d) a second electrode, the energetically lowest triplet state of Ligands lower than the lowest energetically Triplet states of the n-type and the p-type, organic materials and over the emissive state of the rare earth metal ion.
Die Erfindung beruht auf dem Gedanken, daß es möglich gemacht werden soll, die Lichtausbeute von organischen, elektrolumineszenten Bauteilen dadurch zu erhöhen, daß von den bei der Rekombination von Elektronen und Löchern entstehenden Excitonen nicht nur wie beim Stand der Technik die Singulett-Excitonen sondern auch die Triplett excitonen für die Lichtanregung nutzbar gemacht werden.The invention is based on the idea that it is possible the luminous efficacy of organic, to increase electroluminescent components in that the recombination of electrons and holes resulting excitons not only as in the prior art Technique the singlet excitons but also the triplet excitons can be used for light excitation.
Ein erfindungsgemäßes organisches elektrolumineszentes Bauteil zeichnet sich daher durch eine überraschend erhöhte Lichtausbeute aus, außerdem weist es eine sehr gute thermische Stabilität auf und läßt sich mit einfachen Verfahren herstellen.An organic electroluminescent according to the invention Component is therefore characterized by a surprising increased light output, it also has a very good thermal stability and can be done with simple Establish process.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, daß ein p-leitendes organisches Material und das lumineszenziernde Material in einer ersten, homogenen Schicht enthalten sind und ein n-leitendes organisches Material in einer zweiten Schicht enthalten ist, wobei der niedrigste Triplett-Zustand des p-leitenden organischen Materials niedriger liegt als derjenige des n-leitenden organischen Materials.In the context of the present invention, it is preferred that a p-type organic material and that luminescent material in a first, homogeneous Layer are included and an n-type organic Material is contained in a second layer, the lowest triplet state of the p-type organic Material is lower than that of the n-type organic material.
In einem derartigen Schichtverbund mit einer multifunktionellen Schicht, die den p-Leiter und das lumineszierende Material mit der angegebenen relativen Lage der Energiezustände enthält, haben die lumineszenzerzeugenden Vorgänge einen besonders hohen Wirkungsgrad.In such a layer composite with one multifunctional layer that the p-conductor and that luminescent material with the specified relative Location of the energy states, have the luminescence-generating processes a particularly high Efficiency.
Es kann weiterhin bevorzugt sein, daß ein p-leitendes organisches Material in einer ersten Schicht enthalten ist und ein n-leitendes organisches Material und das lumineszenziernde Material in einer zweiten, homogenen Schicht enthalten sind, wobei der niedrigste Triplett-Zustand des n-leitenden organischen Materials niedriger liegt als derjenige des p-leitenden organischen Materials.It may also be preferred that a p-type organic material is contained in a first layer and an n-type organic material and that luminescent material in a second, homogeneous Layer are included, with the lowest triplet state of the n-type organic material is lower lies as that of the p-type organic material.
Auch diese Konfiguration zeigt eine sehr gute Lichtausbeute.This configuration also shows a very good one Luminous efficacy.
Es kann auch bevorzugt sein, daß ein p-leitendes organischen Material mit dem lumineszierenden Material in einer ersten homogenen Schicht und ein n-leitendes organisches Material mit dem lumineszierenden Material in einer zweiten homogenen Schicht enthalten sind.It may also be preferred that a p-type organic material with the luminescent material in a first homogeneous layer and an n-type organic material with the luminescent material in a second homogeneous layer are included.
Bei etwa gleicher Lage der Energieniveaus für die Triplett-Zustände der organischen Materialien zeigt diese Konfiguration den besten Wirkungsgrad. Außerdem ergibt sich dadurch eine gute Materialverträglichkeit im Schichtverbund.With approximately the same position of the energy levels for the This shows triplet states of the organic materials Configuration the best efficiency. Also results good material compatibility in the Layered composite.
Besonders einfach zu fertigen ist eine Ausführungsform der Erfindung, bei der ein oder mehrere p-leitenden organischen Materialien, das elektrolumineszierende Material und ein oder mehrere n-leitenden organischen Materialien in einer homogenen Schicht enthalten sind, wobei die Redoxpotentiale der n- und p-leitenden Materialien größer als die des elektrolumineszierenden Materials sind.An embodiment of the is particularly easy to manufacture Invention in which one or more p-type organic materials, the electroluminescent Material and one or more n-type organic Materials are contained in a homogeneous layer, the redox potentials of the n- and p-conducting Materials larger than that of the electroluminescent Materials.
Es kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch bevorzugt sein, daß ein oder mehrere p-leitende, organischen Materialien, ein oder mehrere n-leitende organischen Materialien und das lumineszierende Material jeweils in einer separaten Schicht angeordnet sind, wobei die Schicht mit dem lumineszierenden Material zwischen der Schicht mit dem oder den p-leitenden organischen Materialien und dem oder den n-leitenden Materialien liegt.It can also within the scope of the present invention be preferred that one or more p-type, organic materials, one or more n-type organic materials and the luminescent material are each arranged in a separate layer, wherein the layer with the luminescent material between the Layer with the or the p-type organic Materials and the n-type material or materials lies.
Die Eigenschaften der drei funktionellen Schichten sind in dieser Ausführungsform separat optimierbar. Dabei kann die Schicht mit dem lumineszierenden Material besonders dünn ausgebildet werden, wodurch die externe Lichtausbeute gesteigert wird.The properties of the three functional layers are in this embodiment can be optimized separately. The Layer with the luminescent material is particularly thin are formed, which causes the external light output is increased.
Die p-leitenden organischen Materialien können ein molekular dotiertes organisches Polymeres, ein halbleitendes konjugiertes Polymeres, ein intrinsisch leitendes organisches Polymeres oder ein p-leitendes organisches Monomeres oder deren Gemische sein. The p-type organic materials can be molecularly doped organic polymer, a semiconducting conjugated polymer, an intrinsic conductive organic polymer or a p-conductive organic monomer or mixtures thereof.
Eine besonders bevorzugte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, daß das p-leitende, organische Material aus den organischen Liganden des Seltenerdmetallions besteht. In dieser Ausführungsform erfolgt die Rekombination von positiven und negativen Ladungsträgern direkt auf dem Liganden. Durch diese direkte Energieübertragung erhält man eine verbesserte Ausbeute.This is a particularly preferred embodiment characterized in that the p-type organic material from the organic ligands of the rare earth metal ion consists. In this embodiment, the Recombination of positive and negative charge carriers directly on the ligand. Through this direct Energy transfer gives an improved yield.
Die n-leitenden organischen Materialien können ein molekular dotiertes organisches Polymeres, ein intrinsisch leitendes organisches Polymeres oder ein n-leitendes organisches Monomeres oder deren Gemische sein.The n-type organic materials can be one molecularly doped organic polymer, an intrinsic conductive organic polymer or an n-conductive organic monomer or mixtures thereof.
Besonders die molekular dotierten organischen Polymere, sowohl die p-leitenden als auch die n-leitenden, erlauben eine getrennte Optimierung von thermischen und elektrischen Eigenschaften.Especially the molecularly doped organic polymers, both the p-type and the n-type allow a separate optimization of thermal and electrical properties.
Schichten mit Monomeren haben den Vorteil, daß sie besonders leicht herstellbar sind, da sie in der Regel in einem Aufdampfverfahren aufgebracht werden können.Layers with monomers have the advantage that they are particularly easy to manufacture, as they are usually in can be applied by a vapor deposition process.
