DE102013109451B9

DE102013109451B9 - Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements

Info

Publication number: DE102013109451B9
Application number: DE102013109451.1A
Authority: DE
Inventors: Stefan Höfle; Alexander Colsmann; Manuel Reinhard; Prof. Dr. Lemmer Uli
Original assignee: Osram Oled GmbH
Current assignee: Osram Oled GmbH
Priority date: 2013-08-30
Filing date: 2013-08-30
Publication date: 2017-07-13
Anticipated expiration: 2033-08-31
Also published as: DE102013109451B4; US9960390B2; DE102013109451A1; WO2015007920A1; US20160204388A1

Abstract

Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements (1) mit den Verfahrensschritten A) Bereitstellen eines Substrats (10), B) Aufbringen einer Anode auf das Substrat (10), C) Aufbringen eines ersten organischen Schichtstapels (30) auf die Anode, D) Herstellen eines ladungserzeugenden Schichtstapels (40) auf dem ersten organischen Schichtstapel (30), E) Aufbringen eines zweiten organischen Schichtstapels (50) auf den ladungserzeugenden Schichtstapel (40), F) Aufbringen einer Kathode auf den zweiten organischen Schichtstapel (50), wobei Verfahrensschritt D) die folgenden Verfahrensschritte umfasst: D1) Aufbringen einer Lösung eines ersten elektronenleitenden Metalloxid-Präkursors auf den ersten ...

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements.
Bei optoelektronischen Bauelementen kann es sich beispielsweise um Solarzellen oder organische lichtemittierende Bauelemente handeln. Zur Erzielung von hohen Leuchtdichten bei großen Flächen werden in organischen lichtemittierenden Bauelementen mehrere lichtemittierende Schichten übereinander angeordnet. Durch das Übereinanderstapeln der lichtemittierenden Schichten werden die benötigten Stromdichten bei Beibehaltung der Bauteileffizienz auf ca. die Hälfte reduziert. Zwischen den lichtemittierenden Schichten ist üblicherweise ein ladungserzeugender Schichtstapel, ein so genannter „Charge Generation Layer” (CGL), angeordnet. Bei Betrieb des organischen lichtemittierenden Bauelements werden an dem CGL Elektronen-Loch-Paare erzeugt und getrennt und die Elektronen und Löcher werden den angrenzenden organischen lichtemittierenden Schichten zur Verfügung gestellt. Durch einen CGL wird das Stapeln von zwei lichtemittierenden Schichten übereinander ermöglicht. Das bedeutet, dass der CGL ein elektrisch serielles Verbinden von zwei übereinander abgeschiedenen lichtemittierenden Schichten ermöglicht. Ein ladungserzeugender Schichtstapel (CGL) zwischen zwei lichtemittierenden Schichten umfasst somit mehrere Teilschichten. Das Abscheiden dieser Teilschichten eines mehrlagigen Charge Generation Layers erfolgt bislang durch Verdampfung der Materialien im Vakuum und ist mit einem hohen Prozessaufwand und hohen Kosten verbunden.
Die US 2012/0193619 A1 offenbart ein organisches elektrolumineszierendes Bauelement umfassend eine CGL.
Die WO 2012/175925 A1 offenbart ein Verfahren zur Kontrolle der Akzeptorstärke von aus Lösung verarbeiteten Übergangsmetalloxiden für OLED Anwednungen.
Die DE 10 2012 007 810 A1 offenbart eine elektronische Vorrichtung umfassend mindestens eine Übergangsmetallverbindung, die mindestens eine Übergangsmetall-Zinn-Bindung aufweist.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements mit perspektivisch niedrigem Prozessaufwand und niedrigen Kosten anzugeben.
Die Aufgaben werden durch Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements mit den Merkmalen der Ansprüche 1 bzw. 12 gelöst.
Vorteilhafte Ausführungen sowie Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Es wird ein Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements angegeben. Das Verfahren umfasst folgende Verfahrensschritte

A) Bereitstellen eines Substrats,
B) Aufbringen einer ersten Elektrode auf das Substrat,
C) Aufbringen eines ersten organischen Schichtstapels auf die erste Elektrode,
D) Herstellen eines ladungserzeugenden Schichtstapels auf dem ersten organischen Schichtstapel,
E) Aufbringen eines zweiten organischen Schichtstapels auf den ladungserzeugenden Schichtstapel,
F) Aufbringen einer zweiten Elektrode auf den zweiten organischen Schichtstapel.

Dabei umfasst der Verfahrensschritt D) die folgenden Verfahrensschritte:

D1) Aufbringen einer Lösung eines ersten elektronenleitenden Metalloxid-Präkursors auf den ersten organischen Schichtstapel,
D2) Erzeugen einer ersten ladungserzeugenden Schicht umfassend ein erstes Metalloxid,
D3) Aufbringen einer Lösung eines zweiten elektronenleitenden Metalloxid-Präkursors auf die erste ladungserzeugende Schicht,
D4) Erzeugen einer zweiten ladungserzeugenden Schicht umfassend ein zweites Metalloxid.

Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements mit den Verfahrensschritten

A) Bereitstellen eines Substrats,
B) Aufbringen einer Anode auf das Substrat,
C) Aufbringen eines ersten organischen Schichtstapels auf die Anode,
D) Herstellen eines ladungserzeugenden Schichtstapels auf dem ersten organischen Schichtstapel,
E) Aufbringen eines zweiten organischen Schichtstapels auf den ladungserzeugenden Schichtstapel (40),
F) Aufbringen einer Kathode auf den zweiten organischen Schichtstapel, angegeben. Dabei umfasst Verfahrensschritt D) die folgenden Verfahrensschritte:
D1) Aufbringen einer Lösung eines ersten elektronenleitenden Metalloxid-Präkursors auf den ersten organischen Schichtstapel, wobei der erste elektronenleitende Metalloxid-Präkursor folgende allgemeine Formel A oder A' aufweist:
wobei R¹, R², R³, R⁴, R⁵ und R⁶ gleich oder unterschiedlich gewählt sein können und aus einer Gruppe ausgewählt sind, die H und Alkylreste umfasst, M¹ = Zn oder Sn und n = 1 oder 2,
D2) Erzeugen einer ersten ladungserzeugenden Schicht umfassend ein erstes Metalloxid,
D3) Aufbringen einer Lösung eines zweiten elektronenleitenden Metalloxid-Präkursors auf die erste ladungserzeugende Schicht, wobei der zweite elektronenleitende Metalloxid-Präkursor eine der folgenden allgemeinen Formeln B, C oder D aufweist
wobei in Formel B R^1', R^2' und R^3' gleich oder unterschiedlich gewählt sein können und aus einer Gruppe ausgewählt sind, die Methyl, Ethyl-, n-Propyl, i-Propyl, n-Butyl-, i-Butyl, sec-Butyl und tert-Butylreste umfasst und M² = V, Nb oder Ta, wobei in Formel C R^1'', R^2'', R^3'', R^4'' und R^5'' oder unterschiedlich gewählt sein können und aus einer Gruppe ausgewählt sind, die Methyl-, Ethyl-, n-Propyl, i-Propyl, n-Butyl-, i-Butyl, sec-Butyl und tert-Butylreste umfasst und M³ = W oder Mo, und wobei in Formel D R^1''', R^2''', R^3''', R^4''', R^5''' und R^6''' gleich oder unterschiedlich gewählt sein können und aus einer Gruppe ausgewählt sind, die Methyl-, Ethyl-, n-Propyl, i-Propyl, n-Butyl-, i-Butyl, sec-Butyl und tert-Butylreste umfasst und M⁴ = W oder Mo,
D4) Erzeugen einer zweiten ladungserzeugenden Schicht umfassend ein zweites Metalloxid.

Alternativ wird erfindungsgemäß ein Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements mit den Verfahrensschritten

A) Bereitstellen eines Substrats,
B) Aufbringen einer Kathode auf das Substrat,
C) Aufbringen eines ersten organischen Schichtstapels auf die Kathode,
D) Herstellen eines ladungserzeugenden Schichtstapels auf dem ersten organischen Schichtstapel,
E) Aufbringen eines zweiten organischen Schichtstapels auf den ladungserzeugenden Schichtstapel,
F) Aufbringen einer Anode auf den zweiten organischen Schichtstapel, angegeben. Verfahrensschritt D) umfasst die folgenden Verfahrensschritte:
D1) Aufbringen einer Lösung eines zweiten elektronenleitenden Metalloxid-Präkursors auf den ersten organischen Schichtstapel, wobei der zweite elektronenleitende Metalloxid-Präkursor eine der folgenden allgemeinen Formeln B, C oder D aufweist
wobei in Formel B R^1', R^2' und R^3' gleich oder unterschiedlich gewählt sein können und aus einer Gruppe ausgewählt sind, die Methyl, Ethyl-, n-Propyl, i-Propyl, n-Butyl-, i-Butyl, sec-Butyl und tert-Butylreste umfasst und M² = V, Nb oder Ta, wobei in Formel C R^1'', R^2'', R^3'', R^4'' und R^5'' gleich oder unterschiedlich gewählt sein können und aus einer Gruppe ausgewählt sind, die Methyl-, Ethyl-, n-Propyl, i-Propyl, n-Butyl-, i-Butyl, sec-Butyl und tert-Butylreste umfasst und M³ = W oder Mo, und wobei in Formel D R^1''', R^2''', R^3''', R^4''', R^5''' und R^6''' gleich oder unterschiedlich gewählt sein können und aus einer Gruppe ausgewählt sind, die Methyl-, Ethyl-, n-Propyl, i-Propyl, n-Butyl-, i-Butyl, sec-Butyl und tert-Butylreste umfasst und M⁴ = W oder Mo,
D2) Erzeugen einer ersten ladungserzeugenden Schicht umfassend ein erstes Metalloxid,
D3) Aufbringen einer Lösung eines ersten elektronenleitenden Metalloxid-Präkursor auf die erste ladungserzeugende Schicht, wobei der erste elektronenleitende Metalloxid-Präkursor folgende allgemeine Formel A oder A' aufweist:
wobei R¹, R², R³, R⁴, R⁵ und R⁶ gleich oder unterschiedlich gewählt sein können und aus einer Gruppe ausgewählt sind, die H und Alkylreste umfasst, M¹ = Zn oder Sn und n = 1 oder 2,
D4) Erzeugen einer zweiten ladungserzeugenden Schicht umfassend ein zweites Metalloxid.

