Ladungsträgerfangeffekt durch lumineszente Dotiermoleküle in einlagigen organischen Leuchtdioden

Wir haben die elektrolumineszenten (EL) Eigenschaften von einlagigen organischen Leuchtdioden (SOLEDs) untersucht. Unsere SOLED-Geräte bestehen aus einem inertem Polymer als Bindemittel, in dem Lochtransportmoleküle, emissive Elektronentransportmoleküle (ETMs) und hochfluoreszierende Dotierstoffe als lumineszente Zentren dispergiert sind. Wir haben zwei typische Dotierstoffe untersucht: Rubren und Coumarin 6. Diese wiesen unterschiedliche Rekombinations- und Emissionsmechanismen der Ladungsträger auf. Die Abhängigkeit der Dotierstoffkonzentration von den Stromdichte–Spannung–Helligkeitsbeziehungen zeigte deutlich die Bedeutung der Fangmechanismen von Ladungsträgern durch Dotiermoleküle, um eine hohe Helligkeit zu erreichen. Als der Dotierstoff Rubren war, beobachteten wir, dass die Ladungsträger gut von dem Dotiermolekül gefangen wurden. Das bedeutet, dass die direkte Rekombination von Löchern und Elektronen an den Dotiermolekülen stattfand und das Fangen die externe EL-Quanteneffizienz ΦEL erheblich steigerte. Bei Coumarin 6 hingegen beobachteten wir, dass die Ladungsträger hauptsächlich an den emissiven ETMs rekombinierten und dass der Energietransfer vom Wirtmolekül zum Gastmolekül Coumarin 6 den EL-Prozess dominierte. Ein Vergleich dieser verschiedenen Prozesse zeigte, dass das Fangen von Ladungsträgern durch Dotiermoleküle notwendig war, um ΦEL in SOLED-Geräten zu erhöhen. In unserem besten SOLED-Gerät mit Rubren als Dotierstoff haben wir eine Helligkeit von 2800 cd/m2 bei J=100 mA/cm2 gemessen, was ΦEL=0,85% entspricht.