Es ist weiterhin bevorzugt, daß die Liganden des Seltenerdmetallions chelatisierende Sauerstoff-, Schwefel- oder Stickstoffliganden sind.It is further preferred that the ligands of the Rare earth metal ion chelating oxygen, sulfur or Nitrogen ligands.
Derartige Komplexe zeichnen sich durch intensive Energieübertragung und durch die Darstellbarkeit reiner Farben aus.Such complexes are characterized by intense Energy transfer and purer through the representability Colors out.
In einer bevorzugten Ausführungsform des organischen, elektrolumineszenten Bauteils ist das p-leitende organische Material Poly(N-Vinylcarbazol), der Komplex des Seltenerdmetallions Europium-cinnamat und das n-leitende Material 2-(4-Biphenylyl)-5-(tert.-butylphenyl)-1,3,4-oxadiazol (butyl-PBD). In a preferred embodiment of the organic, electroluminescent component is the p-type organic material poly (N-vinyl carbazole), the complex of Rare earth metal ions europium cinnamate and the n-type Material 2- (4-biphenylyl) -5- (tert-butylphenyl) -1,3,4-oxadiazole (butyl PBD).
In einer anderen bevorzugten Ausführungsform ist das p-leitende organische Material Triphenylamin, der Komplex des Seltenerdmetallions Terbiumbenzoat und das n-leitende organische Material 2,5-Diphenyl-1,3,4- oxadiazol (PPD).In another preferred embodiment the p-type organic material triphenylamine, the complex of the rare earth metal ion terbium benzoate and the n-type organic material 2,5-diphenyl-1,3,4- oxadiazole (PPD).
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Zeichnungen und Beispielen weiter erläutert.In the following the invention with reference to drawings and Examples further explained.
Fig. 1 zeigt den prinzipiellen Aufbau eines organischen elektrolumineszenten Bauteils nach der Erfindung mit zwei optoelektronisch funktionellen Schicht. Fig. 1 shows the basic structure of an organic electroluminescent device according to the invention with two opto-electronic functional layer.
Fig. 2 zeigt eine andere Ausführungsform der Erfindung mit zwei optoelektronisch funktionellen Schichten. Fig. 2 shows another embodiment of the invention with two optoelectronically functional layers.
Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung mit zwei optoelektronisch funktionellen Schichten. Fig. 3 shows a further embodiment of the invention with two optoelectronically functional layers.
Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung mit drei optoelektronisch funktionellen Schichten. Fig. 4 shows a further embodiment of the invention with three optoelectronically functional layers.
Das erfindungsgemäße organische elektrolumineszierende Bauteil besteht aus einem Schichtverbund aus einer Substratschicht 1, einer ersten, transparenten Elektrodenschicht 2, einer oder mehreren Schichten 3 mit gegebenenfalls einem p-leitenden, organischen Material 31, mit einem lumineszenzierenden Material mit einem oder mehreren Komplexen eines Seltenerdmetallions mit organischen Liganden 32 und n-leitenden, organischen Material 33 sowie einer zweiten Elektrode 4.The organic electroluminescent component according to the invention consists of a layer composite of a substrate layer 1 , a first, transparent electrode layer 2 , one or more layers 3 , optionally with a p-conducting organic material 31 , with a luminescent material with one or more complexes of a rare earth metal ion with organic ones Ligands 32 and n-conducting organic material 33 and a second electrode 4 .
Im Betrieb wird eine Gleichstromspannung an die beiden Elektroden angelegt. Dabei liegt die erste Elektrode auf positivem Potential (Anode), die zweite auf negativem Potential (Kathode).In operation, a DC voltage is applied to the two Electrodes applied. The first electrode lies on top positive potential (anode), the second on negative Potential (cathode).
Üblicherweise besteht die optoelektronische Zwischenschicht 3 aus zwei separaten Schichten für das p-leitende d. h. löcherleitende Material 31 und das n-leitende d. h. elektronenleitende Material 33. dabei kann entweder die p-leitende Schicht, wie in Fig. 2 oder die n-leitende Schicht wie in Fig. 1 oder beide wie in Fig. 3 auch das elektrolumineszierende Material 32 mit einem oder mehreren Komplexen eines Seltenerdmetallions mit organischen Liganden enthalten.The optoelectronic intermediate layer 3 usually consists of two separate layers for the p-conductive, ie hole-conducting material 31 and the n-conductive, ie electron-conductive material 33 . either the p-type layer, as in FIG. 2 or the n-type layer as in FIG. 1, or both, as in FIG. 3, may also contain the electroluminescent material 32 with one or more complexes of a rare earth metal ion with organic ligands.
In einer weiteren Ausführungsform gemäß Fig. 4 sind die drei Materialien in drei separaten Schichten angeordnet - Löcherleiter, Lumineszenzschicht, Elektronenleiter.In a further embodiment according to FIG. 4, the three materials are arranged in three separate layers - hole conductor, luminescent layer, electron conductor.
Wie die Abbildungen zeigen, dient als Substrat 1 immer eine Platte aus einem lichtdurchlässigen Material, beispielsweise eine Glasplatte. Darauf ist als dünner Film von einigen 100 nm Dicke die Anode 2 aufgebracht, die ebenfalls lichtdurchlässig sein muß. Darauf folgen die p- und dann die n-leitende Schicht bzw. die kombinierte Schicht mit p- und n-leitendem Material sowie die elektrolumineszente Schicht. Die Dicken dieser Schichten liegen zwischen 10 und 100 nm. Vervollständigt wird das organische, elektrolumineszente Bauteil durch die Kathode 4.As the figures show, a plate made of a translucent material, for example a glass plate, is always used as the substrate 1 . Anode 2 , which must also be translucent, is applied as a thin film of a few 100 nm thickness. This is followed by the p- and then the n-type layer or the combined layer with p- and n-type material and the electroluminescent layer. The thicknesses of these layers are between 10 and 100 nm. The organic, electroluminescent component is completed by the cathode 4 .
Als Material für die transparente Anode, von der aus Löcher in die p-leitende Schicht injiziert werden, sind Metalle, Metalloxide oder elektrisch leitende organische Polymere mit hoher Austrittsarbeit für Elektronen geeignet. Beispiele sind dünne, transparente Schichten aus indiumdotiertem Zinnoxid (ITO), Gold oder Polyanilin.As a material for the transparent anode from which Holes are injected into the p-type layer Metals, metal oxides or electrically conductive organic High work function polymers for electrons suitable. Examples are thin, transparent layers indium-doped tin oxide (ITO), gold or polyaniline.
Für die p-leitende Schicht werden molekular dotierte organische Polymere, intrinsisch leitende organische Polymere, d. h. Polymere mit Eigenleitfähigkeit oder leitfähige organische Monomere verwendet. Voraussetzung ist, daß der niedrigste Triplett-Zustand dieser Polymere bzw. Monomere höher liegt als derjenige der Liganden des Seltenerdmetallkomplexes: T₁P<T₁L, wobei T₁P der niedrigste Triplett-Zustand des p-leitenden, organischen Polymeren und T₁L der niedrigste Triplettzustand des Liganden des Seltenerdmetallkomplexes ist.Molecularly doped organic polymers, intrinsically conductive organic polymers, ie polymers with intrinsic conductivity or conductive organic monomers are used for the p-type layer. The prerequisite is that the lowest triplet state of these polymers or monomers is higher than that of the ligands of the rare earth complex: T₁ P <T₁ L , where T₁ P is the lowest triplet state of the p-conducting organic polymer and T₁ L is the lowest triplet state of the ligand of the rare earth complex.