Mit diesem Verfahren kann beispielsweise eine Solarzelle oder ein organisches lichtemittierendes Bauelement hergestellt werden.
Dabei kann hier und im Folgenden bedeuten, dass eine Schicht, ein Schichtstapel oder ein Element ”auf” oder ”über” einer anderen Schicht, einem anderen Schichtstapel oder einem anderen Element aufgebracht wird, dass die eine Schicht, der eine Schichtstapel oder das eine Element unmittelbar in direktem mechanischem und/oder elektrischem Kontakt auf der anderen Schicht, dem anderen Schichtstapel oder dem anderen Element aufgebracht und gebildet wird. Weiterhin kann es auch bedeuten, dass die eine Schicht, der eine Schichtstapel oder das eine Element mittelbar auf beziehungsweise über der anderen Schicht, dem anderen Schichtstapel oder dem anderen Element aufgebracht wird. Dann können eine oder mehrere weitere Schichten, Schichtstapel und/oder Elemente zwischen der einen und der anderen Schicht, dem einen oder dem anderen Schichtstapel oder dem einen oder anderen Element aufgebracht werden.
Als Metalloxid-Präkursor wird hier und im Folgenden eine chemische Verbindung bezeichnet, die als Edukt eine chemische Reaktion eingehen kann. Als Produkt dieser Reaktion entsteht das entsprechende Metalloxid. An der chemischen Reaktion können auch weitere Edukte beteiligt sein. Der Metalloxid-Pärkursor ist somit ein Ausgangsstoff, aus dem das gewünschte Metalloxid gebildet werden kann. So kann aus dem ersten Metalloxid-Präkursor ein erstes Metalloxid und aus dem zweiten Metalloxid-Präkursor ein zweites Metalloxid gebildet werden.
Ladungserzeugende Schichten werden bislang durch Verdampfung der entsprechenden Materialien hergestellt. Die Verwendung von Metalloxiden, vorzugsweise halbleitenden Metalloxiden, für ladungserzeugende Schichten ist wünschenwert, da sie sehr gut Elektonen und Löcher leiten können und sie zudem kostengünstig erhalten werden können. Die Verdampfung von Metalloxiden im Vakuum und Abscheidung wäre allerdings mit einem sehr hohen Prozessaufwand unter anderem durch die Verwendung spezieller Verdampfungsapparaturen und dadurch auch mit hohen Kosten verbunden. Andererseits sind Metalloxide oft nur sehr schlecht löslich, so dass sich eine Aufbringung aus der Flüssigphase nicht eignet. Durch die Verwendung von Metalloxid-Präkursoren, die als Lösung in der Flüssigphase aufgebracht werden können, ist ein einfaches, effizientes und kostengünstiges Verfahren zur Herstellung ladungserzeugender Schichten umfassend Metalloxide möglich.
Die Metalloxid-Präkursoren werden gelöst und auf eine Schicht aufgebracht. Durch chemische Reaktion des Metalloxid-Präkursors entsteht das entsprechende Metalloxid. In diesem Verfahren sind keine speziellen Apparaturen und/oder Hilfsmittel notwendig, wie dies bei herkömmlicher Verdampfung entsprechender Materialien im Vakuum nötig ist. Des Weiteren ist eine großflächige Aufbringung beispielsweise durch Druckverfahren oder Spin-Coating möglich.
In einer Ausführungsform besteht die in Verfahrensschritt D2) gebildete erste ladungserzeugende Schicht aus dem ersten Metalloxid und/oder die in Verfahrensschritt D4) gebildete zweite ladungserzeugende Schicht besteht aus dem zweiten Metalloxid.
In einer Ausführungsform sind das erste und/oder das zweite Metalloxid halbleitend.
In einer Ausführungsform sind das erste und/oder das zweite Metalloxid n-leitend, also elektronenleitend. Erfindungsgemäß sind das erste und das zweite Metalloxid elektronenleitend.
In einer Ausführungsform ist die in Verfahrensschritt D2) und/oder Verfahrensschritt D4) gebildete erste und/oder zweite ladungserzeugende Schicht schwerlöslich. Insbesondere ist sie nicht löslich für die Lösungen, mit denen die weiteren Schichten aufgebracht werden. Ladungserzeugende Schichten bestehend aus einem Metalloxid können eine Lösungsmittelbarriere bilden, die verhindert, dass diffundierende Lösungsmittel, die zum Aufbringen weiterer Schichten benötigt werden, darunter liegende beziehungsweise zuvor aufgebrachte Schichten schädigen. Auch ladungserzeugende Schichten umfassend ein Metalloxid können eine Lösungsmittelbarriere bilden, die zumindest weitgehend verhindert, dass diffundierende Lösungsmittel, die zum Aufbringen weiterer Schichten benötigt werden, darunter liegende beziehungsweise zuvor aufgebrachte Schichten schädigen.
In einer Ausführungsform umfasst das Verfahren einen weiteren Verfahrensschritt: D') Herstellen eines zweiten ladungserzeugenden Schichtstapels auf dem zweiten organischen Schichtstapel.
Verfahrensschritt D') kann nach Verfahrensschritt E) erfolgen. Verfahrensschritt D') kann die gleichen Verfahrensschritte wie Verfahrensschritt D) umfassen. Alle Merkmale des Verfahrensschritts D) sind somit auch für den Verfahrensschritt D') offenbart.
Es ist möglich, dass neben dem ersten und dem zweiten ladungserzeugenden Schichtstapel weitere ladungserzeugende Schichtstapel ausgebildet werden. Alle Merkmale der Herstellung des ersten und des zweiten ladungserzeugenden Schichtstapels können auch für die weiteren ladungserzeugenden Schichtstapel gelten. Die weiteren ladungserzeugenden Schichtstapel werden zwischen zwei organischen Schichtstapeln gebildet.
Dass eine Schicht, ein Element oder ein Schichtstapel „zwischen” zwei anderen Schichten, Elementen oder Schichtstapeln angeordnet ist, kann hier und im Folgenden bedeuten, dass die eine Schicht, das eine Element oder der eine Schichtstapel unmittelbar in direktem mechanischen und/oder elektrischen Kontakt oder in mittelbarem Kontakt zur einen der zwei anderen Schichten, zu Elementen oder Schichtstapel und in direktem mechanischem und elektrischem Kontakt oder in mittelbarem Kontakt zur anderen der zwei anderen Schichten, zu Elementen oder Schichtstapel angeordnet ist. Dabei können bei mittelbarem Kontakt dann weitere Schichten und/oder Elemente und/oder Schichtstapel zwischen der einen und zumindest einer der zwei anderen Schichten beziehungsweise zwischen dem einen und zumindest einem der zwei anderen Elemente beziehungsweise zwischen dem einen und zumindest einem der zwei anderen Schichtstapel angeordnet sein.
Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens umfasst Verfahrensschritt C) einen Verfahrensschritt C2), Aufbringen einer ersten lichtemittierenden Schicht auf die erste Elektrode. Verfahrensschritt C) kann auch aus Verfahrensschritt C2) bestehen. Die erste lichtemittierende Schicht kann ein lichtemittierendes Material umfassen.
Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens umfasst Verfahrensschritt E) einen Verfahrensschritt E2), Aufbringen einer zweiten lichtemittierenden Schicht auf dem ladungserzeugenden Schichtstapel. Verfahrensschritt E) kann auch aus Verfahrensschritt E2) bestehen. Die zweite lichtemittierende Schicht kann ein lichtemittierendes Material umfassen.
Gemäß einer Ausführungsform wird in Verfahrensschritt D2) eine erste ladungserzeugende Schicht erzeugt, die eine Schichtdicke aufweist, die aus einem Bereich ausgewählt ist, der 3 bis 50 nm, bevorzugt 3 bis 30 nm, besonders bevorzugt 3 bis 20 nm umfasst. Schichtdicken von mehr als 50 nm sind ebenso denkbar.
Gemäß einer Ausführungsform wird in Verfahrensschritt D4) eine zweite ladungserzeugende Schicht erzeugt, die eine Schichtdicke aufweist, die aus einem Bereich ausgewählt ist, der 3 bis 50 nm, bevorzugt 3 bis 30 nm, besonders bevorzugt 3 bis 20 nm umfasst. Schichtdicken von mehr als 50 nm sind ebenso denkbar.
Durch derart dünne Schichtdicken der ersten und/oder der zweiten ladungserzeugenden Schicht kann sichergestellt werden, dass der Ladungstransport durch den ladungserzeugenden Schichtstapel optimal verläuft und der erste und der zweite organische Schichtstapel mit Elektronen und Löchern versorgt wird. Mit diesen Schichtdicken kann auch erreicht werden, dass Lösungsmittel, die zum Aufbringen weiterer Schichten eingesetzt werden, nicht durch die ladungserzeugenden Schichten diffundieren und so bereits gebildete Schichten geschädigt werden.
In einer Ausführungsform wird in Verfahrensschritt D2) eine transparente erste ladungserzeugende Schicht und/oder in Verfahrensschritt D4) eine transparente zweite ladungserzeugende Schicht erzeugt. Unter „transparent” wird vorliegend verstanden, dass ein Material oder eine Schicht für das gesamte sichtbare elektromagnetische Spektrum oder ein Teilspektrum davon durchlässig ist. Zusätzlich kann das Material oder die Schicht auch zumindest teilweise durchlässig für UV- und/oder IR-Strahlung sein.
Die Transparenz kann durch eine erste und zweite ladungserzeugende Schicht umfassend Metalloxide, die eine große Bandlücke aufweisen, erreicht werden. Alternativ oder zusätzlich kann die Transparenz durch die Schichtdicke angepasst werden.
Gemäß einer Ausführungsform wird die Lösung des ersten Metalloxid-Präkursors vor Verfahrensschritt D1) und/oder die Lösung des zweiten Metalloxid-Präkursors vor Verfahrensschritt D3) auf eine Temperatur erhitzt, die aus dem Bereich 20°C bis 60°C ausgewählt ist. Bevorzugt wird auf eine Temperatur aus dem Bereich 30°C bis 60°C, beispielsweise auf 40°C oder 50°C erhitzt. In Verfahrensschritt D1) und/oder D3) wird dann eine Lösung aufgebracht, die eine Temperatur aus dem Bereich 20°C bis 60°C, bevorzugt eine Temperatur aus dem Bereich 30°C bis 60°C, beispielsweise 40°C oder 50°C aufweist. Hier und im Folgenden soll „Erhitzen” auch die Möglichkeit umfassen, dass die Temperatur von beispielsweise der Lösung gehalten wird, wenn sie schon Raumtemperatur aufweist. Unter Raumtemperatur soll hier und im Folgenden eine Temperatur von 20°C verstanden werden.
Gemäß einer Ausführungsform wird der erste organische Schichtstapel vor Verfahrensschritt D1) und/oder die erste ladungserzeugende Schicht vor Verfahrensschritt D3) auf eine Temperatur erhitzt, die aus dem Bereich 20°C bis 60°C ausgewählt ist. Bevorzugt wird auf eine Temperatur aus dem Bereich 30°C bis 60°C, beispielsweise auf 40°C oder 50°C erhitzt. In Verfahrensschritt D1) und/oder D3) wird die Lösung des ersten und/oder zweiten Metalloxid-Präkursors somit auf den ersten organischen Schichtstapel, der eine Temperatur aus dem Bereich 20°C bis 60°C, beispielsweise 40°C oder 50°C aufweist oder die erste ladungserzeugende Schicht, die eine Temperatur aus dem Bereich 20°C bis 60°C, beispielsweise 40°C oder 50°C aufweist, aufgebracht.
In einer Ausführungsform werden die Lösung des ersten Metalloxid-Präkursors und der erste organische Schichtstapel vor Verfahrensschritt D1) und/oder die Lösung des zweiten Metalloxid-Präkursors und die erste ladungserzeugende Schicht vor Verfahrensschritt D3) auf die gleiche Temperatur erhitzt, insbesondere auf eine Temperatur von 50°C. Die Temperaturangabe gilt im Rahmen der Messgenauigkeit. Dies kann bedeuten, dass die Temperaturen um 1 bis 2°C voneinander abweichen. Durch gleiche Temperaturen kann garantiert werden, dass verbunden mit einer homogenen Umsetzung eine homogene oder weitgehend homogene erste und/oder zweite ladungserzeugende Schicht erzeugt wird.
In einer Ausführungsform haben die Lösung des ersten Metalloxid-Präkursors und der erste organische Schichtstapel in Verfahrensschritt D1) und/oder die Lösung des zweiten Metalloxid-Präkursors und die erste ladungserzeugende Schicht in Verfahrensschritt D3) Raumtemperatur.
Beispielsweise können die Lösung des ersten Metalloxid-Präkursors im Verfahrensschritt D1) 50°C und die Lösung des zweiten Metalloxid-Pärkursors im Verfahrensschritt D3) Raumtemperatur aufweisen.
In einer Ausführungsform wird die Lösung des ersten Metalloxid-Präkursors in Verfahrensschritt D1) und/oder die Lösung des zweiten Metalloxid-Präkursors in Verfahrensschritt D3) durch Beschichtungsverfahren, Spin-Coating, Sprüh-, oder Druckverfahren aufgebracht.
In einer Ausführungsform wird die Lösung des ersten Metalloxid-Präkursors in Verfahrensschritt D1) und/oder die Lösung des zweiten Metalloxid-Präkursors in Verfahrensschritt D3) durch Spin-Coating aufgeschleudert.
In einer Ausführungsform hiervon erfolgt das Aufschleudern für 30 Sekunden bis 120 Sekunden, bevorzugt für 30 bis 80 Sekunden und besonders bevorzugt für 50 Sekunden.
Das Aufschleudern kann mit einer Geschwindigkeit von 1000 bis 4000, bevorzugt 2000, Umdrehungen pro Minute erfolgen.
In einer Ausführungsform wird die Lösung des ersten Metalloxid-Präkursors vor Verfahrensschritt D1) und/oder die Lösung des zweiten Metalloxid-Präkursors vor Verfahrensschritt D3) gefiltert.