Ein Beispiel für ein intrinsisch p-leitendes, organisches Polymeres ist Poly(N-Vinylcarbazol) mit T₁P von ca. 20 500 cm-1.An example of an intrinsically p-conducting, organic polymer is poly (N-vinylcarbazole) with T₁ P of about 20 500 cm -1 .
Traditionell dienen organische Polymere wegen ihrer meist verschwindend geringen elektrischen Leitfähigkeit als Isolatoren oder Ummantelungen in der Elektro- und Elektronikindustrie. In jüngster Zeit ist es jedoch gelungen, die Leitfähigkeit von organischen Polymeren durch Dotierungen, also durch Einbringen genau definierter Verunreinigungen, so zu modifizieren, daß sie auch als Stromleiter in elektronischen Systemen fungieren können. Solche dotierten organischen Polymere sind z. B. mit Arsenpentafluorid oder Jod dotiertes Polyacetylen. Diese zeigen metallischen Glanz.Traditionally, organic polymers mostly serve because of their vanishingly low electrical conductivity than Insulators or jackets in electrical and Electronics industry. Recently, however, it is managed the conductivity of organic polymers through doping, i.e. by introducing precisely defined ones Impurities, so that they can also be modified as Conductors can function in electronic systems. Such doped organic polymers are e.g. B. with Arsenic pentafluoride or iodine-doped polyacetylene. These show metallic shine.
Eine andere Klasse von dotierten organischen Polymeren sind die sogenannten "molekular dotierten Polymere" (MDP), wie sie beispielsweise in P.M. Bausenberger und D.S. Weiss, "Organic Photoreceptors for Imaging Systems", Marcel Dekker, New York (1993) beschrieben sind. Dies sind molekulardisperse binäre feste Lösungen von Monomeren, die elektrische Ladungen transportieren können, in inerten, inaktiven polymeren Matrixmolekülen.Another class of doped organic polymers are the so-called "molecularly doped polymers" (MDP), as for example in P.M. Bausenberger and D.S. Weiss, "Organic Photoreceptors for Imaging Systems", Marcel Dekker, New York (1993). These are molecularly disperse binary solid solutions from Monomers that can carry electrical charges in inert, inactive polymeric matrix molecules.
Ein ausgezeichnet geeigneter MDP-Werkstoff mit p-leitenden Eigenschaften ist die feste Lösung aus dem p-Leiter N,N′-Diphenyl-N,N′-bis(3-methylphenyl)-1,1′-biphenyl-4,4′- diamin (TPD) als Dotierung in einer Matrix aus Polymethylmetacrylat oder Bisphenol A-Polycarbonat.An excellently suitable MDP material with p-type Properties is the solid solution from the p-conductor N, N′-diphenyl-N, N′-bis (3-methylphenyl) -1,1′-biphenyl-4,4′- diamine (TPD) as doping in a matrix Polymethyl methacrylate or bisphenol A polycarbonate.
Für p-leitende Schichten ohne elektrolumineszierende Zusätze ist auch Poly(p-Phenylenvinylen) und dessen Derivate oder Poly(methylphenylsilan) geeignet. In Schichten mit elektrolumineszierenden Zusätzen stört allerdings deren Fähigkeit zu nichtstrahlenden Übergängen aus dem T₁-Zustand.For p-conductive layers without electroluminescent Additives are also poly (p-phenylene vinylene) and its Derivatives or poly (methylphenylsilane) are suitable. In Interfering with layers with electroluminescent additives however, their ability to make non-radiative transitions from the T₁ state.
Als p-leitende organische Monomere können für die vorliegende Erfindung beispielsweise Triphenylamin mit T₁P von ca. 24 500 cm-1, Tritoluolamin mit T₁P von ca. 24 000 cm-1 oder Triphenyldiamin mit T₁P von ca. 18 000 cm-1 verwendet werden.As p-conducting organic monomers for example triphenylamine with T₁ P of about 24 500 cm -1 , tritoluolamine with T₁ P of about 24 000 cm -1 or triphenyldiamine with T₁ P of about 18 000 cm -1 for the present invention be used.
Für die Schicht mit n-Leitung werden ebenfalls intrinsisch leitende organische Monomere und Polymere oder mit molekularer Dotierung versehene Polymere eingesetzt. Intrinsisch leitende organische Monomere, die für die elektronentransportierende Schicht geeignet sind, sind 3,4,9,10-Perylen-tetracarboxy-bis-benzimidazol, 2-(4-Biphenylyl)-5-(tert.-butylphenyl)-1,3,4-oxadiazol (butyl-PBD), 2-(4-Biphenylyl)-5-phenyl-1,3,4-oxadiazol (PBD) mit T¹n von ca. 20 500 cm-1 oder 2,5-Diphenyl-1,3,4-oxadiazol (PPD) mit T¹n von ca. 23 500 cm-1 und 8-Hydroxychinolin- Aluminium (Alq).Intrinsically conductive organic monomers and polymers or polymers provided with molecular doping are also used for the layer with n-type conduction. Intrinsically conductive organic monomers that are suitable for the electron-transporting layer are 3,4,9,10-perylene-tetracarboxy-bis-benzimidazole, 2- (4-biphenylyl) -5- (tert-butylphenyl) -1,3 , 4-oxadiazole (butyl-PBD), 2- (4-biphenylyl) -5-phenyl-1,3,4-oxadiazole (PBD) with T¹ n of approx. 20 500 cm -1 or 2,5-diphenyl- 1,3,4-oxadiazole (PPD) with T¹ n of approx. 23,500 cm -1 and 8-hydroxyquinoline aluminum (Alq).
Als n-leitendes molekular dotiertes organisches Polymere kann ein mit 8-Hydroxychinolin-Aluminium (Alq) versetztes Polymethyl-metacrylat verwendet werden.As an n-type molecularly doped organic polymer can be mixed with 8-hydroxyquinoline aluminum (Alq) Polymethyl methacrylate can be used.
Weitere molekular dotierten organischen Polymere, die erfindungsgemäß verwendet werden können, setzen sich beispielsweise aus Polymethyl-methacryl (PMMA), Polystyrol oder Bisphenol A-Polycarbonat als Matrix mit einer Dotierung aus Oxadiazolen wie 2-(4-Biphenylyl)-5-(tert.-butyl-phenyl)-1,3,4-oxadiazol (butyl-PBD) (T₁ ≈ 20500 cm-1) und 2,5-Diphenyl-1,3,4-oxadiazol (PPD) (T₁ ≈ 23400 cm-1) oder Triazole wie 3,5-Diphenyl-1,2,4-triazol zusammen.Other molecularly doped organic polymers that can be used according to the invention are composed, for example, of polymethyl methacrylate (PMMA), polystyrene or bisphenol A polycarbonate as a matrix with a doping of oxadiazoles such as 2- (4-biphenylyl) -5- (tert. -butyl-phenyl) -1,3,4-oxadiazole (butyl-PBD) (T₁ ≈ 20500 cm -1 ) and 2,5-diphenyl-1,3,4-oxadiazole (PPD) (T₁ ≈ 23400 cm -1 ) or triazoles such as 3,5-diphenyl-1,2,4-triazole together.
Wenn nur eine organische Schicht verwendet wird, also p-leitendes und n-leitendes organisches Polymeres bzw. Monomeres in einer gemeinsamen, homogenen Schicht angeordnet werden, können beispielsweise mit p-leitenden Substanzen und mit n-leitenden Substanzen dotierte molekular dotierte Polymere verwendet werden. Vorteilhaft ist eine Kombination von butyl-PBD in Polymethyl- metacrylat, Polystyrol oder Bisphenol A-Polycarbonat mit anderen Materialien wie Triphenylamin, Triphenyldiamin oder Tritoluolamin.If only one organic layer is used, i.e. p-type and n-conducting organic polymer or Monomer in a common, homogeneous layer can be arranged, for example, with p-type Substances and doped with n-conducting substances molecularly doped polymers are used. Advantageous is a combination of butyl-PBD in polymethyl with methacrylate, polystyrene or bisphenol A polycarbonate other materials such as triphenylamine, triphenyldiamine or tritoluolamine.
Das elektrolumineszierende Material enthält einen oder mehrere metallo-organische Komplexe von Seltenerdmetallen mit organischen Sauerstoff-, Schwefel- oder Stickstoff-Liganden. Unter metallo-organischen Komplexen sollen im Rahmen der vorliegenden Erfindung solche Komplexe mit den genannten organischen Liganden verstanden werden, bei denen die Bindung über die Heteroatome erfolgt. Je nach gewünschter Farbe des emittierten Lichtes können auch mehrere Seltenerdmetallkomplexe verwendet werden. Es können auch Seltenerdmetallkomplexe verwendet werden, die nicht sublimierbar oder nicht elektrisch leitend sind.The electroluminescent material contains one or several metallo-organic complexes of rare earth metals with organic oxygen, sulfur or nitrogen ligands. Among metallo-organic complexes in Within the scope of the present invention, such complexes with the organic ligands mentioned are understood which are bound via the heteroatoms. Depending on desired color of the emitted light can also several rare earth complexes can be used. It can also be used rare earth complexes that are not sublimable or not electrically conductive.
Besonders effizient sind die Chelatkomplexe der Seltenerdmetalle mit den Anionen aromatischer Carbonsäuren, z. B. Terbiumbenzoat, Europiumcinnamat, weiterhin die Picolinate, Dipicolinate, Dithiocarbamate oder auch Europium-8-hydroxy-chinolat, oder Chelatkomplexe mit aliphatischen oder aromatischen Acetylacetonaten und Diketonate.The chelate complexes are particularly efficient Rare earth metals with the anions more aromatic Carboxylic acids, e.g. B. terbium benzoate, europium cinnamate, furthermore the picolinates, dipicolinates, dithiocarbamates or also Europium-8-hydroxy-quinolate, or chelate complexes with aliphatic or aromatic acetylacetonates and Diketonates.
Das Seltenerdmetallion kann beispielsweise Eu2+, Eu3+, Tb3+, Tm3+, Dy3+, Sm3+ oder Pr3+ sein.The rare earth metal ion can be, for example, Eu 2+ , Eu 3+ , Tb 3+ , Tm 3+ , Dy 3+ , Sm 3+ or Pr 3+ .
Mit Europium- und Samariumkomplexen kann rote, mit den Terbiumkomplexen grüne und mit den Thulium- und Dysprosiumkomplexen blaue Fluoreszenz erzeugt werden.With europium and samarium complexes, red ones can be used Terbium complexes green and with the thulium and Dysprosium complexes blue fluorescence are generated.
Die Konzentration der genannten Seltenerdmetallkomplexe sollte 20 Molprozente nicht übersteigen, um die Transporteigenschaften der leitenden organischen Polymeren nicht zu beinflussen, denn die genannten Seltenerdmetall verbindungen sind zumeist Isolatoren.The concentration of the rare earth complexes mentioned should not exceed 20 mole percent to achieve the Transport properties of the conductive organic polymers not to be influenced, because the mentioned rare earth metal connections are mostly insulators.
Es ist aber auch möglich, Liganden zu verwenden, die selber Transporteigenschaften haben. Solche Liganden sind beispielsweise die Carbonsäuren von Diphenylamin oder Triphenylamin wie Diphenylamin-2-carbonsäure oder Diphenylamin-2,2′-dicarbonsäure.However, it is also possible to use ligands that have transport properties themselves. Such ligands are for example the carboxylic acids of diphenylamine or Triphenylamine such as diphenylamine-2-carboxylic acid or Diphenylamine-2,2'-dicarboxylic acid.
Als Werkstoff für die Kathode werden Metalle mit niedriger Austrittsarbeit eingesetzt, da von der Kathode her Elektronen in die n-leitende Schicht injiziert werden müssen. Solche Metalle sind Aluminium, Magnesium und Legierungen von Magnesium mit Silber oder Indium sowie Calcium.Metals with lower are used as the material for the cathode Work function used because of the cathode Electrons are injected into the n-type layer have to. Such metals are aluminum, magnesium and Alloys of magnesium with silver or indium as well Calcium.
Die p- und n-leitenden Schichten können aus Lösung aufgebracht, aufgedampft oder in situ polymerisiert werden.The p- and n-type layers can be from solution applied, evaporated or polymerized in situ will.
Die Seltenerdmetallkomplexe können, wenn sie sich verdampfen lassen, aufsublimiert werden, gegebenenfalls zusammen mit den elektrisch leitenden, organischen Monomeren.The rare earth complexes can, if they are allow to evaporate, be sublimed, if necessary together with the electrically conductive, organic Monomers.
Wenn sie zusammen mit einem elektrisch leitenden, organischen Polymeren aufgetragen werden sollen, ist es notwendig, beide Komponenten in einem gemeinsamem Lösungsmittel oder Lösungsmittelgemisch zu einer Beschichtungslösung aufzulösen.When combined with an electrically conductive, organic polymers should be applied, it is necessary, both components in one Solvent or solvent mixture to one Dissolve coating solution.
Mit den oben genannten, erfindungsgemäßen Materialkombinationen wird ein besserer Wirkungsgrad für die Umsetzung der eingebrachten elektrischen Leistung in Licht erreicht. Diese Umsetzung beginnt, wenn die über die funktionellen Zwischenschichten abfallende Spannung einen bestimmten Schwellenwert überschritten hat. Dann werden von der Anode positive Ladungsträger, also Löcher, in die benachbarte Schicht injiziert. Ebenso werden von der Kathode negative Ladungsträger, also Elektronen, injiziert. An dem Übergang zwischen der p-leitenden und der n-leitenden Schicht erfolgt in einer mehr oder weniger engen Zone die Rekombination von Löchern und Elektronen. Die bei der Rekombination freiwerdende Energie Erec ergibt sich zu:With the above-mentioned material combinations according to the invention, a better efficiency for converting the electrical power introduced into light is achieved. This implementation begins when the voltage dropping across the functional intermediate layers has exceeded a certain threshold value. Then positive charge carriers, i.e. holes, are injected into the adjacent layer from the anode. Likewise, negative charge carriers, i.e. electrons, are injected from the cathode. At the transition between the p-type and the n-type layer, the recombination of holes and electrons takes place in a more or less narrow zone. The energy E rec released during the recombination results in:
Erec = I-P+-A-P- ≈ I-A-2P.E rec = IP + -AP - ≈ IA-2P.