Für das Filtern der Lösung des ersten Metalloxid-Präkursors und/oder das Filtern der Lösung des zweiten Metalloxid-Präkursors kann ein 22 μm-Filter, insbesondere ein Teflon-Filter, verwendet werden. Ein „22 μm-Filter” bedeutet, dass bei der Filtration Partikel einer Größe von über 22 μm als Rückstand im Filter verbleiben. Im Filtrat und somit in der Lösung des ersten und/oder zweiten Metalloxid-Präkursors sind keine Partikel vorhanden, die größer als 22 μm sind. So können Agglomerate in der ersten und/oder zweiten ladungserzeugenden Schicht ganz oder weitgehend verhindert werden.
In einer Ausführungsform umfasst das Erzeugen einer ersten ladungserzeugenden Schicht umfassend ein erstes Metalloxid in Verfahrensschritt D2) ein Ausheizen der Lösung des ersten Metalloxid-Präkursors.
In einer Ausführungsform umfasst das Erzeugen einer zweiten ladungserzeugenden Schicht umfassend ein zweites Metalloxid in Verfahrensschritt D4) ein Ausheizen der Lösung des zweiten Metalloxid-Präkursors.
Durch das Ausheizen der Lösung des ersten oder des zweiten Metalloxid-Präkursors entsteht aus dem ersten Metalloxid-Präkursor oder dem zweiten Metalloxid-Präkursor durch chemische Reaktion das entsprechende erste oder zweite Metalloxid, die jeweils die erste und zweite ladungserzeugende Schicht bilden oder in ihnen enthalten sind.
In einer Ausführungsform handelt es sich bei der chemischen Reaktion, bei der aus dem ersten oder zweiten Metalloxid-Präkursor das erste oder zweite Metalloxid entsteht, um eine Hydrolysereaktion.
Als Nebenprodukte können beispielsweise Alkohole entstehen, die bei Temperaturen zwischen 60°C und 150°C verdampfen.
In einer Ausführungsform entstehen beim Ausheizen neben dem ersten und/oder dem zweiten Metalloxid Nebenprodukte aus der chemischen Reaktion des ersten und/oder des zweiten Präkursors.
In einer Ausführungsform werden die Nebenprodukte vollständig oder nahezu vollständig verdampft. Mit anderen Worten sind die Nebenprodukte nach dem Ausheizen nicht oder nur in sehr geringen Mengen in der ersten und/oder zweiten ladungserzeugenden Schicht enthalten.
Das Ausheizen kann bei einer Temperatur zwischen 80°C und 220°C, bevorzugt bei einer Temperatur zwischen einschließlich 120°C und 180°C, insbesondere bei 120°C, erfolgen.
Das Ausheizen kann für 10 Sekunden bis 20 Minuten erfolgen. Bevorzugt wird für 10 Sekunden bis 120 Sekunden, besonders bevorzugt für 10 Sekunden bis 60 Sekunden, beispielsweise für 20 Sekunden, ausgeheizt.
Erindungsgemäß sind die erste ladungserzeugende Schicht in Verfahrensschritt D2) und die zweite ladungserzeugende Schicht in Verfahrensschritt D4) elektronenleitend.
In einer Ausführungsform weisen das erste und/oder das zweite Metalloxid unterschiedliche Austrittsarbeiten auf. Unter Austrittsarbeit ist die Arbeit zu verstehen, die mindestens aufgewandt werden muss, um ein Elektron aus dem Metalloxid zu lösen.
Erfindungsgemäß wird in Verfahrensschritt B) eine Anode als erste Elektrode gewählt und in Verfahrensschritt D1) wird ein erster elektronenleitender Metalloxid-Präkursor als erster Metalloxid-Präkursor gewählt und in Verfahrensschritt D3) wird ein zweiter elektronenleitender Metalloxid-Präkursor als zweiter Metalloxid-Präkursor gewählt.
Wird eine Anode als erste Elektrode gewählt, kann die Austrittsarbeit des ersten Metalloxids gleich dem LUMO (lowest unoccupied molecular orbital) des lichtemittierenden Materials der ersten lichtemittierenden Schicht sein. Die Austrittsarbeit des zweiten Metalloxids kann gleich dem HOMO (highest occupied molecular orbital) des lichtemittierenden Materials der zweiten lichtemittierenden Schicht sein.
Handelt es sich bei dem lichtemittierenden Material der ersten und der zweiten lichtemittierenden Schicht um das gleiche lichtemittierende Material, so kann die Austrittsarbeit des ersten Metalloxids kleiner als die des zweiten Metalloxids sein.
Dass eine Austrittsarbeit gleich einem LUMO oder HOMO ist, bedeutet, dass die Energiedifferenz maximal so groß ist, dass noch eine Injektion der entsprechenden Ladungsträger stattfinden kann.
Alternativ kann erfindungsgemäß in Verfahrensschritt B) eine Kathode als erste Elektrode gewählt und in Verfahrensschritt D1) ein zweiter elektronenleitender Metalloxid-Präkursor als erster Metalloxid-Präkursor gewählt und in Verfahrensschritt D3) ein erster elektronenleitender Metalloxid-Präkursor als zweiter Metalloxid-Präkursor gewählt werden.
Wird eine Kathode als erste Elektrode gewählt, kann die Austrittsarbeit des ersten Metalloxids gleich dem HOMO („highest occupied molecular orbital”) des lichtemittierenden Materials der ersten lichtemittierenden Schicht sein. Die Austrittsarbeit des zweiten Metalloxids kann gleich dem LUMO („lowest unoccupied molecular orbital”) des lichtemittierenden Materials der zweiten lichtemittierenden Schicht sein. Handelt es sich bei dem lichtemittierenden Material der ersten und der zweiten lichtemittierenden Schicht um das gleiche lichtemittierende Material, so kann die Austrittsarbeit des ersten Metalloxids größer als die des zweiten Metalloxids sein.
Dass eine Kathode als Elektrode gewählt wird, bedeutet, dass sie Elektronen in die angrenzenden Schichten injizieren kann.
Dass eine Anode als Elektrode gewählt wird, bedeutet, dass sie Löcher in die angrenzenden Schichten injizieren kann.
Ein elektronenleitender Metalloxid-Präkursor kann selbst elektronenleitend sein und/oder kann durch chemische Reaktion zu einem elekronenleitenden Metalloxid umgewandelt werden.
Ein lochleitender Metalloxid-Präkursor kann selbst lochleitend sein und/oder kann durch chemische Reaktion zu einem lochleitenden Metalloxid umgewandelt werden.
Wird ein elektronenleitender Metalloxid-Präkursor gewählt, kann eine ladungserzeugende Schicht erzeugt werden, die ein elekronenleitendes Metalloxid umfasst und die somit elektronenleitend, also n-leitend, ist.
Wird ein lochleitender Metalloxid-Präkursor gewählt, kann eine ladungserzeugende Schicht erzeugt werden, die ein lochleitendes Metalloxid umfasst und die somit lochleitend, also p-leitend, ist. Ein lochleitender Metalloxid-Präkursor kann beispielsweise alternativ zu dem zweiten elektronenleitenden Metalloxid-Pärkursor eingesetzt werden.
In einer Ausführungsform ist ein erster elektronenleitender Metalloxid-Präkursor aus einer Gruppe ausgewählt, die ZnO-, SnO- oder TiO₂-Präkursoren oder Kombinationen daraus umfasst.
In einer Ausführungsform ist ein zweiter elektronenleitender Metalloxid-Präkursor aus einer Gruppe ausgewählt, die V₂O₅-, Nb₂O₅-, Ta₂O₅-, MoO₃- oder WO₃-Präkursoren und Kombinationen daraus umfasst.
Wird ein ZnO-, ein SnO- und/oder ein TiO₂-Präkursor oder Kombinationen daraus gewählt, entsteht eine erste oder zweite ladungserzeugende Schicht, die elektronenleitend, also n-leitend, ist.
Wird ein V₂O₅-, Nb₂O₅-, Ta₂O₅-, MoO₃- oder WO₃-Präkursor oder Kombinationen daraus gewählt, entsteht eine erste oder zweite ladungserzeugende Schicht, die elektronenleitend, also n-leitend, ist.
Erfindungsgemäß weist der erste elektronenleitende Metalloxid-Präkursor folgende allgemeine Formel A oder A' auf:
R¹, R², R³, R⁴, R⁵ und R⁶ können gleich oder unterschiedlich gewählt sein und sind aus einer Gruppe ausgewählt, die H und Alkylreste umfasst. M¹ = Zn oder Sn. n in n H₂O = 1 oder 2.
Die Alkylreste können aus einer Gruppe ausgewählt sein, die Methyl-, Ethyl-, n-Propyl und i-Propylreste umfasst.
Gemäß einer Ausführungsform wird die Lösung des ersten elektronenleitenden Metalloxid-Präkursors vor Verfahrensschritt D1) oder vor Verfahrensschritt D3) auf eine Temperatur erhitzt, die aus dem Bereich 20°C bis 60°C ausgewählt ist.
Gemäß einer Ausführungsform wird der erste organische Schichtstapel vor Verfahrensschritt D1) oder die erste ladungserzeugende Schicht vor Verfahrensschritt D3) auf eine Temperatur erhitzt, die aus dem Bereich 20°C bis 60°C ausgewählt ist und in Verfahrensschritt D1) oder D3) wird die Lösung des ersten elektronenleitenden Metalloxid-Präkursors auf den ersten organischen Schichtstapel, der eine Temperatur aus dem Bereich 20°C bis 60°C aufweist oder die erste ladungserzeugende Schicht, die eine Temperatur aus dem Bereich 20°C bis 60°C aufweist, aufgebracht.
In einer Ausführungsform werden die Lösung des ersten elektronenleitenden Metalloxid-Präkursors und der erste organische Schichtstapel vor Verfahrensschritt D1) oder die Lösung des ersten elektronenleitenden Metalloxid-Präkursors und die erste ladungserzeugende Schicht vor Verfahrensschritt D3) auf die gleiche Temperatur, insbesondere auf 50°C, erhitzt.
In einer Ausführungsform findet in Verfahrensschritt D2) oder D4) eine Hydrolyse des ersten elektronenleitenden Metalloxid-Präkursors statt.
In einer Ausführungsform gilt in der allgemeinen Formel A oder A': R¹, R², R⁴ und R⁵ = CH₃ und R³ und R⁶ = H.
In einer Ausführungsform gilt in der allgemeinen Formel A oder A': M¹ = Zn.
In einer Ausführungsform weist der erste elektronenleitende Metalloxid-Präkursor folgende allgemeine Formel A oder A' auf:
wobei R¹, R², R⁴ und R⁵ = CH₃, R³ und R⁶ = H und n in n H₂O = 1 oder 2.
Die Lösung des ersten elektronenleitenden Metalloxid-Präkursors kann eine Base umfassen. Die Base kann zusätzlich zu einem Lösungsmittel in der Lösung vorhanden sein. Beispielsweise kann die Base Triethylamin, Ethanolamin oder Diethanolamin sein. Bevorzugt ist die Base Ethanolamin.
In einer Ausführungsform weist der erste elektronenleitende Metalloxid-Präkursor folgende allgemeine Formel A'' auf:
R⁷ ist aus einer Gruppe ausgewählt, die Methyl-, Ethyl-, n-Propyl, i-Propyl, n-Butyl-, i-Butyl, sec-Butyl und tert-Butylreste umfasst. Bevorzugt ist R⁷ aus einer Gruppe ausgewählt, die i-Propyl, i-Butyl, sec-Butyl und tert-Butylreste umfasst. Bevorzugt ist R⁷ ein i-Propylrest.
Handelt es sich bei dem ersten elektronenleitenden Metalloxid-Präkursor um eine Verbindung der Formel A'' kann Ethanolamin, Diethanolamin und/oder Acetylaceton in der Lösung des ersten und/oder zweiten Metalloxid-Präkursors enthalten sein. Ethanolamin, Diethanolamin und/oder Acetylaceton können zusätzlich zu einem Lösungsmittel in der Lösung vorhanden sein. Bevorzugt enthält die Lösung Ethanolamin und Acetylaceton, Diethanolamin und Acetylaceton oder Ethanolamin, Diethanolamin und Acetylaceton.
Erfindungsgemäß weist der zweite elektronenleitende Metalloxid-Präkursor folgende allgemeine Formel B, C oder D auf
wobei in Formel B:
R^1', R^2' und R^3' gleich oder unterschiedlich gewählt sein können und aus einer Gruppe ausgewählt sind, die Methyl-, Ethyl-, n-Propyl, i-Propyl, n-Butyl-, i-Butyl, sec-Butyl und tert-Butylreste umfasst und
M² = V, Nb oder Ta;
wobei in Formel C
R^1'', R^2'', R^3'', R^4'' und R^5'' gleich oder unterschiedlich gewählt sein können und aus einer Gruppe ausgewählt sind, die Methyl-, Ethyl-, n-Propyl, i-Propyl, n-Butyl-, i-Butyl, sec-Butyl und tert-Butylreste umfasst und
M³ = W oder Mo;
und wobei in Formel D
R^1''', R^2''', R^3''', R^4''', R^5''' und R^6''' gleich oder unterschiedlich gewählt sein können und aus einer Gruppe ausgewählt sind, die Methyl-, Ethyl-, n-Propyl, i-Propyl, n-Butyl-, i-Butyl, sec-Butyl und tert-Butylreste umfasst und
M⁴ = W oder Mo.
Bevorzugt können R^1', R^2' und R^3' in Formel B gleich oder unterschiedlich gewählt sein und sind aus einer Gruppe ausgewählt, die i-Propyl, i-Butyl, sec-Butyl und tert-Butylreste umfasst. Bevorzugt sind R^1', R^2' und R^3' i-Propylreste.
Bevorzugt können R^1'', R^2'', R^3'', R^4'' und R^5'' in Formel C gleich oder unterschiedlich gewählt sein und sind aus einer Gruppe ausgewählt, die Methyl, Ethyl-, n-Propyl und i-Propylreste umfasst. Bevorzugt sind R^1'', R^2'', R^3'', R^4'' und R^5'' Ethylreste.
Bevorzugt können R^1''', R^2''', R^3''', R^4''', R^5''' und R^6''' in Formel D gleich oder unterschiedlich gewählt sein und sind aus einer Gruppe ausgewählt, die Methyl, Ethyl-, n-Propyl und i-Propylreste umfasst. Bevorzugt sind R^1''', R^2''', R^3''', R^4''', R^5''' und R^6''' Ethylreste.
In einer Ausführungsform haben die Lösung des zweiten elektronenleitenden Metalloxid-Präkursors und der erste organische Schichtstapel in Verfahrensschritt D1) oder die Lösung des zweiten elektronenleitenden Metalloxid-Präkursors und die erste ladungserzeugende Schicht in Verfahrensschritt D3) Raumtemperatur.
In einer Ausführungsform findet in Verfahrensschritt D2) oder D4) eine Hydrolyse des zweiten elektronenleitenden Metalloxid-Präkursors statt.
Gemäß einer Ausführungsform weist der zweite elektronenleitende Metalloxid-Präkursor folgende allgemeine Formel B auf:

wobei M² = V.
Gemäß einer Ausführungsform gilt in Formel B: R^1', R^2' und R^3' = i-Propyl und M² = V. Der zweite elektronenleitende Metalloxid-Präkursor weist somit folgende Formel auf:
Gemäß einer Ausführungsform weist der zweite elektronenleitende Metalloxid-Präkursor folgende allgemeine Formel C auf:
wobei es sich bei
R^1'', R^2'', R^3'', R^4'' und R^5'' um Ethylreste handelt.
Gemäß einer Ausführungsform weist der zweite elektronenleitende Metalloxid-Präkursor folgende allgemeine Formel D auf:
wobei es sich bei
R^1''', R^2''', R^3''', R^4''', R^5''' und R^6''' um Ethylreste handelt und
M⁴ = W.
Gemäß einer Ausführungsform wird in einem Verfahrensschritt vor D1) der erste Metalloxid-Präkursor in einem ersten organischen Lösungsmittel gelöst und/oder in einem Verfahrensschritt vor D3) wird der zweite Metalloxid-Präkursor in einem zweiten organischen Lösungsmittel gelöst. Das erste und das zweite organische Lösungsmittel können unabhängig voneinander aus einer Gruppe ausgewählt sein, die Wasser, Ethanol, 2-Methoxyethanol, 2-Propanol, 1-Propanol, 1-Butanol, 2-Butanol und Kombinationen daraus umfasst. Bei dem Wasser kann es sich um destilliertes Wasser handeln. Die Alkohole können destilliert sein. Somit liegen der erste und/oder zweite Metalloxid-Präkursor in Lösung und somit in Flüssigphase vor, und können in dieser Form in den Verfahrensschritten D1) und/oder D3) aufgebracht werden.
In einer Ausführungsform wird das erste organische Lösungsmittel in Verfahrensschritt D2) und/oder das zweite organische Lösungsmittel in Verfahrensschritt D4) vollständig oder nahezu vollständig verdampft. Mit anderen Worten sind die organischen Lösungsmittel nicht oder zumindest nur zu einem sehr geringen Anteil in der ersten und/oder zweiten ladungserzeugenden Schicht enthalten.
Beispielsweise kann der zweite elektronenleitende Metalloxid-Präkursor Vanadium(V)oxitriisopropoxid sein. Das Volumenverhältnis von Vanadium(V)oxitriisopropoxid zu dem ersten oder zweiten organischen Lösungsmittel kann in Verfahrensschritt D1) oder D3) bei 1:80 bis 1:200, bevorzugt bei 1:100, liegen. Das Lösungsmittel kann Isopropanol sein.
Beispielsweise kann der erste elektronenleitende Metalloxid-Präkursor Zinkacetylacetonatdihydrat oder Zinkacetylacetonathydrat sein. Die Konzentration der Lösung von Zinkacetylacetonatdihydrat oder Zinkacetylacetonathydrat in Verfahrensschritt D1) oder in Verfahrensschritt D3) kann bei 10 bis 30 mg Zinkacetylacetonatdihydrat oder Zinkacetylacetonathydrat pro 1 ml des ersten oder zweiten organischen Lösungsmittels liegen. Bevorzugt kann die Konzentration bei 15 bis 25 mg/ml, besonders bevorzugt bei 20 mg/ml, liegen. Das Lösungsmittel kann Ethanol oder 2-Methoxyethanol sein.
Beispielsweise kann der erste elektronenleitende Metalloxid-Präkursor Zinkacetylacetonat sein. Als Lösungsmittel können dann beispielsweise Wasser und Ethanol oder Wasser und 2-Methoxyethanol gewählt werden. Die Lösung kann aus Zinkacetylacetonat, Wasser und Ethanol oder aus Zinkacetylacetonat, Wasser und 2-Methoxyethanol bestehen.
Es ist auch möglich, dass der erste elektronenleitende Metalloxid-Präkursor Zinkacetylacetonat ist und die Lösung Zinkacetylacetonat, Ethanolamin und 2-Methoxyethanol umfasst oder daraus besteht.
Gemäß einer Ausführungsform werden die erste und/oder die zweite Elektrode transparent ausgebildet. Die erste beziehungsweise zweite Elektrode kann jeweils als Anode oder als Kathode in dem mit dem Verfahren hergestellten optoelektronischen Bauelement elektrisch verbunden werden. Ist das optoelektronische Bauelement ein organisches lichtemittierendes Bauelement, kann somit erzeugtes Licht in dem ersten und zweiten organischen Schichtstapel über die Anode und/oder die Kathode nach außen abgestrahlt werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird eine transparente Elektrode bestehend oder umfassend ein transparentes leitendes Oxid aufgebracht. Transparente leitende Oxide (TCOs) sind transparente, leitende Materialien, in der Regel Metalloxide, wie beispielsweise Zinkoxid, Zinnoxid, Cadmiumoxid, Titanoxid, Indiumoxid oder Indiumzinnoxid (ITO). Neben binären Metallsauerstoffverbindungen wie beispielsweise ZnO, SnO₂ oder In₂O₃ gehören auch ternäre Metallsauerstoffverbindungen, wie beispielsweise AlZnO, Zn₂SnO₄, CdSnO₃, ZnSnO₃, MgIn₂O₄, GaInO₃, Zn₂In₂O₅ oder In₄Sn₃O₁₂ oder Mischungen unterschiedlicher transparenter leitfähiger Oxide zu der Gruppe der TCOs und können in verschiedenen Ausführungsbeispielen eingesetzt werden. Weiterhin entsprechen die TCOs nicht zwingend einer stöchiometrischen Zusammensetzung und können ferner p-dotiert oder n-dotiert sein.
Weiterhin kann als transparente Elektrode eine metallische Elektrode aufgebracht werden. Die metallische Elektrode weist beispielsweise ein Metall auf, das ausgewählt sein kann aus Aluminium, Barium, Indium, Silber, Gold, Magnesium, Calcium, Samarium, Germanium, Zink, Kupfer, Indium, Zinn und Lithium sowie Verbindungen, Kombinationen und Legierungen daraus. Die metallische Elektrode weist eine derart geringe Dicke auf, dass sie zumindest teilweise durchlässig für Licht ist. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die transparente Elektrode gebildet sein aus einem Schichtenstapel einer Kombination einer Schicht eines Metalls auf einer Schicht eines TCOs, oder umgekehrt. Ein Beispiel ist eine Silberschicht, die auf einer Indium-Zinn-Oxid-Schicht (ITO) aufgebracht ist (Ag auf ITO) oder ITO-Ag-ITO Multischichten. Hierbei kann eine weitere Metall-Aufwachsschicht, welche Germanium enthält oder aus Germanium besteht, als Benetzungsvermittler auf die erste ITO-Schicht aufgebracht werden, um die homogene Abscheidung beispielsweise von Ag als Schicht des Schichtenstapels der transparenten Elektrode der Schichtenfolge zu verbessern.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann als transparente Elektrode eines oder mehrere der folgenden Materialien alternativ oder zusätzlich zu den oben genannten Materialien aufgebracht werden: Netzwerke aus metallischen Nanodrähten und -teilchen, beispielsweise aus Ag; Netzwerke aus Kohlenstoff-Nanoröhren; Graphen-Teilchen und -Schichten und Netzwerke aus halbleitenden Nanodrähten.
Wird nur eine erste oder zweite Elektrode transparent ausgebildet, wird die andere Elektrode vorzugsweise reflektierend ausgebildet. Die reflektierende Elektrode ist bevorzugt eine metallische Elektrode und weist beispielsweise ein Metall auf, das ausgewählt sein kann aus Aluminium, Barium, Indium, Silber, Gold, Magnesium, Calcium, Germanium, Samarium, Zink, Kupfer, Indium, Zinn und Lithium sowie Verbindungen, Kombinationen und Legierungen daraus. Alternativ oder zusätzlich kann die reflektierend ausgebildete Elektrode auch eines oder mehrere der oben genannten transparenten leitenden Oxide aufweisen.
Gemäß einer Ausführungsform können für die reflektierende Elektrode mehrere Schichten aufgebracht werden. Beispielsweise kann es sich um einen Schichtenstapel mehrerer Schichten desselben Metalls oder unterschiedlicher Metalle und/oder desselben TCO oder unterschiedlicher TCOs handeln. Beispielsweise umfasst die reflektierende Elektrode zumindest eine Schicht aus einem transparenten leitenden Oxid und zumindest eine metallische Schicht.
Wird die erste Elektrode in Verfahrensschritt B) reflektierend und die zweite Elektrode in Verfahrensschritt F) transparent ausgebildet, wird – wenn es sich bei dem optoelektronischen Bauelement um ein organisches lichtemittierendes Bauelement handelt – das erzeugte Licht des ersten und zweiten organischen Schichtstapels eines so hergestellten organischen lichtemittierenden Bauelements nach oben über die zweite Elektrode abgestrahlt, und das organische lichtemittierende Bauelement wird als so genannter „Top-Emitter” ausgeführt.
Gemäß einer Ausführungsform weist das Substrat die Form einer Schicht, einer Platte, einer Folie oder einem Laminat auf. Die Schicht, Platte, Folie oder das Laminat kann Glas, Quarz, Kunststoff, Metall, Siliziumwafer oder Kombinationen der genannten Materialien umfassen oder daraus bestehen.
In einer Ausführungsform ist das Substrat transparent. Somit kann, wenn die erste Elektrode transparent ausgebildet wird, erzeugtes Licht des ersten und des zweiten organischen Schichtstapels durch das Substrat abgestrahlt werden. Das nach dem Verfahren hergestellte organische lichtemittierende Bauelement, beispielsweise eine OLED, kann somit als so genannter „Bottom-Emitter” hergestellt werden. Möglich ist auch, dass eine „transparente OLED” hergestellt wird, wenn zusätzlich die zweite Elektrode transparent ausgeführt wird und die Lichtemission somit sowohl nach unten durch eine transparente erste Elektrode und ein transparentes Substrat als auch nach oben durch eine transparente zweite Elektrode erfolgen kann.
In einer Ausführungsform umfasst Verfahrensschritt C) und/oder E) das Aufbringen von Schichten mit organischen Polymeren, organischen Oligomeren, organischen Monomeren, organischen kleinen, nicht-polymeren Molekülen („small molecules”) oder Kombinationen daraus.
Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens umfasst Verfahrensschritt C) einen Verfahrensschritt C2), Aufbringen einer ersten lichtemittierenden Schicht auf die erste Elektrode. Verfahrensschritt C) kann auch aus Verfahrensschritt C2) bestehen. Die erste lichtemittierende Schicht kann ein lichtemittierendes Material umfassen.
Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens umfasst Verfahrensschritt E) einen Verfahrensschritt E2), Aufbringen einer zweiten lichtemittierenden Schicht auf dem ladungserzeugenden Schichtstapel. Verfahrensschritt E) kann auch aus Verfahrensschritt E2) bestehen. Die zweite lichtemittierende Schicht kann ein lichtemittierendes Material umfassen.
Die erste und/oder die zweite lichtemittierende Schicht kann aus organischen Polymeren, organischen Oligomeren, organischen Monomeren, organischen kleinen nichtpolymeren Molekülen (”small molecules”) oder Kombinationen daraus ausgebildet werden. Weiterhin kann die erste und/oder zweite lichtemittierende Schicht als elektrolumineszierende Schicht ausgebildet werden. Als Materialien hierzu eignen sich lichtemittierende Materialien, die eine Strahlungsemission aufgrund von Fluoreszenz oder Phosphoreszenz aufweisen. Bevorzugt umfasst die erste und/oder zweite lichtemittierende Schicht organische kleine nichtpolymere Moleküle. Bei der Verwendung von Polymeren oder Oligomeren in der ersten und/oder zweiten lichtemittierenden Schicht besteht die Gefahr, dass sich diese durch das Lösungsmittel, mit dem die über der ersten und/oder der zweiten lichtemittierenden Schicht angeordnete Schicht aufgebracht wird, auflösen.
Liegen Kombination von lichtemittierenden Materialien in der ersten und/oder der zweiten lichtemittierenden Schicht vor, ist es möglich, dass die lichtemittierenden Materialien in der ersten und/oder der zweiten lichtemittierenden Schicht homogen in der lichtemittierenden Schicht verteilt sind.
Gemäß einer Ausführungsform sind die lichtemittierenden Materialien der ersten und der zweiten lichtemittierenden Schicht so gewählt, dass die Überlagerung der emittierten Strahlung der lichtemittierenden Materialien einen weißfarbigen Lichteindruck erweckt.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Verfahren einen weiteren Verfahrensschritt E'), Aufbringen eines dritten organischen Schichtstapels auf dem zweiten organischen Schichtstapel. Insbesondere wird der dritte organische Schichtstapel auf dem zweiten ladungserzeugenden Schichtstapel aufgebracht. Die Auswahl der für den dritten organischen Schichtstapel geeigneten Materialien und/oder die Herstellung kann die gleiche sein, wie sie für den ersten und zweiten organischen Schichtstapel angegeben sind.
Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens umfasst Verfahrensschritt E') einen Verfahrensschritt E2'), Aufbringen einer dritten lichtemittierenden Schicht auf den zweiten ladungserzeugenden Schichtstapel. Verfahrensschritt E') kann auch aus Verfahrensschritt E2') bestehen. Die Auswahl der für die dritte lichtemittierende Schicht geeigneten Materialien kann die gleiche sein, wie sie oben bereits für die erste und zweite lichtemittierende Schicht angegeben sind.
Es ist möglich, dass neben dem ersten, dem zweiten und dem dritten organischen Schichtstapel weitere organische Schichtstapel ausgebildet werden. Alle Merkmale der Herstellung des ersten, des zweiten und des dritten organischen Schichtstapels können auch für die weiteren organischen Schichtstapel gelten. Die weiteren organischen Schichtstapel können zwischen zwei ladungserzeugenden Schichtstapeln oder zwischen einem ladungserzeugendem Schichtstapel und der zweiten Elektrode gebildet werden.
Gemäß einer Ausführungsform umfassen die erste und die zweite lichtemittierende Schicht oder die erste, die zweite und die dritte lichtemittierende Schicht die gleichen lichtemittierenden Materialien. So kann die Farbintensität der von dem organischen Licht emittierenden Bauelement emittierten Strahlung in dem gewünschten Spektralbereich erhöht werden.
Gemäß einer Ausführungsform umfassen die erste und die zweite oder die erste, die zweite und die dritte lichtemittierende Schicht unterschiedliche lichtemittierende Materialien. Es ist möglich, dass die erste und die zweite oder die erste, die zweite und die dritte lichtemittierende Schicht unterschiedliche Materialien umfassen, die aber Strahlung im gleichen Wellenlängenbereich des elektromagnetischen Spektrums emittieren. Unter gleich ist hier zu verstehen, dass sich die Emissionsbanden teilweise überlagern, jedoch nicht identisch sein müssen. So kann die Farbintensität in dem gewünschten, beispielsweise, blauen Spektralbereich erhöht werden.
Bevorzugt umfassen die erste und die zweite oder die erste, die zweite und die dritte lichtemittierende Schicht unterschiedliche lichtemittierende Materialien, die Strahlung in unterschiedlichen Wellenlängenbereichen des elektromagnetischen Spektrums emittieren. Beispielsweise weist ein lichtemittierendes Material der ersten lichtemittierenden Schicht eine Strahlungsemission im blauen Wellenlängenbereich auf und ein lichtemittierendes Material der zweiten lichtemittierenden Schicht weist eine Strahlungsemission im gelben Wellenlängenbereich auf. Beispielsweise kann auch ein lichtemittierendes Material der ersten lichtemittierenden Schicht eine Strahlungsemission im blauen Wellenlängenbereich aufweisen, ein lichtemittierendes Material der zweiten lichtemittierenden Schicht eine Strahlungsemission im roten Wellenlängenbereich aufweisen und ein lichtemittierendes Material der dritten lichtemittierenden Schicht eine Strahlungsemission im grünen Wellenlängenbereich aufweisen. Es sind aber auch alle anderen denkbaren Kombinationen möglich.
Gemäß einer Ausführungsform sind die lichtemittierenden Materialien der ersten und zweiten oder der ersten, zweiten und dritten Schicht so gewählt, dass die Überlagerung der emittierten Strahlung der lichtemittierenden Materialien der ersten und zweiten oder der ersten, zweiten und dritten lichtemittierenden Schicht einen weißfarbigen Lichteindruck erweckt.
Gemäß einer Ausführungsform umfassen die erste und die zweite oder die erste und die dritte oder die zweite und die dritte lichtemittierende Schicht die gleichen lichtemittierenden Materialien.
Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens umfasst Verfahrensschritt C) und/oder E) das Aufbringen von Ladungstransportschichten, wie Elektronentransportschichten und/oder Lochtransportschichten. Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens umfasst Verfahrensschritt C) einen Verfahrensschritt C1), Aufbringen einer Ladungstransportschicht auf die erste Elektrode. Wird in Verfahrensschritt B) eine Kathode als erste Elektrode gewählt, wird in C1) eine Elektronentransportschicht aufgebracht. Wird in Verfahrensschritt B) eine Anode als erste Elektrode gewählt, wird in C1) eine Lochtransportschicht aufgebracht. Verfahrensschritt C) kann aus den Verfahrensschritten C1) und C2) bestehen.
Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens umfasst Verfahrensschritt C) einen Verfahrensschritt C3), Aufbringen einer Ladungstransportschicht auf die erste lichtemittierende Schicht. Wird in Verfahrensschritt B) eine Kathode als erste Elektrode gewählt, wird in C3) eine Lochtransportschicht aufgebracht. Wird in Verfahrensschritt B) eine Anode als erste Elektrode gewählt, wird in C3) eine Elektronentransportschicht aufgebracht. Verfahrensschritt C) kann aus den Verfahrensschritten C1), C2) und C3) bestehen.
Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens umfasst Verfahrensschritt E) einen Verfahrensschritt E1) Aufbringen einer Ladungstransportschicht auf die ladungserzeugende Schichtenfolge. Wird in Verfahrensschritt B) eine Kathode als erste Elektrode gewählt, wird in E1) eine Elektronentransportschicht aufgebracht. Wird in Verfahrensschritt B) eine Anode als erste Elektrode gewählt, wird in E1) eine Lochtransportschicht aufgebracht. Verfahrensschritt E) kann aus den Verfahrensschritten E2) und E1) bestehen.
Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens umfasst Verfahrensschritt E) einen Verfahrensschritt E3), Aufbringen einer Ladungstransportschicht auf die zweite lichtemittierende Schicht. Wird in Verfahrensschritt B) eine Kathode als erste Elektrode gewählt, wird in E3) eine Lochtransportschicht aufgebracht. Wird in Verfahrensschritt B) eine Anode als erste Elektrode gewählt, wird in E3) eine Elektronentransportschicht aufgebracht. Verfahrensschritt E) kann aus den Verfahrensschritten E1), E2) und E3) bestehen.
Als Elektronentransportmaterialien seien beispielsweise Liq (8-Hydroxychinolinolato-lithium), TPBi (2,2',2'-(1,3,5-Benzintriyl)-tris(1-phenyl-1-H-benzimidazol)), PBD (2-(4-Biphenylyl)-5-(4-tert-butylphenyl)), BCP (2,9-Dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthrolin), BPhen (4,7-Diphenyl-1,10-phenanthrolin), BAlq (Bis-(2-methyl-8-chinolinolat)-4-(phenylphenolato)aluminium) sowie Gemische der vorgenannten Stoffe genannt.
Als Lochtransportmaterialien seien zum Beispiel PEDOT:PSS (mit Polystyrolsulfonat dotiertes Poly-3,4-ethylendioxythiophen), NPB (N,N'-Bis(naphthalen-1-yl)-N,N'-bis(phenyl)-benzidin, β-NPB (N,N'-Bis(naphthalen-2-yl)-N,N'-bis(phenyl)-benzidin), TPD (N,N'-Bis(3-methylphenyl)-N,N'-bis(phenyl)-benzidin), Spiro-TPD (N,N'-Bis(3-methylphenyl)-N,N'-bis(phenyl)-benzidin), Spiro-NPB (N,N'-Bis(naphthalen-1-yl)-N,N'-bis(phenyl)-spiro), DMFL-TPD (N,N'-Bis(3-methylphenyl)-N,N'-bis(phenyl)-9,9-dimethylfluoren, DMFL-NPB (N,N'-Bis(naphthalen-1-yl)-N,N'-bis(phenyl)-9,9-dimethylfluoren), DPFL-TPD (N,N'-Bis(3-methylphenyl)-N,N'-bis(phenyl)-9,9-diphenylfluoren), DPFL-NPB (N,N'-Bis(naphthalen-1-yl)-N,N'-bis(phenyl)-9,9-diphenylfluoren), Spiro-TAD (2,2',7,7'-Tetrakis(n,n-diphenylamino)-9,9'-spirobifluoren) oder Gemische der vorgenannten Stoffe genannt. Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Verfahren einen Verfahrensschritt G): G) Aufbringen einer Verkapselung auf die zweite Elektrode.
Als Verkapselung kann beispielsweise eine Kunststoffschicht aufgebracht werden und/oder eine Glasschicht auflaminiert werden.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann ein optoelektronisches Bauelement hergestellt werden. Das optoelektronische Bauelement kann umfassen:

– ein Substrat,
– eine erste Elektrode auf dem Substrat,
– einen ersten organischen Schichtstapel auf der ersten Elektrode,
– einen ladungserzeugenden Schichtstapel auf dem ersten organischen Schichtstapel, wobei der ladungserzeugende Schichtstapel
– eine erste ladungserzeugende Schicht umfassend ZnO und
– eine zweite ladungserzeugende Schicht umfassend V₂O₅, umfasst,
– einen zweiten organischen Schichtstapel auf dem ladungserzeugenden Schichtstapel und
– eine zweite Elektrode auf dem zweiten organischen Schichtstapel.

ZnO weist eine Austrittsarbeit von 4,1 eV und V₂O₅ weist eine Austrittsarbeit von 6,7 eV auf. Durch diesen Unterschied in der Austrittsarbeit kann ein optimaler Ladungstransport und somit eine hohe Effizienz des optoelektronischen Bauelements erreicht werden.
Das optoelektronische Bauelement kann in einer Ausführungsform als organisches lichtememittierendes Bauelement, beispielsweise als organische lichtemittierende Diode (OLED), oder als Solarzelle ausgebildet sein.
In einer Ausführungsform besteht die erste ladungserzeugende Schicht aus ZnO und/oder die zweite ladungserzeugende Schicht besteht aus V₂O₅.
In einer Ausführungsform umfasst der erste organische Schichtstapel eine erste lichtemittierende Schicht umfassend ein lichtemittierendes Material.
In einer Ausführungsform umfasst der zweite organische Schichtstapel eine zweite lichtemittierende Schicht umfassend ein zweites lichtemittierendes Material.
In einer Ausführungsform sind das erste und das zweite lichtemittierende Material identisch.
In einer Ausführungsform besteht der ladungserzeugende Schichtstapel aus der ersten und der zweiten ladungserzeugenden Schicht.
Das optoelektronische Bauelement umfasst insbesondere jedes Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, die hinsichtlich des Verfahrens zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements angegeben sind.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden in Verbindung mit den Figuren beschriebenen Ausführungsbeispielen.
1 und 3 zeigen schematische Seitenansichten von Ausführungsformen eines organischen lichtemittierenden Bauelements,
2 zeigt Stromdichte-Spannungs-Kennlinien verschiedener organischer lichtemittierender Bauelemente.
Gleiche, gleichartige oder gleich wirkende Elemente sind in den Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Die Figuren und die Größenverhältnisse der in den Figuren dargestellten Elemente untereinander sind nicht als maßstäblich zu betrachten. Vielmehr können einzelne Elemente zur besseren Darstellbarkeit und/oder für eine bessere Verständlichkeit übertrieben groß dargestellt sein.
In 1 ist ein Ausführungsbeispiel für ein organisches lichtemittierendes Bauelement 1 gezeigt. Dieses weist ein Substrat 10, eine erste Elektrode 20, einen ersten organischen Schichtstapel 30, einen ladungserzeugenden Schichtstapel 40, einen zweiten organischen Schichtstapel 50 und eine zweite Elektrode 60 auf. In dem Ausführungsbeispiel ist die erste Elektrode 20 eine ITO-Anode und das Substrat 10 ist ein Glassubstrat. Auf der Anode ist eine Ladungstransportschicht 31, hier eine Lochtransportschicht aus PEDOT:PSS angeordnet. Über der Lochtransportschicht ist eine erste lichtemittierende Schicht 32 angeordnet. Die erste lichtemittierende Schicht 32 besteht aus einem Polymer, das gelbes Licht emittiert und folgende Struktur aufweist:
Auf die erste lichtemittierende Schicht 32 folgt eine erste ladungserzeugende Schicht 41 aus ZnO und darauf eine zweite ladungserzeugende Schicht 42 aus V₂O₅. Es folgt eine zweite lichtemittierende Schicht 52, die identisch zur ersten lichtemittierenden Schicht 32 aufgebaut ist. Über der zweiten lichtemittierenden Schicht 52 ist eine zweite Elektrode 60, die als Kathode ausgeführt ist angeordnet. Die Kathode ist aus einer ca. 0,7 nm dicken LiF Schicht und einer 200 nm dicken Al-Schicht gebildet. Es zeigt sich, dass für dieses organische lichtemittierende Bauelement bei gleichem Stromdurchfluss im Vergleich zu herkömmlichen Bauelementen ohne ladungserzeugenden Schichtstapel und mit nur einer lichtemittierenden Schicht die doppelte Lichtausbeute bei vorgegebenem Strom erzielt wird.
Das in 1 dargestellte organische lichtemittierende Bauelement wurde durch folgende Verfahrensschritte hergestellt:

A) Bereitstellen eines Substrats (10),
B) Aufbringen einer Schicht aus ITO als erste Elektrode (20) auf das Substrat (10), – Reinigung der ITO-Schicht
C1) Aufschleudern von PEDOT:PSS auf die erste Elektrode (20) mit 4000 Umdrehungen pro Minute für 55 s mit einer Beschleunigung von 500 rpm/s.
C2) Aufschleudern des gelben Emitters der folgenden Struktur
gelöst in Toluol mit 1000 Umdrehungen pro Minute für 60 s mit einer Beschleunigung von 500 rpm/s.
D) Herstellen eines ladungserzeugenden Schichtstapels (40) auf dem ersten organischen Schichtstapel (30) mit den Verfahrensschritten: – Filtern einer Lösung von Zinkacetylacetonathydrat in Ethanol (Konzentration: 20 mg/ml) durch einen 22 μm Filter,
D1) Aufschleudern der gefilterten, auf 50°C erhitzten Lösung von Zinkacetylacetonathydrat in Ethanol einer Konzentration von 20 mg/ml mit 2000 Umdrehungen pro Minute für 50 s auf den ersten organischen Schichtstapel (30), der auf 50°C erhitzt wurde,
D2) Erzeugen einer ersten ladungserzeugenden Schicht (41) aus ZnO durch Ausheizen der Lösung für 30 Sekunden bei 120°C,
D3) Aufschleudern einer Lösung von Vanadium(V)oxitriisopropoxid in Isopropanol (Volumenverhältnis Vanadium(V)oxitriisopropoxid:Isoporopanol = 1:100) mit 2000 Umdrehungen pro Minute für 50 s auf die erste ladungserzeugende Schicht (41),
D4) Erzeugen einer zweiten ladungserzeugenden Schicht (42) aus V₂O₅ durch Ausheizen der Lösung für 60 Sekunden bei 120°C,
E2) Aufschleudern des gelben Emitters aus C2) gelöst in Toluol mit 1000 Umdrehungen pro Minute für 60 s auf dem ladungserzeugenden Schichtstapel (40),
F) Aufbringen einer zweiten Elektrode (60) als Kathode auf dem zweiten organischen Schichtstapel (50) durch thermische Verdampfung von LiF und Al.

Ein ladungserzeugender Schichtstapel, wie er in Bezug auf 1 beschrieben ist, kann auch in einer Solarzelle (hier nicht gezeigt) vorhanden sein.
2 zeigt die Stromdichte-Spannungs-Kennlinien verschiedener organischer lichtemittierender Bauelemente. Auf der x-Achse ist die Spannung in V (Volt) und auf der y-Achse die Stromdichte in mA/cm² (Milliampere pro cm²) aufgetragen. Die mit dem Bezugszeichen III versehene Kennlinie ist die des organischen lichtemittierenden Bauelements 1 aus 1. Im Vergleich dazu sind die Kennlinien II und I organischen lichtemittierenden Bauelementen zugeorndnet, die wie folgt aufgebaut sind:
Das Bauelement zur Kennlinie II: Glassubstrat, ITO-Anode, PEDOT:PSS, lichtemittierende Schicht bestehend aus
einer ZnO-Schicht und einer Al-Schicht. Es handelt sich um einen Bottom Emitter.
Das Baulement zur Kennlinie I: reflektierende Anode, V₂O₅-Schicht, lichtemittierende Schicht bestehend aus
einer LiF Schicht und einer Al-Schicht. Es handelt sich um einen Top Emitter. Das Bauelement mit der Kennlinie III ist somit durch ein „Aufeinanderstapeln” der Bauelemente der Kennlinien I und II erhältlich, wobei die Al-Schicht des Bauelements der Kennlinie II und die reflektierende Anode des Bauelements der Kennlinie I weggelassen wird. Optimal ist die Stromdichte-Spannungs-Kennlinie III die Summe der Kennlinien II und I. Beispielsweise entimmt man der 2 bei einer Stromdichte von 50 mA/cm² eine Spannung der Kennlinie I von ca. 6 V, der Kennlinie I von ca. 9 V und der Kennlinie III von ca. 13 V. Der Optimalwert der Kennlinie III liegt bei 15 V. Die Stromdichte-Spannungs-Kennlinien wurde mittels einer „source measurement unit” (Keithley 238) aufgezeichnet.
In 3 ist ein Ausführungsbeispiel für ein organisches lichtemittierendes Bauelement 1 gezeigt. Dieses weist ein Substrat 10, eine erste Elektrode 20, einen ersten organischen Schichtstapel 30, einen ladungserzeugenden Schichtstapel 40, einen zweiten organischen Schichtstapel 50, eine zweite Elektrode 60, sowie eine Verkapselung 70 auf. Das Substrat 10 kann ein Glassubstrat sein. In dem Ausführungsbeispiel kann die erste Elektrode 20 eine ITO-Anode sein. Auf der Anode ist eine Ladungstransportschicht 31, hier eine Lochtransportschicht, beispielsweise aus PEDOT:PSS, angeordnet. Über der Lochtransportschicht ist eine erste lichtemittierende Schicht 32 angeordnet. Die erste lichtemittierende 32 Schicht emittiert beispielsweise blaues Licht. Auf der ersten lichtemittierenden Schicht 32 ist eine Ladungstransportschicht 33, in diesem Fall eine Elektronentransportschicht, wie beispielsweise BCP, angeordnet. Die Schichten 31, 32 und 33 bilden den ersten organischen Schichtstapel 30. Der anschließende ladungserzeugende Schichtstapel 40 besteht aus einer ersten ladungserzeugenden Schicht 41, beispielsweise aus ZnO, SnO oder TiO₂, und einer zweiten ladungserzeugenden Schicht 42, beispielsweise aus V₂O₅, Nb₂O₅, Ta₂O₅, MoO₃ oder WO₃. Über dem ladungserzeugenden Schichtstapel 40 ist ein zweiter organischer Schichtstapel 50 angeordnet, der aus einer Ladungstransportschicht 51, hier einer Lochtransportschicht wie beispielsweise PEDOT:PSS, einer zweiten lichtemittierenden Schicht 52 und einer Ladungstransportschicht 53, hier eine Elektronentransportschicht wie beispielsweise BCP besteht. Die zweite lichtemittierende Schicht 52 emittiert beispielsweise gelbes Licht. Über dem zweiten organischen Schichtstapel 50 sind eine zweite Elektrode 60 und eine Verkapselung 70 aus beispielsweise einer Kunststoffschicht angeordnet. Die zweite Elektrode 60 ist als Kathode ausgeführt und besteht beispielsweise aus einer Metallschicht.
Das organische lichtemittierende Bauelement 1 gemäß 3 kann Licht nach unten über das Substrat 10 und nach oben über die zweite Elektrode 60 emittieren, sofern die zweite Elektrode 60 transparent ausgebildet ist. Durch Überlagerung des blauen und des gelben Lichts kann weißes Licht nach außen abgestrahlt werden.

Claims

Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements (1) mit den Verfahrensschritten A) Bereitstellen eines Substrats (10), B) Aufbringen einer Anode auf das Substrat (10), C) Aufbringen eines ersten organischen Schichtstapels (30) auf die Anode, D) Herstellen eines ladungserzeugenden Schichtstapels (40) auf dem ersten organischen Schichtstapel (30), E) Aufbringen eines zweiten organischen Schichtstapels (50) auf den ladungserzeugenden Schichtstapel (40), F) Aufbringen einer Kathode auf den zweiten organischen Schichtstapel (50), wobei Verfahrensschritt D) die folgenden Verfahrensschritte umfasst: D1) Aufbringen einer Lösung eines ersten elektronenleitenden Metalloxid-Präkursors auf den ersten organischen Schichtstapel (30), wobei der erste elektronenleitende Metalloxid-Präkursor folgende allgemeine Formel A oder A' aufweist:
wobei R¹, R², R³, R⁴, R⁵ und R⁶ gleich oder unterschiedlich gewählt sein können und aus einer Gruppe ausgewählt sind, die H und Alkylreste umfasst, M¹ = Zn oder Sn und n = 1 oder 2, D2) Erzeugen einer ersten ladungserzeugenden Schicht (41) umfassend ein erstes Metalloxid, D3) Aufbringen einer Lösung eines zweiten elektronenleitenden Metalloxid-Präkursors auf die erste ladungserzeugende Schicht (41), wobei der zweite elektronenleitende Metalloxid-Präkursor eine der folgenden allgemeinen Formeln B, C oder D aufweist
wobei in Formel B R^1', R^2' und R^3' gleich oder unterschiedlich gewählt sein können und aus einer Gruppe ausgewählt sind, die Methyl, Ethyl-, n-Propyl, i-Propyl, n-Butyl-, i-Butyl, sec-Butyl und tert-Butylreste umfasst und M² = V, Nb oder Ta, wobei in Formel C R^1'', R^2'', R^3'', R^4'' und R^5'' gleich oder unterschiedlich gewählt sein können und aus einer Gruppe ausgewählt sind, die Methyl-, Ethyl-, n-Propyl, i-Propyl, n-Butyl-, i-Butyl, sec-Butyl und tert-Butylreste umfasst und M³ = W oder Mo, und wobei in Formel D R^1''', R^2''', R^3''', R^4''', R^5''' und R^6''' gleich oder unterschiedlich gewählt sein können und aus einer Gruppe ausgewählt sind, die Methyl-, Ethyl-, n-Propyl, i-Propyl, n-Butyl-, i-Butyl, sec-Butyl und tert-Butylreste umfasst und M⁴ = W oder Mo, D4) Erzeugen einer zweiten ladungserzeugenden Schicht (42) umfassend ein zweites Metalloxid.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Lösung des ersten elektronenleitenden Metalloxid-Präkursors vor Verfahrensschritt D1) und/oder die Lösung des zweiten elektronenleitenden Metalloxid-Präkursors vor Verfahrensschritt D3) auf eine Temperatur erhitzt wird, die aus dem Bereich 20°C bis 60°C ausgewählt ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste organische Schichtstapel (30) vor Verfahrensschritt D1) und/oder die erste ladungserzeugende Schicht (41) vor Verfahrensschritt D3) auf eine Temperatur erhitzt wird, die aus dem Bereich 20°C bis 60°C ausgewählt ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Lösung des ersten elektronenleitenden Metalloxid-Präkursors in Verfahrensschritt D1) und/oder die Lösung des zweiten elektronenleitenden Metalloxid-Präkursors in Verfahrensschritt D3) durch Beschichtungsverfahren, Spin-Coating, Sprüh- oder Druckverfahren aufgebracht wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Lösung des ersten elektronenleitenden Metalloxid-Präkursors vor Verfahrensschritt D1) und/oder die Lösung des zweiten elektronenleitenden Metalloxid-Präkursors vor Verfahrensschritt D3) gefiltert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei R¹, R², R⁴ und R⁵ = CH₃ und R³ und R⁶ = H.
Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei M¹ = Zn.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der zweite elektronenleitende Metalloxid-Präkursor folgende allgemeine Formel B aufweist
wobei M² = V.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei R^1', R^2' und R^3' = i-Propyl.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in einem Verfahrensschritt vor D1) der erste elektronenleitende Metalloxid-Präkursor in einem ersten organischen Lösungsmittel gelöst wird und in einem Verfahrensschritt vor D3) der zweite elektronenleitende Metalloxid-Präkursor in einem zweiten organischen Lösungsmittel gelöst wird und wobei das erste und das zweite organische Lösungsmittel unabhängig voneinander aus einer Gruppe ausgewählt sind, die Wasser, Ethanol, 2-Methoxyethanol, 2-Propanol, 1-Propanol, 1-Butanol, 2-Butanol und Kombinationen daraus umfasst.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zweite ladungserzeugende Schicht (42) direkt auf und in direktem mechanischem Kontakt zu der ersten ladungserzeugenden Schicht (41) erzeugt wird.
Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements (1) mit den Verfahrensschritten A) Bereitstellen eines Substrats (10), B) Aufbringen einer Kathode auf das Substrat (10), C) Aufbringen eines ersten organischen Schichtstapels (30) auf die Kathode, D) Herstellen eines ladungserzeugenden Schichtstapels (40) auf dem ersten organischen Schichtstapel (30), E) Aufbringen eines zweiten organischen Schichtstapels (50) auf den ladungserzeugenden Schichtstapel (40), F) Aufbringen einer Anode auf den zweiten organischen Schichtstapel (50), wobei Verfahrensschritt D) die folgenden Verfahrensschritte umfasst: D1) Aufbringen einer Lösung eines zweiten elektronenleitenden Metalloxid-Präkursors auf den ersten organischen Schichtstapel (30), wobei der zweite elektronenleitende Metalloxid-Präkursor eine der folgenden allgemeinen Formeln B, C oder D aufweist
wobei in Formel B R^1', R^2' und R^3' gleich oder unterschiedlich gewählt sein können und aus einer Gruppe ausgewählt sind, die Methyl, Ethyl-, n-Propyl, i-Propyl, n-Butyl-, i-Butyl, sec-Butyl und tert-Butylreste umfasst und M² = V, Nb oder Ta, wobei in Formel C R^1'', R^2'', R^3'', R^4'' und R^5'' gleich oder unterschiedlich gewählt sein können und aus einer Gruppe ausgewählt sind, die Methyl-, Ethyl-, n-Propyl, i-Propyl, n-Butyl-, i-Butyl, sec-Butyl und tert-Butylreste umfasst und M³ = W oder Mo, und wobei in Formel D R^1''', R^2''', R^3''', R^4''', R^5''' und R^6''' gleich oder unterschiedlich gewählt sein können und aus einer Gruppe ausgewählt sind, die Methyl-, Ethyl-, n-Propyl, i-Propyl, n-Butyl-, i-Butyl, sec-Butyl und tert-Butylreste umfasst und M⁴ = W oder Mo, D2) Erzeugen einer ersten ladungserzeugenden Schicht (41) umfassend ein erstes Metalloxid, D3) Aufbringen einer Lösung eines ersten elektronenleitenden Metalloxid-Präkursor auf die erste ladungserzeugende Schicht (41), wobei der erste elektronenleitende Metalloxid-Präkursor folgende allgemeine Formel A oder A' aufweist:
wobei R¹, R², R³, R⁴, R⁵ und R⁶ gleich oder unterschiedlich gewählt sein können und aus einer Gruppe ausgewählt sind, die H und Alkylreste umfasst, M¹ = Zn oder Sn und n = 1 oder 2, D4) Erzeugen einer zweiten ladungserzeugenden Schicht (42) umfassend ein zweites Metalloxid.