Hierbei ist I die molekulare Ionisationsenergie des Löcherleiters, A die molekulare Elektronenaffinität des Elektronenleiters, P+ und P- die Polarisationsenergien des Lochs bzw. des Elektrons, die etwa als gleich angesehen werden können.Here I is the molecular ionization energy of the hole conductor, A the molecular electron affinity of the electron conductor, P + and P - the polarization energies of the hole or the electron, which can be regarded as approximately the same.
Durch diese Rekombinationen werden elektrisch neutrale Anregungszustände der organischen Moleküle besetzt, wenn deren Anregungsenergie gleich oder kleiner ist als die bei der Rekombination freiwerdende Energie Erec. Normalerweise handelt es sich bei diesen Zuständen um den niedrigsten angeregten Singulettzustand S₁ und um den niedrigsten Triplettzustand T₁, der bei organischen Substanzen im allgemeinen unter S₁ liegt.Through these recombinations, electrically neutral excitation states of the organic molecules are occupied if their excitation energy is equal to or less than the energy E rec released during the recombination. Normally, these states are the lowest excited singlet state S 1 and the lowest triplet state T 1, which is generally below S 1 for organic substances.
Diese angeregten Zustände sind nicht an einzelne Moleküle lokalisiert, sondern sie können zwischen benachbarten Molekülen ausgetauscht werden und so einige hundert Moleküllagen weit durch das Material diffundieren. Man nennt diese beweglichen Anregungszustände Excitonen. Entsprechend den beteiligten Energieniveaus gibt es Singulett und Triplett-Excitonen. Singulett-Excitonen entstehen, wenn die Spins von Elektron und Loch antiparallel standen, Triplett-Excitonen, wenn sie parallel standen. Falls sowohl das S₁- als auch das T₁-Niveau energetisch erreichbar sind, so entstehen aus Multiplizitätsgründen dreimal soviel Triplett-Excitonen wie Singulett-Excitonen.These excited states are not related to individual molecules localized, but they can be between neighboring Molecules are exchanged and so several hundred Diffuse molecular layers far through the material. Man calls these mobile excitation states excitons. There are according to the energy levels involved Singlet and triplet excitons. Singlet excitons arise when the spins of electron and hole stood antiparallel, triplet excitons when they stood in parallel. If both the S₁ and T₁ levels are energetically attainable Multiplicity reasons three times as much triplet excitons like singlet excitons.
Bei den elektrolumineszierenden Bauteilen nach dem Stand der Technik entsteht ein Lichtquant nur bei dem Übergang aus dem Singulett-Zustand des Moleküls in den Grundzustand. Der radiative Übergang vom Triplettniveau T₁ in den Grundzustand ist verboten. Aus diesem Grund ist die Lebensdauer des angeregten T₁-Zustandes sehr hoch, so daß dann konkurrierende, strahlungslose Übergänge den T₁-Zustand allmählich leeren und thermische Energie dadurch frei wird.For the electroluminescent components according to the state The technology creates a quantum of light only during the transition from the singlet state of the molecule to the Ground state. The radiative transition from the triplet level T₁ in the basic state is prohibited. For this reason, the Lifetime of the excited T₁ state very high, so that then competing, radiationless transitions the T₁ state gradually empty and thermal energy through it becomes free.
Die an sich verbotenen strahlenden Übergänge von dem T₁-Zustand in den Grundzustand kann man nur bei sehr tiefen Temperaturen, etwa bei Temperaturen des flüssigen Stickstoffs, als Phosporeszenz beobachten. The forbidden radiative transitions from the T₁ state in the basic state you can only at very deep Temperatures, such as at temperatures of the liquid Nitrogen, as phosporescence.
Die organischen LEDs nach dem Stand der Technik nutzen nur die Singulettzustände aus und haben deshalb einen niedrigen Wirkungsgrad. Bei den bekannten organischen LEDs werden die an der Grenzfläche zur Elektrode injizierten Löcher und Elektronen bis an den Übergang zwischen p-leitendem und n-leitendem Material transportiert. Wie bei den erfindungsgemäßen elektrolumineszenten Bauteilen baut sich hier eine starke Raumladung auf und die Ladungsträger rekombinieren. Wenn sowohl der Singulettzustand als auch der Triplett-Zustand energetisch erreichbar ist, werden hierbei Singulett und Triplett-Excitonen im Verhältnis 1 : 3 erzeugt, die anschließend eine gewisse Strecke durch das Material diffundieren können. Die Excitonen geben ihre Energie und ihren Spin an elektrolumineszierende Emitter-Moleküle mit niedrigeren Energienivaus ab. Diese angeregten Moleküle machen dann entweder einen strahlenden Übergang-in den Grundzustand, wobei das gewünschte Lumineszenzquant emittiert wird, oder es verliert die Energie in einem nicht strahlenden Übergang, wobei diese Anregungsenergie für die Lichtausbeute verloren geht.The state-of-the-art organic LEDs only use the singlet states and therefore have one low efficiency. With the well-known organic LEDs are injected at the interface with the electrode Holes and electrons up to the transition between p-type and n-type material. As in builds the electroluminescent components according to the invention there is a strong space charge and the charge carriers recombine. If both the singlet state as well the triplet state is energetically attainable here singlet and triplet excitons in a ratio of 1: 3 generated, which then a certain distance through the Can diffuse material. The excitons give theirs Energy and its spin on electroluminescent emitter molecules with lower energy levels. These excited molecules then either make a radiant one Transition-to the basic state, being the desired one Luminescence quantum is emitted or it loses the Energy in a non-radiant transition, this Excitation energy for the light output is lost.
Der gesamte Wirkungsgrad eines solchen elektrolumines zenten Bauteils nach dem Stand der Technik setzt sich aus Φrec, dem Wirkungsgrad, mit dem die injizierten Ladungsträger rekombinieren, und Φrad, der Wahrscheinlichkeit, mit der die erzeugten Excitonen einen radiativen Übergang bewirken.The overall efficiency of such an electroluminescent component according to the prior art is composed of Φ rec , the efficiency with which the injected charge carriers recombine, and Φ rad , the probability with which the excitons generated bring about a radiative transition.
Für die Materialkombinationen für elektrolumineszente Bauteile nach dem Stand der Technik ist der Gesamtwirkungsgrad demgemäß Φel = Φrec 0.25 Φrad. Hierbei berücksichtigt der Faktor 0.25 die Produktionshäufigkeit der Singulett-Excitonen. For the material combinations for electroluminescent components according to the prior art, the overall efficiency is accordingly Φ el = Φ rec 0.25 Φ rad . The factor 0.25 takes into account the production frequency of the singlet excitons.
Die theoretische Obergrenze für die Lichtausbeute in organischen LEDs nach dem Stand der Technik ist also 25%, wenn sowohl die Rekombination als auch der radiative Zerfall der Excitonen mit der Wahrscheinlichkeit 1 stattfinden. Die Obergrenze für LEDs nach dem Stand der Technik beruht darauf, daß nur Singulett-Excitonen zu erlaubten, radiativen Übergängen führen können.The theoretical upper limit for the luminous efficacy in organic LEDs according to the state of the art is 25%, if both recombination and radiative Decay of the excitons with probability 1 occur. The upper limit for LEDs according to the state of the Technique relies on only singlet excitons permitted, radical transitions.
Gemäß der Erfindung werden jedoch auch die Triplettexcitonen genutzt, indem die Möglichkeit zur Energieübertragung aus den erzeugten Triplett-Zuständen an das Seltenerdmetallion geschaffen wird.According to the invention, however, the Triplet excitons are used by the possibility of Energy transfer from the triplet states generated the rare earth metal ion is created.
Dazu werden die n- bzw. p-leitenden organischen Monomere oder Polymeren mit einem elektrolumineszierenden Material (Emitter) gekoppelt, das metallo-organische Komplexe der Seltenerdmetalle mit niedrigen emittierenden Zuständen enthält. Das niedrigste emittierende Niveau des Seltenerdmetallions liegt dabei soweit unterhalb der Singulett- und Triplettzustände des organischen Liganden, daß kein thermisch aktivierter Rücktransfer stattfinden kann. Bei diesen Seltenerdmetallkomplexem ist zusätzlich zu den normalen Singulett-Singulettübergängen auch der Energietransfer von dem niedrigsten Triplettzustand des organischen Liganden zu dem emittierenden Niveau des zentralen Seltenerdmetallions erlaubt.For this purpose, the n- or p-conducting organic Monomers or polymers with an electroluminescent Material (emitter) coupled, the metallo-organic Complexes of rare earth metals with low emitting States. The lowest emissive level of the Rare earth metal ions are so far below Singlet and triplet states of the organic ligand, that no thermally activated back transfer takes place can. With these rare earth metal complexes is additional to the normal singlet-singlet crossings also the Energy transfer from the lowest triplet state of the organic ligands to the emissive level of the central rare earth metal ions allowed.
Dieser zusätzliche erlaubte Energietransfer ermöglicht es jetzt, die Triplett-Excitonen für die Lichterzeugung nutzbar zu machen. Bedingung hierfür ist die richtige Lage der Triplettzustände der verschiedenen Materialien zueinander. Für die Auswahl der erfindungsgemäßen Materialkombinationen sind nicht die absoluten Werte der energetischen Zustände sondern deren relative Lage zueinander wichtig. Der Triplettzustand, der durch Rekombination von Elektron und Loch besetzt wird, muß über dem Triplettzustand des Liganden liegen, da sonst kein Energietransfer auf die Liganden möglich ist. Wenn diese Bedingungen jedoch erfüllt sind, wirken die Moleküle des Seltenerdmetall-Komplexes als Fallen für die Triplett-Excitonen, die hier in sichtbares Licht umgesetzt werden. Die Quantenausbeute dieser Übergänge kann sehr hoch sein, z. B. liegt sie bei Europiumcinnamat und Terbiumbenzoat bei fast 100%.This additional permitted energy transfer makes it possible now, the triplet excitons for light generation harness. The prerequisite for this is the correct location the triplet states of the different materials to each other. For the selection of the invention Material combinations are not the absolute values of the energetic states but their relative position important to each other. The triplet state by Recombination of electron and hole must be occupied the triplet state of the ligand, otherwise none Energy transfer to the ligands is possible. If those However, if the conditions are met, the molecules of the Rare earth metal complex as traps for the triplet excitons, which are translated into visible light here. The quantum yield of these transitions can be very high e.g. For example, it is included with europium cinnamate and terbium benzoate almost 100%.
Für den gesamten Wirkungsgrad ergibt sich daher für die erfindungsgemäßen Materialkombinationen:For the overall efficiency, the result is Material combinations according to the invention:
Φel= Φrec 0.25 ΦradKomplexS1 + Φrec0.75 ΦradKomplexT1.Φ el = Φ rec 0.25 Φ radKomplexS1 + Φ rec 0.75 Φ radKomplexT1 .
Der erste Term bezieht sich auf den von den Singulett-Excitonen stammenden Anteil. Der zweite Term gibt den erfindungsgemäß ebenfalls genutzten Anteil der Triplett-Excitonen an.The first term refers to that of the singlet excitons originating share. The second term gives that Proportion of triplet excitons also used according to the invention at.
Wenn das erfindungsgemäße elektrolumineszente Bauteil aus zwei getrennten Schichten für das p- und das n-leitende Polymere zusammengesetzt wird und der erste angeregte Triplettzustand der Substanz einer Schicht niedriger liegt als der in der anderen Schicht, so diffundieren die Triplett-Excitonen bevorzugt in diese Schicht mit energetisch niedrigeren Triplettzuständen hinein. Analoges gilt für die Singulett-Excitonen. Nur die jeweils in diese Schicht eingebrachten Seltenerdmetall Komplexe können als Fallen für die Excitonen wirken und die eingebrachte elektrische Energie in Photonen umsetzen. Erfindungsgemäß muß der Seltenerdmetall-Komplex mindestens einer der organischen Schichten beigesetzt werden, und zwar derjenigen, deren T₁-Zustand niedriger liegt. If the electroluminescent component according to the invention two separate layers for the p- and the n-type Polymer is composed and the first excited Triplet state of the substance of a layer is lower diffuse than that in the other layer Triplet excitons are preferred in this layer energetically lower triplet states. Analogue applies to the singlet excitons. Only those in each one Layered rare earth metal complexes can be used as Traps work for the excitons and the introduced ones convert electrical energy into photons. According to the invention the rare earth metal complex must have at least one of the organic layers are buried, namely of those whose T₁ state is lower.
Für die Herstellung der erfindungsgemäßen, organischen elektrolumineszenten Bauteile ergeben sich deshalb für die zweckmäßigste Anordnung der p-und der n-leitenden Schicht und der elektrolumineszierenden Schicht verschiedene Konstellationen.For the production of the organic according to the invention electroluminescent components therefore arise for the Most appropriate arrangement of the p-type and n-type layers and the electroluminescent layer different Constellations.
Fig. 1: T₁P<T₁n: Die Triplett-Excitonen diffundieren überwiegend in die n-leitende Schicht, diese muß deshalb die Seltenerdmetall-Komplexe als Excitonenfalle enthalten. Hierbei ist T₁n<T₁L. Fig. 1: T₁ P <T₁ n : The triplet excitons diffuse predominantly into the n-type layer, which must therefore contain the rare earth complexes as an exciton trap. Here, T₁ n <T₁ L.
Fig. 2: T₁P<T₁n. Die Triplett-Excitonen diffundieren überwiegend in die p-leitende Schicht, diese muß deshalb die Seltenerdmetall-Komplexe als Excitonenfalle enthalten. Hierbei ist T₁P<T₁L. Fig. 2: T₁ P <T₁ n . The triplet excitons diffuse predominantly into the p-type layer, which must therefore contain the rare earth metal complexes as an exciton trap. Here, T₁ P <T₁ L.
Fig. 3: T₁P≈T₁n: Die Triplett-Excitonen diffundieren sowohl in die p-leitende Schicht als auch in die n-leitende Schicht, diese müssen deshalb beide die Seltenerdmetall-Komplexe als Excitonenfalle enthalten. Hierbei ist T₁P<T₁L und T₁n<T₁L. Fig. 3: T₁ P ≈T₁ n : The triplet excitons diffuse both in the p-type layer and in the n-type layer, these must therefore both contain the rare earth complexes as exciton trap. Here, T₁ P <T₁ L and T₁ n <T₁ L.
Die genaue Lage der Singulett-, Triplett- oder emittierenden Zustände wird aus den Absorptionsspektren oder den Phosphoreszenzspektren der jeweiligen Verbindungen erhalten.The exact location of the singlet, triplet or emitting states is from the absorption spectra or the phosphorescence spectra of the respective Receive connections.
Für eine Leuchtdiode wird auf ein Substrat aus Glas eine 0.5 µm dicke, transparente Schicht aus ITO als positive Elektrode aufgedampft. Diese bildet die Unterlage für eine p-leitende Schicht aus Poly(vinylcarbazol), das durch ein Schleuderverfahren aus Lösung aufgebracht wird. Darauf wird die n-leitende Schicht aus butyl-PBD abgeschieden, die 10 Gewichtsprozent Europiumcinnamat enthält. Die negative Elektrode aus Magnesium wird aufgedampft. Die Leuchtdiode zeigt rote Lumineszenz.For a light-emitting diode, a substrate is made of glass 0.5 µm thick, transparent layer of ITO as a positive Evaporated electrode. This forms the basis for one p-type layer made of poly (vinyl carbazole), which by a Spin process from solution is applied. Thereon the n-type layer of butyl-PBD is deposited, which contains 10% by weight of europium cinnamate. The negative electrode made of magnesium is evaporated. The LED shows red luminescence.
Für eine Leuchtdiode wird auf ein Substrat aus Glas eine 0.5 µm dicke, transparente Schicht aus ITO als positive Elektrode aufgetragen. Diese bildet die Unterlage für eine p-leitende Schicht aus Triphenylamin. Darauf wird als lumineszierendes Material Terbiumbenzoat abgeschieden, gefolgt von einer n-leitenden Schicht aus PPD. Die negative Elektrode besteht aus Magnesium. Alle Schichten werden aufgedampft. Diese Leuchtdiode zeigt grüne Lumineszenz.For a light-emitting diode, a substrate is made of glass 0.5 µm thick, transparent layer of ITO as a positive Electrode applied. This forms the basis for one p-type layer made of triphenylamine. It will be called luminescent material deposited terbium benzoate, followed by an n-type layer of PPD. The negative electrode is made of magnesium. All layers are evaporated. This LED shows green Luminescence.
Claims (12)
- a) einer Substratschicht
- b) einer ersten transparenten Elektrodenschicht,
- c) einer oder mehreren optoelektronisch funktionellen Schichten mit
- c.1) gegebenenfalls einem oder mehreren p-leitenden, organischen Materialien mit ein oder mehreren Singulett- Zuständen und ein oder mehreren Triplett-Zuständen und
- c.2) einem lumineszenzierenden Material mit einem oder mehreren Komplexen eines Seltenerdmetallions mit organischen Liganden, wobei sowohl das Seltenerdmetallion einen emittierenden Zustand und die organischen Liganden ein oder mehrere Singulett-Zustände und ein oder mehrere Triplett-Zustände haben und
- c.3) einem oder mehreren n-leitenden, organischen Materialien mit ein oder mehreren Singulett-Zuständen und ein oder mehreren Triplett-Zuständen und
- d) einer zweiten Elektrode, wobei der energetisch niedrigste Triplett-Zustand der Liganden niedriger als die energetisch niedrigsten Triplett-Zustände des n-leitenden und/oder des p-leitenden, organischen Materials und über dem emittierenden Zustand des Seltenerdmetallions liegt.
- a) a substrate layer
- b) a first transparent electrode layer,
- c) one or more optoelectronic functional layers with
- c.1) optionally one or more p-conducting organic materials with one or more singlet states and one or more triplet states and
- c.2) a luminescent material with one or more complexes of a rare earth metal ion with organic ligands, both the rare earth metal ion having an emissive state and the organic ligands having one or more singlet states and one or more triplet states and
- c.3) one or more n-conducting organic materials with one or more singlet states and one or more triplet states and
- d) a second electrode, the energetically lowest triplet state of the ligands being lower than the energetically lowest triplet states of the n-type and / or p-type organic material and above the emitting state of the rare earth metal ion.
Priority Applications (10)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4428450A DE4428450A1 (en) | 1994-08-11 | 1994-08-11 | Optical electroluminescent component used as LED's |
| DE69514495T DE69514495T2 (en) | 1994-08-11 | 1995-08-08 | SOLID STATE IMAGE AMPLIFIER AND X-RAY EXAMINER WITH A SOLID STATE IMAGE AMPLIFIER |
| PCT/IB1995/000620 WO1996005607A1 (en) | 1994-08-11 | 1995-08-08 | Solid-stage image intensifier and x-ray examination apparatus comprising a solid-state image intensifier |
| JP50716396A JP2002516629A (en) | 1994-08-11 | 1995-08-08 | Solid-state image intensifier and X-ray inspection apparatus comprising solid-state image intensifier |
| EP95925982A EP0723701B1 (en) | 1994-08-11 | 1995-08-08 | Solid-state image intensifier and x-ray examination apparatus comprising a solid-state image intensifier |
| DE59507560T DE59507560D1 (en) | 1994-08-11 | 1995-08-10 | Organic, electroluminescent component |
| US08/513,330 US5698858A (en) | 1994-08-11 | 1995-08-10 | Solid-state image intensifier and x-ray examination apparatus comprising a solid-state image intensifier |
| US08/513,373 US5756224A (en) | 1994-08-11 | 1995-08-10 | Organic electroluminescent component |
| EP95202173A EP0697744B1 (en) | 1994-08-11 | 1995-08-10 | Organic electroluminescent device |
| JP20596695A JPH08319482A (en) | 1994-08-11 | 1995-08-11 | Organic electroluminescent element |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4428450A DE4428450A1 (en) | 1994-08-11 | 1994-08-11 | Optical electroluminescent component used as LED's |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE4428450A1 true DE4428450A1 (en) | 1996-02-15 |
Family
ID=6525445
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE4428450A Withdrawn DE4428450A1 (en) | 1994-08-11 | 1994-08-11 | Optical electroluminescent component used as LED's |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE4428450A1 (en) |
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0854662A2 (en) * | 1996-12-18 | 1998-07-22 | Leising, Günther, Prof. Dipl.-Ing Dr. | Electroluminescent colour display panel |
| WO2001091203A2 (en) * | 2000-05-22 | 2001-11-29 | Showa Denko K. K. | Organic electroluminescent device and light-emitting material |
| US6350534B1 (en) | 1997-12-18 | 2002-02-26 | U.S. Philips Corporation | Organic light-emitting diode with terbium complex |
| EP1204994A1 (en) * | 1999-07-21 | 2002-05-15 | The Trustees of Princeton University | Intersystem crossing agents for efficient utilization of excitons in organic light emitting devices |
| DE10113188A1 (en) * | 2001-03-19 | 2002-10-10 | Columbus Verlag Paul Oestergaa | Chart with selectively presentable images has selectively activated light source associated with second image; activating light source makes second image visible from side of first image |
| EP1394870A2 (en) | 1997-10-09 | 2004-03-03 | The Trustees of Princeton University | Organic light emitting device |
| WO2004055921A2 (en) * | 2002-12-13 | 2004-07-01 | Philips Intellectual Property & Standards Gmbh | Organic electroluminescent component with triplet emitter complex |
| WO2005013387A1 (en) * | 2003-08-04 | 2005-02-10 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Organic electroluminescent device |
| US6872477B2 (en) | 1997-12-01 | 2005-03-29 | The Trustees Of Princeton University | OLEDs doped with phosphorescent compounds |
| WO2005104625A1 (en) * | 2004-04-21 | 2005-11-03 | Schott Ag | Illuminating layer system and method for production thereof |
| EP1374320A4 (en) * | 2001-03-14 | 2007-04-18 | Univ Princeton | Materials and devices for blue phosphorescence based organic light emitting diodes |
| US7935432B2 (en) | 2003-09-19 | 2011-05-03 | Fujifilm Corporation | Organic electroluminescent device |
| DE102011104169A1 (en) * | 2011-06-14 | 2012-12-20 | Osram Ag | Radiation-emitting component and method for producing a radiation-emitting component |
| CN112335066A (en) * | 2018-06-22 | 2021-02-05 | 剑桥企业有限公司 | Photon multiplication film |
-
1994
- 1994-08-11 DE DE4428450A patent/DE4428450A1/en not_active Withdrawn
Cited By (28)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0854662A3 (en) * | 1996-12-18 | 2004-12-01 | AT&S Display Systems Entwicklung & Produktion GmbH | Electroluminescent colour display panel |
| EP0854662A2 (en) * | 1996-12-18 | 1998-07-22 | Leising, Günther, Prof. Dipl.-Ing Dr. | Electroluminescent colour display panel |
| EP1394870A2 (en) | 1997-10-09 | 2004-03-03 | The Trustees of Princeton University | Organic light emitting device |
| EP1394870A3 (en) * | 1997-10-09 | 2004-03-10 | The Trustees of Princeton University | Organic light emitting device |
| US6872477B2 (en) | 1997-12-01 | 2005-03-29 | The Trustees Of Princeton University | OLEDs doped with phosphorescent compounds |
| US9508940B2 (en) | 1997-12-01 | 2016-11-29 | The Trustees Of Princeton University | OLEDs doped with phosphorescent compounds |
| US7901795B2 (en) | 1997-12-01 | 2011-03-08 | The Trustees Of Princeton University | OLEDs doped with phosphorescent compounds |
| US7563519B2 (en) | 1997-12-01 | 2009-07-21 | The Trustees of Frinceton University | OLEDs doped with phosphorescent compounds |
| US7488542B2 (en) | 1997-12-01 | 2009-02-10 | The Trustees Of Princeton University | OLEDs doped with phosphorescent compounds |
| US7279237B2 (en) | 1997-12-01 | 2007-10-09 | The Trustees Of Princeton University | OLEDs doped with phosphorescent compounds |
| US7279235B2 (en) | 1997-12-01 | 2007-10-09 | The Trustees Of Princeton University | OLEDs doped with phosphorescent compounds |
| US6350534B1 (en) | 1997-12-18 | 2002-02-26 | U.S. Philips Corporation | Organic light-emitting diode with terbium complex |
| EP1204994A4 (en) * | 1999-07-21 | 2006-11-15 | Univ Princeton | Intersystem crossing agents for efficient utilization of excitons in organic light emitting devices |
| EP1204994A1 (en) * | 1999-07-21 | 2002-05-15 | The Trustees of Princeton University | Intersystem crossing agents for efficient utilization of excitons in organic light emitting devices |
| WO2001091203A2 (en) * | 2000-05-22 | 2001-11-29 | Showa Denko K. K. | Organic electroluminescent device and light-emitting material |
| WO2001091203A3 (en) * | 2000-05-22 | 2002-04-18 | Showa Denko Kk | Organic electroluminescent device and light-emitting material |
| EP1374320A4 (en) * | 2001-03-14 | 2007-04-18 | Univ Princeton | Materials and devices for blue phosphorescence based organic light emitting diodes |
| EP2276084A1 (en) * | 2001-03-14 | 2011-01-19 | The Trustees of Princeton University | Materials and devices for blue phosphorescence based organic light emitting diodes |
| US7294849B2 (en) | 2001-03-14 | 2007-11-13 | The Trustees Of Princeton University | Materials and devices for blue phosphorescence based organic light emitting diodes |
| DE10113188A1 (en) * | 2001-03-19 | 2002-10-10 | Columbus Verlag Paul Oestergaa | Chart with selectively presentable images has selectively activated light source associated with second image; activating light source makes second image visible from side of first image |
| WO2004055921A2 (en) * | 2002-12-13 | 2004-07-01 | Philips Intellectual Property & Standards Gmbh | Organic electroluminescent component with triplet emitter complex |
| WO2004055921A3 (en) * | 2002-12-13 | 2004-12-29 | Philips Intellectual Property | Organic electroluminescent component with triplet emitter complex |
| US7737624B2 (en) | 2003-08-04 | 2010-06-15 | Fujifilm Corporation | Organic electroluminescent device |
| WO2005013387A1 (en) * | 2003-08-04 | 2005-02-10 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Organic electroluminescent device |
| US7935432B2 (en) | 2003-09-19 | 2011-05-03 | Fujifilm Corporation | Organic electroluminescent device |
| WO2005104625A1 (en) * | 2004-04-21 | 2005-11-03 | Schott Ag | Illuminating layer system and method for production thereof |
| DE102011104169A1 (en) * | 2011-06-14 | 2012-12-20 | Osram Ag | Radiation-emitting component and method for producing a radiation-emitting component |
| CN112335066A (en) * | 2018-06-22 | 2021-02-05 | 剑桥企业有限公司 | Photon multiplication film |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0697744B1 (en) | Organic electroluminescent device | |
| EP0924281B1 (en) | Organic light emitting diode with a terbium complex | |
| DE102006000770B4 (en) | OLEDs with phosphors | |
| DE102013017361B4 (en) | Organic light emitting device and method for producing an organic light emitting device | |
| EP1508176B1 (en) | Phosphorescent light-emitting component comprising organic layers | |
| DE112009000181B4 (en) | Process for the production of white light emitting material | |
| DE69815349T2 (en) | THIN-LAYER ELECTRODE FOR FLAT ORGANIC LIGHT-EMISSIONING DEVICES | |
| DE10261609B4 (en) | Light-emitting arrangement | |
| DE10232238A1 (en) | Electroluminescent device from a two-dimensional array | |
| DE10343606A1 (en) | White-emitting copolymers, their preparation and use | |
| DE112008002067T5 (en) | Method for producing an organic electroluminescent device | |
| DE112011102126T5 (en) | Organic light-emitting composition, device and method | |
| DE112011102874T5 (en) | Crosslinked charge transport layer containing an additional compound | |
| DE102010006280A1 (en) | color conversion | |
| DE112011103455B4 (en) | Light-emitting composition, method for its preparation, organic light-emitting device and use of a non-conjugating triplet quenching repeat unit in a polymer | |
| DE4428450A1 (en) | Optical electroluminescent component used as LED's | |
| DE112008002066T5 (en) | Method for producing an organic electroluminescent device | |
| DE112006000379T5 (en) | Arylene polymers with a large band gap | |
| WO2015000835A1 (en) | Organic light-emitting component and method for producing an organic light-emitting component | |
| WO2012079943A1 (en) | Optoelectronic component, and use of a copper complex in a charge generation layer sequence | |
| WO2012136422A1 (en) | Optoelectronic component and use of a copper complex as dopant for doping a layer | |
| DE102012208173B4 (en) | ORGANIC OPTOELECTRONIC COMPONENT AND USE OF A LOCHLEITEN TRANSPARENT INORGANIC SEMICONDUCTOR IN A LAYER STRUCTURE OF AN OPTOELECTRONIC COMPONENT AND METHOD FOR PRODUCING AN ORGANIC OPTOELECTRONIC COMPONENT | |
| DE60314449T2 (en) | ELECTRONIC DEVICES | |
| DE69928292T2 (en) | ORGANIC ELECTROLUMINESCENT MATERIAL AND ORGANIC ELECTROLUMINESCENT DEVICE | |
| WO2011038727A1 (en) | Organic light-emitting diode device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |