DE102014106885A1

DE102014106885A1 - Verfahren zur Herstellung einer Isolatorschicht, Verfahren zur Herstellung eines organischen optoelektronischen Bauelements umfassend eine Isolatorschicht und organisches optoelektronisches Bauelement umfassend eine Isolatorschicht

Info

Publication number: DE102014106885A1
Application number: DE102014106885.8A
Authority: DE
Inventors: Michael Popp; Andrew Ingle; Christoph Kefes; Johannes Rosenberger; Stefan Dechand; Egbert Höfling; Benjamin Claus Krummacher
Original assignee: Osram Opto Semiconductors GmbH
Current assignee: Pictiva Displays International Ltd
Priority date: 2014-05-15
Filing date: 2014-05-15
Publication date: 2015-11-19
Anticipated expiration: 2034-05-16
Also published as: CN106575544A; DE102014106885B4; US10756294B2; WO2015172961A1; US20170084864A1

Abstract

Es wird ein Verfahren zur Herstellung einer Isolatorschicht angegeben. Dieses umfasst folgende Verfahrensschritte: A) Bereitstellen eines Precursors, der eine Mischung einer ersten, einer zweiten und einer dritten Komponente umfasst, wobei – die erste Komponente eine Verbindung der allgemeinen Formel IA umfasstwobei R1 und R2 unabhängig voneinander aus einer Gruppe auswählt sind, die Wasserstoff und Alkylreste umfasst und n = 1 bis 10000; – die zweite Komponente eine Verbindung der allgemeinen Formel IIA umfasstwobei R3 für einen Alkylrest steht, und – die dritte Komponente zumindest eine Aminverbindung umfasst B) Aufbringen des Precursors auf ein Substrat; C) Aushärten des Precursors zur Bildung der Isolatorschicht.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Isolatorschicht, ein Verfahren zur Herstellung eines organischen optoelektronischen Bauelements umfassend eine Isolatorschicht und ein organisches optoelektronisches Bauelement umfassend eine Isolatorschicht.
Die Lebensdauer von organischen optoelektronischen Bauelementen, wie organischen Leuchtdioden (OLEDs) ist häufig sehr gering. Die Lebensdauerreduzierung in Flächenlichtquellen wie OLEDs wird verursacht durch Degradation von organischen Materialien, Spontanausfällen durch Partikel oder aber auch durch chemische Reaktion von prozesstechnisch vorbehandelten/unbehandelten Materialien mit z.B. den Organikmaterialien der lichtemittierenden Schicht, was zu einer Verdunkelung von Randbereichen der lichtemittierenden Schicht führt. Die Verdunkelung von Randbereichen der lichtemittierenden Schicht, die auch als Leuchtflächeneinengung oder Pixelshrinkage bezeichnet werden kann, wird ausgelöst, indem z.B. prozessbedingt eine Temperatur, Ozon, UV-Strahlung und/oder ein Plasma auf Isolatorschichten, die an die lichtemittierende Schicht angrenzen, einwirkt, diese partiell zerstört und diese dann mit dem Organikmaterial der lichtemittierenden Schicht reagiert. Genau diese Prozesse sind aber notwendig um die Lebensdauer einer OLED zu verbessern, indem z.B. durch Verwendung von UV-Strahlung, Ozon und/oder Plasma die Injektion von Ladungsträgern von einer transparenten Elektrode in die funktionellen Schichten verbessert wird. Auch existiert das Problem, dass bedingt durch erhöhte Temperaturen Bestandteile der Isolatorschichten ausgasen und damit die Leuchtfläche schädigen.
Es ist aus dem Stand der Technik bekannt das Problem der Leuchtflächeneinengung dadurch zu umgehen, indem auf Temperatur-, Ozon-, UV- und Plasmabehandlungen verzichtet wird. Der Verzicht auf diese Prozesse, wie beispielsweise das Aufbringen von Dünnfilmverkapselung mittels ALD, MLD, CVD oder PECVD führen allerdings auch zu einer Verkürzung der Lebensdauer eines organischen optoelektronischen Bauelements, so dass durch diese Maßnahmen zwar die Leuchtflächeneinengung nicht oder nur geringfügig auftritt, das organische optoelektronische Bauelement aber dennoch eine sehr kurze Lebensdauer aufweist. Auch bekannt sind organische optoelektronische Bauelemente ohne Isolatorschichten. Hier besteht allerdings der Nachteil, dass keine Designfreiheit zum Beispiel bei den Kontaktplazierungen mehr besteht. Bekannt sind auch resistfreie Substrate, was sich aber negativ auf die Lagerstabilität auswirkt.
Aufgabe zumindest einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren zur Herstellung einer Isolatorschicht anzugeben, die eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte chemische Beständigkeit aufweist. Eine weitere Aufgabe besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung eines organischen optoelektronischen Bauelements umfassend eine Isolatorschicht und ein organisches optoelektronisches Bauelement umfassend eine Isolatorschicht mit einer erhöhten Lebensdauer anzugeben.
Die Aufgaben werden durch ein Verfahren zur Herstellung einer Isolatorschicht mit den Merkmalen des Anspruchs 1, durch ein Verfahren zur Herstellung eines organischen optoelektronischen Bauelements umfassend eine Isolatorschicht mit den Merkmalen des Anspruchs 11 und durch ein organisches optoelektronischen Bauelement umfassend eine Isolatorschicht mit den Merkmalen des Anspruchs 12 gelöst.
Vorteilhafte Ausführungen sowie Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind in den jeweils abhängigen Ansprüchen angegeben.
Es wird ein Verfahren zur Herstellung einer Isolatorschicht angegeben. Das Verfahren umfasst die Verfahrensschritte:

A) Bereitstellen eines Precursors durch Mischen einer ersten, einer zweiten und einer dritten Komponente;
B) Aufbringen des Precursors auf ein Substrat;
C) Aushärten des Precursors zur Bildung der Isolatorschicht.

Die erste Komponente umfasst eine Verbindung der allgemeinen Formel IA
wobei R¹ und R² unabhängig voneinander aus einer Gruppe ausgewählt sind, die Wasserstoff und Alkylreste umfasst und n = 1 bis 10000 ist.
Die zweite Komponente umfasst eine Verbindung der allgemeinen Formel IIA
wobei R³ für einen Alkylrest steht.
Die dritte Komponente umfasst zumindest eine Aminverbindung.
Durch das Verfahren ist es möglich, Isolatorschichten bereitzustellen, die aufgrund ihrer Materialeigenschaften chemisch stabil gegenüber Temperatureinwirkungen, UV-Strahlung, Ozon und/oder Plasma sind. Dies bedeutet, dass die Isolatorschichten unter diesen Einflüssen weder degradieren noch ihre Eigenschaften in Bezug auf eine elektrische Isolierung verlieren oder mindern.
Das Verfahren kann Bestandteil eines Verfahrens zur Herstellung eines elektrischen, insbesondere eines organischen optoelektronischen Bauelements sein. Hier ist es möglich, dass der Precursor in Verfahrensschritt B) direkt auf eine Elektrode und/oder ein Busbar aufgebracht wird.
In einer Ausführungsform sind R¹ und R² unabhängig voneinander aus einer Gruppe auswählt, die Wasserstoff, Methyl-, Ethyl-, n-Propyl, i-Propyl, n-Butylreste umfasst. Bevorzugt sind R¹ und R² unabhängig voneinander aus einer Gruppe auswählt, die Wasserstoff, Methyl- und Ethylreste umfasst.
In einer Ausführungsform weist die Verbindung der Formel IA folgende Formel IA-1 auf.
In einer Ausführungsform enthält die erste Komponente 45–65 Gewichtsprozent, bevorzugt 50–60 Gewichtsprozent der Verbindung der Formel IA, insbesondere der Verbindung der Formel IA-1 bezogen auf die Gesamtmasse der ersten Komponente.
In einer Ausführungsform umfasst die erste Komponente zumindest eine Verbindung der allgemeinen Formel IB. Die erste Komponente umfasst gemäß dieser Ausführungsform eine Verbindung der allgemeinen Formel IA und zumindest eine Verbindung der allgemeinen Formel IB
R⁵, R⁶, R⁷ und R⁹ sind unabhängig voneinander aus einer Gruppe ausgewählt, die Wasserstoff, Methyl-, Ethylreste umfasst,
R⁸ ist aus einer Gruppe ausgewählt, die Wasserstoff, Methyl-, Ethyl-, n-Propyl-, i-Propyl- und n-Butylreste umfasst, und
wobei
für die Anbindungen des Rests R⁴ an die Verbindungen der allgemeinen Formel IB steht.
Die Verbindungen der Formel IB dienen dazu, die Aushärtung des Precursors zu verzögern und zur Verdünnung.
Beispielsweise weist die zumindest eine Verbindung der Formel IB einer der folgenden Formeln IB-1, IB-2, IB-3 oder IB-4 auf:
In einer Ausführungsform enthält die erste Komponente 16–50 Gewichtsprozent, bevorzugt 21–45 Gewichtsprozent der zumindest einen Verbindung der Formel IB bezogen auf die Gesamtmasse der ersten Komponente.
Die Verbindungen der Formeln IB-1, IB-2, IB-3 oder IB-4 können beispielsweise mit einer oder beiden Epoxidresten der Formel IA reagieren. Beispielsweise erfolgt diese Reaktion mit einem kationischen BF₃-Katalysator, der dann Bestandteil des Precursors ist. Beisplielsweise findet folgende Reaktion statt:
In der Reaktionsgleichung steht R^xOH für eine Verbindung der Formel IB und
für eine Verbindung der Formel IA. In einer Ausführungsform zeigen die Verbindungen der Formel IB keine Reaktion.
In einer Ausführungsform umfasst die erste Komponente eine Verbindung der allgemeinen Formel IA, insbesondere die Verbindung der Formel IA-1, und zwei, drei oder vier unterschiedliche Verbindungen der allgemeinen Formel IB oder die erste Komponente besteht aus einer Verbindung der allgemeinen Formel IA, insbesondere der Verbindung der Formel IA-1 und zwei, drei oder vier unterschiedlichen Verbindungen der allgemeinen Formel IB. Beispielsweise handelt es sich bei zwei unterschiedlichen Verbindungen der allgemeinen Formel IB um die Verbindungen der Formeln IB-1 und IB-2.
In einer Ausführungsform umfasst die erste Komponente eine Verbindung der allgemeinen Formel IA, insbesondere die Verbindung der Formel IA-1, eine Verbindung der Formel IB-1, eine Verbindung der Formel IB-2, eine Verbindung der Formel IB-3 und eine Verbindung der Formel IB-4 oder die erste Komponente besteht aus diesen Verbindungen. In einer Ausführungsform enthält oder besteht die erste Komponente aus 50–60 Gewichtsprozent der Verbindung der Formel IA-1, 10–20 Gewichtsprozent der Verbindung der Formel IB-1, 5–10 Gewichtsprozent der Verbindung der Formel IB-2, 1-5 Gewichtsprozent der Verbindung der Formel IB-3 und 5–10 Gewichtsprozent der Verbindung der Formel IB-4 jeweils bezogen auf die Gesamtmasse der ersten Komponente.
In einer Ausführungsform ist R³ der Verbindung der allgemeinen Formel IIA aus einer Gruppe auswählt, die Methyl-, Ethyl-, n-Propyl,-i-Propyl, n-Butylreste umfasst.
Gemäß einer Ausführungsform weist die Verbindung der allgemeinen Formel IIA der zweiten Komponente folgende Formel IIA-1 auf:
In einer Ausführungsform umfasst die zweite Komponente 60–100 Gewichtsprozent der Verbindung der Formel IIA-1 bezogen auf die Gesamtmasse der zweiten Komponente.
Die zweite Komponente dient dazu, die Aushärtung des Precursors zu verzögern. So kann verhindert werden, dass beim Zusammenmischen der ersten, der zweiten und der dritten Komponente und in Verfahrensschritt B) beim Aufbringen des Precursors auf ein Substrat, der Precursor bereits aushärtet bzw. die drei Komponenten bereits vollständig miteinander reagieren. Durch die Zugabe der zweiten Komponente kann eine schnelle und effiziente Aufbringung des Precursors auf ein Substrat gewährleistet werden. Durch die zweite Komponente ist es beispielsweise auch möglich, den Precursor mittels eines Siebdruckverfahrens aufzubringen, ohne dass die Siebmaschen durch eine frühzeitige Aushärtung verkleben oder verstopfen.
In einer Ausführungsform zeigen die Verbindungen der Formel IIA-1 keine Reaktion.
Die Verbindung der Formel IIA-1 kann eine Reaktion an dem Carbonylkohlenstoff mit einer der anderen Komponenten eingehen. Es ist möglich, dass ein Katalysator zugesetzt wird um eine Reaktion am Carbonyl-Kohlenstoff zu erreichen.
In einer Ausführungsform wird der Precursor in Verfahrensschritt B) mittels Siebdruck, Rakeln oder einem Ink-Jet Verfahren aufgebracht.
In einer Ausführungsform findet in Verfahrensschritt C) eine chemische Reaktion zwischen den Verbindungen der ersten und der dritten oder zwischen den Verbindungen der ersten, der zweiten und der dritten Komponente statt.
Die zumindest eine Aminverbindung wird als Härter verwendet. Dies bedeutet, dass die zumindest eine Aminverbindung zumindest in Verfahrensschritt C) mit der Verbindung der Formel IA reagiert. Insbesondere entsteht durch diese Reaktion eine Verknüpfüng mehrerer Moleküle der Verbindung der Formel IA, so dass ein dreidimensionales Netzwerk entsteht.
In einer Ausführungsform ist die Aminverbindung aus einer Gruppe ausgewählt, die die Verbindung der Formel III-1, die Verbindung der Formel III-2 und Kombinationen daraus umfasst.
In einer Ausführungsform findet folgende Reaktion statt:
In der Reaktionsgleichung steht H₂NR^z für eine Aminverbindung, beispielsweise für die Verbindung der Formel III-1 und
steht für eine Verbindung der Formel IA. Auch alle weiteren an N gebundenen H-Atome können so substituiert werden, so dass ein dreidimensionales Netztwerk entsteht.
In einer Ausführungsform enthält die dritte Komponente 5–20 Gewichtsprozent, bevorzugt 6–15 Gewichtsprozent der zumindest einen Aminverbindung bezogen auf die Gesamtmasse der dritten Komponente. In dieser Ausführungsform entsteht ein sehr stark vernetztes dreidimensionales Netztwerk.
In einer Ausführungsform umfasst die dritte Komponente zumindest eine Aminverbindung und zumindest eine der Verbindungen der Formeln IB-2 und III-3 und Xylol. Die Verbindungen der Formeln IB-2 und III-3 und Xylol werden zur Verdünnung eingesetzt und um die Aushärtung des Precursors zu verzögern. Inbesondere zeigen diese Verbindungen keine Reaktion.
Bei Xylol kann es sich um para-, meta-, und/oder ortho-Xylol handeln.
In einer Ausführungsform enthält die dritte Komponente die Verbindung der Formel III-1 und die Verbindung der Formel III-2.
In einer Ausführungsform umfasst die dritte Komponente eine Verbindung der Formel III-1, eine Verbindung der Formel III-2, eine Verbindung der Formel III-3, eine Verbindung der Formel IB-2 und Xylol oder die dritte Komponente besteht aus diesen Verbindungen.
In einer Ausführungsform enthält oder besteht die dritte Komponente aus 5–10 Gewichtsprozent der Verbindung der Formel III-1, 1–5 Gewichtsprozent der Verbindung der Formel III-2, 10–20 Gewichtsprozent der Verbindung der Formel IB-2, 10–20 Gewichtsprozent der Verbindung der Formel III-3 und 10–20 Gewichtsprozent Xylol jeweils bezogen auf die Gesamtmasse der dritten Komponente.
Gemäß einer Ausführungsform besteht der Precursor aus einer Mischung der ersten, der zweiten und der dritten Komponente und die erste Komponente liegt zu 70–80 Gewichtsprozent, bevorzugt zu 73–78 Gewichtsprozent bezogen auf die Gesamtmasse des Precursors vor.
Gemäß einer Ausführungsform besteht der Precursor aus einer Mischung der der ersten, der zweiten und der dritten Komponente und die zweite Komponente liegt zu 5–15 Gewichtsprozent, bevorzugt zu 8–13 Gewichtsprozent bezogen auf die Gesamtmasse des Precursors vor.
Gemäß einer Ausführungsform besteht der Precursor aus einer Mischung der der ersten, der zweiten und der dritten Komponente und die dritte Komponente liegt zu 10–20 Gewichtsprozent, bevorzugt zu 13–18 Gewichtsprozent bezogen auf die Gesamtmasse des Precursors vor.
Gemäß einer Ausführungsform besteht der Precursor aus einer Mischung der der ersten, der zweiten und der dritten Komponente und die erste Komponente ist zu 70–80 Gewichtsprozent, die zweite Komponente zu 5–15 Gewichtsprozent und die dritte Komponente zu 10–20 Gewichtsprozent bezogen auf die Gesamtmasse des Precursors enthalten..
In einer Ausführungsform umfasst die erste Komponente eine Verbindung der allgemeinen Formel IA, insbesondere die Verbindung der Formel IA-1, eine Verbindung der Formel IB-1, eine Verbindung der Formel IB-2, eine Verbindung der Formel IB-3 und eine Verbindung der Formel IB-4 oder die erste Komponente besteht aus diesen Verbindungen. Die zweite Komponente besteht aus oder umfasst die Verbindung der Formel IIA-1 und die dritte Komponente umfasst oder besteht aus einer Verbindung der Formel III-1, einer Verbindung der Formel III-2, einer Verbindung der Formel III-3, einer Verbindung der Formel IB-2 und Xylol.
In einer Ausführungsform findet Verfahrensschritt C) bei Raumtemperatur statt. Raumtemperatur bedeutet etwa 20 °C. Möglich ist auch, dass die Aushärtung bei Temperaturen zwischen 50 °C und 260 °C, bevorzugt zwischen 140 °C und 240 °C, besonders bevorzugt zwischen 180 °C und 220 °C stattfindet.
In einer Ausführungsform werden Verbindungen der ersten, zweiten und/oder dritten Komponente in Verfahrensschritt C) verdampft. Insbesondere werden solchen Verbindungen verdampft, die keiner chemischen Reaktion unterlagen und/oder die nicht Bestandteil des dreidimensinalen Netztwerks sind. Besonder bevorzugt werden solche Verbindungen verdamft, die zur Verdünnung und/oder zur Verzögerung der Aushärtung vorhanden sind.
In einer Ausführungsform wird der Precursor in Verfahrensschritt C) für 0,01–3 h, bevorzugt für 0,1–2 h, besonders bevorzugt für 0,5–1,5 h ausgehärtet.
In einer Ausführungsform findet zumindest in verfahrensschritt C) folgende Reaktion der Verbindung der allgemeinen Formel IA mit der Verbindung der Formel III-1 statt:
Bei der Reaktion handelt es sich um eine Additionsreaktion. In analoger Weise können die verbleibenden NH₂-Gruppen in dem Additionsprodukt weitere Molküle der Verbindung der Formel IA addieren und die verbleibende Epoxygruppe kann ein weiteres Molekül der Formel III-1 addieren. Durch diese Additionsreaktionen entsteht ein dreidimensinales Netzwerk.
In einer Ausführungsform sind in der Isolatorschicht keine oder nur sehr geringe Mengen an NH und NH₂ Gruppen mehr vorhanden.
Weiterhin wird die Verwendung einer Isolatorschicht in einem organischen optoelektronischen Bauelement angegeben. Die Isolatorschicht ist dabei aus einem Precursor hergestellt, der einer Mischung einer ersten, einer zweiten und einer dritten Komponente umfasst, wobei

– die erste Komponente eine Verbindung der allgemeinen Formel IA umfasst

– R¹ und R² unabhängig voneinander aus einer Gruppe auswählt sind, die Wasserstoff und Alkylreste umfasst und n = 1 bis 10000;
– die zweite Komponente eine Verbindung der allgemeinen Formel IIA umfasst
wobei R³ für einen Alkylrest steht, und
– die dritte Komponente eine Aminverbindung umfasst.

Die Isolatorschicht zur Verwendung in einem organischen optoelektronischen Bauelement kann durch ein Verfahren gemäß den oben dargestellten Ausführungsformen hergestellt sein. Alle Merkmale des Verfahrens zur Herstellung einer Isolatorschicht gelten somit auch für die Verwendung einer Isolatorschicht in einem organischen optoelektronischen Bauelement.
Gemäß einer Ausführungsform wird die Verwendung der Isolatorschicht zur elektrischen Isolation beispielsweise einer ersten und einer zweiten Elektrode in einem organischen optoelektronischen Bauelement angegeben.
Weiterhin wird ein Verfahren zur Herstellung eines organischen optoelektronischen Bauelements angegeben. Dieses umfasst die Verfahrensschritte:

a) Bereitstellen eines Substrats;
b) Aufbringen einer ersten Elektrode auf das Substrat;
c) Aufbringen einer lichtemittierenden Schicht auf die erste Elektrode;
d) Herstellen zumindest einer ersten Isolatorschicht mit den Verfahrensschritten A, B und C: A) Bereitstellen eines Precursors, der eine Mischung einer ersten, einer zweiten und einer dritten Komponente umfasst; B) Aufbringen des Precursors auf das Substrat; C) Aushärten des Precursors zur Bildung der Isolatorschicht;
e) Aufbringen einer zweiten Elektrode (3) auf die lichtemittierenden Schicht (4).

Die erste Komponente umfasst eine Verbindung der allgemeinen Formel IA
wobei
R¹ und R² unabhängig voneinander aus einer Gruppe ausgewählt sind, die Wasserstoff und Alkylreste umfasst und n = 1 bis 10000.
Die zweite Komponente umfasst eine Verbindung der allgemeinen Formel IIA
wobei R³ für einen Alkylrest steht.
Die dritte Komponente umfasst zumindest eine Aminverbindung.
Die zumindest eine Isolatorschicht kann durch ein Verfahren zur Herstellung einer Isolatorschicht gemäß den oben dargestellten Ausführungsformen hergestellt werden. Alle Merkmale des Verfahrens zur Herstellung einer Isolatorschicht gelten somit auch für das Verfahren zur Herstellung eines organischen optoelektronischen Bauelements.
Dass eine Schicht oder ein Element "auf" oder "über" einer anderen Schicht oder einem anderen Element angeordnet oder aufgebracht ist/wird, kann dabei hier und im Folgenden bedeuten, dass die eine Schicht oder das eine Element unmittelbar in direktem mechanischen und/oder elektrischen Kontakt auf der anderen Schicht oder dem anderen Element angeordnet ist/wird. Weiter kann es auch bedeuten, dass die eine Schicht oder das eine Element mittelbar auf beziehungsweise über der anderen Schicht oder dem anderen Element angeordnet ist/wird. Dabei können dann weitere Schichten und/oder Elemente zwischen der einen oder der anderen Schicht beziehungsweise zwischen dem einen oder dem anderen Element angeordnet sein/werden.
In einer Ausführungsform findet ein Verfahrensschritt f) statt: „Aufbringen einer Dünnfilmverkapselung auf die zweite Elektrode mittels ALD, MLD, CVD und/oder PECVD.“ Unter einer als Dünnfilmverkapselung ausgebildeten Verkapselung wird vorliegend eine Vorrichtung verstanden, die dazu geeignet ist, eine Barriere gegenüber atmosphärischen Stoffen, insbesondere gegenüber Feuchtigkeit und Sauerstoff und/oder gegenüber weiteren schädigenden Substanzen wie etwa korrosiven Gasen, beispielsweise Schwefelwasserstoff, zu bilden. Mit anderen Worten ist die Dünnfilmverkapselung derart ausgebildet, dass sie von atmosphärischen Stoffen höchstens zu sehr geringen Anteilen durchdrungen werden kann. Diese Barrierewirkung wird bei der Dünnfilmverkapselung im Wesentlichen durch als dünne Schichten ausgeführte Barriereschichten und/oder Passivierungsschichten erzeugt, die Teil der Verkapselung sind. Die Schichten der Verkapselung weisen in der Regel eine Dicke von kleiner oder gleich einigen 100 nm auf.
Insbesondere kann die Dünnfilmverkapselung dünne Schichten aufweisen oder aus diesen bestehen, die für die Barrierewirkung der Verkapselung verantwortlich sind. Die dünnen Schichten können beispielsweise mittels eines Atomlagenabscheideverfahrens („atomic layer deposition“, ALD) oder Moleküllagenabscheideverfahrens („molecular layer deposition“, MLD) aufgebracht werden. Geeignete Materialien für die Schichten der Verkapselungsanordnung sind beispielsweise Aluminiumoxid, Zinkoxid, Zirkoniumoxid, Titanoxid, Hafniumoxid, Lanthanoxid, Tantaloxid. Bevorzugt weist die Verkapselung eine Schichtenfolge mit einer Mehrzahl der dünnen Schichten auf, die jeweils eine Dicke zwischen einer Atomlage und einigen 100 nm aufweisen.
Alternativ oder zusätzlich zu mittels ALD oder MLD hergestellten dünnen Schichten kann die Verkapselung zumindest eine oder eine Mehrzahl weiterer Schichten, also insbesondere Barriereschichten und/oder Passivierungsschichten, aufweisen, die durch thermisches Aufdampfen oder mittels eines plasmagestützten Prozesses, etwa Sputtern, chemischer Gasphasenabscheidung („chemical vapor deposition“, CVD) oder plasmaunterstützter chemischer Gasphasenabscheidung („plasma-enhanced chemical vapor deposition“, PECVD), abgeschieden werden. Geeignete Materialien dafür können die vorab genannten Materialien sowie Siliziumnitrid, Siliziumoxid, Siliziumoxinitrid, Indiumzinnoxid, Indiumzinkoxid, Aluminium-dotiertes Zinkoxid, Aluminiumoxid sowie Mischungen und Legierungen der genannten Materialien sein. Die eine oder die mehreren weiteren Schichten können beispielsweise jeweils eine Dicke zwischen 1 nm und 5 µm und bevorzugt zwischen 1 nm und 400 nm aufweisen, wobei die Grenzen eingeschlossen sind.
In einer Ausführungsform wird in Verfahrensschritt d) eine erste und eine zweite Isolatorschicht hergestellt.
Die erste oder die erste und die zweite Isolatorschicht können in Verfahrensschritt B) direkt auf die erste Elektrode aufgebracht werden.
In einer Ausführungsform wird die erste oder die erste und die zweite Isolatorschicht so zwischen der ersten und der zweiten Elektrode aufgebracht, dass diese im Betrieb der Vorrichtung durch die erste oder die erste und die zweite Isolatorschicht elektrisch gegeneinander isoliert sind.
In einer Ausführungsform finden nach Verfahrensschritt b) folgendene Verfahrensschritte statt: b1) Aufbringen von Busbars auf die erste Elektrode; b2) Aufbringen von weiteren Isolatorschichten auf die Busbars. Die weiteren Isolatorschichten werden wie die erste Isolatorschicht hergestellt.
In einer Ausführungsform des Verfahrens findet nach dem Aufbringen der ersten, der ersten und der zweiten oder der ersten, der zweiten und der weiteren Isolatorschichten ein Verfahrensschritt g) statt: „Plasma-, Ozon- oder UV-Behandlung des Substrats, der ersten Elektrode, der zweiten Elektrode oder der Dünnfilmverkapselung“.
Durch den Einsatz der Plasma-, Ozon- oder UV-Behandlung des Substrats, der ersten Elektrode, der zweiten Elektrode oder der Dünnfilmverkapselung kann die Lebenszeit und die Effizienz des optoleketronsichen Bauelements verbessert werden. Diese Verfahren sind geeignet, da die erfindungsgemäßen Isolatorschichten chemisch stabil gegenüber diesen Einflüssen sind. Da die Isolatorschichten nicht degradieren tritt eine Leuchflächeneinengung nicht oder nur in sehr geringem Maße ein.
Weiterhin wird ein organisches optoelektronisches Bauelement angegeben. Dieses umfasst

– ein Substrat,
– eine erste Elektrode auf dem Substrat,
– eine lichtemittierende Schicht auf der ersten Elektrode,
– eine zweite Elektrode auf der lichtemittierenden Schicht,
– zumindest eine erste Isolatorschicht zwischen der ersten und der zweiten Elektrode, wobei die zumindest eine erste Isolatorschicht aus einem Precursor hergestellt ist, der eine Mischung aus einer ersten, einer zweiten und einer dritten Komponente umfasst, wobei – die erste Komponente eine Verbindung der allgemeinen Formel IA umfasst
wobei R¹ und R² unabhängig voneinander aus einer Gruppe auswählt sind, die Wasserstoff und Alkylreste umfasst und n = 1 bis 10000; – die zweite Komponente eine Verbindung der allgemeinen Formel IIA umfasst
wobei R³ für einen Alkylrest steht, und – die dritte Komponente eine Aminverbindung umfasst.

Die erste, sowie die weiter unten beschriebene zweite und die weiteren Isolatorschichten des organischen optoelektronischen Bauelements können gemäß den obigen Ausführungen zum Verfahren zur Herstellung einer Isolatorschicht hergestellt sein. Das optoelektronische Bauelement kann gemäß den Ausführungsformen zum Verfahren zur Herstellung eines organischen optolektronischen Bauelements hergestellt sein.
Dass eine Schicht oder ein Element „zwischen“ zwei anderen Schichten oder Elementen angeordnet ist, kann hier und im Folgenden bedeuten, dass die eine Schicht oder das eine Element unmittelbar in direktem mechanischen und/oder elektrischen Kontakt oder in mittelbarem Kontakt zu einen der zwei anderen Schichten oder Elementen und in direktem mechanischen und/oder elektrischen Kontakt oder elektrischen oder in mittelbarem Kontakt zu anderen der zwei anderen Schichten oder Elementen angeordnet ist. Dabei können bei mittelbarem Kontakt dann weitere Schichten und/oder Elemente zwischen der einen und zumindest einer der zwei anderen Schichten beziehungsweise zwischen dem einen und zumindest einem der zwei anderen Elemente angeordnet sein.
Durch den Einsatz der erfindungsgemäßen Isolatorschichten in organischen optoelektronischen Bauelementen kann eine Plasma- und/oder UV-und/oder Ozon- und/oder Temperaturbehandlung von z.B. Substraten und Elektroden nach dem Aufbringen der Isolatorschicht eingesetzt werden und gleichzeitig kann die Leuchtflächeneinengung der lichtemittierenden Schicht vermieden werden, da die erfindungsgemäßen Isolatorschichten aufgrund ihrer Materialeigenschaften chemisch stabil gegenüber Temperatureinwirkungen, UV-Strahlung, Ozon und/oder Plasma sind. Außerdem ist das Aufbringen von Dünnfilmverkapselungen mittels Verfahren wie CVD, PECVD, ALD oder MLD ohne Reduzierung der Lebensdauer des organischen optoelektronischen Bauelements möglich. Diese Verfahren können zudem bei hohen Temperaturen durchgeführt werden ohne dass die Isolatorschichten beeinträchtigt werden. Dies bedeutet, dass die Isolatorschichten durch UV-und/oder Ozon- und/oder Temperatur- und/oder Plasmaeinwirkung weder degradieren noch ihre Eigenschaften in Bezug auf eine elektrische Isolierung verlieren oder mindern. Somit wird durch den Einsatz der Isolatorschichten die Lebensdauer des organischen optoelektronischen Bauelements erhöht ohne oder nur eine geringfügige Leuchtflächeneinengung und ohne Verschlechterung sonstiger Spezifikationen wie Robustheit, Lagerbeständigkeit und Effizienz.
In einer Ausführungsform ist über der lichtemittierenden Schicht und der ersten und der zweiten Elektrode eine Verkapselung, insbesondere eine Dünnfilmverkapselung angeordnet.
In einer Ausführungsform umfasst das organische optoelektronische Bauelement eine zweite Isolatorschicht zwischen der ersten und der zweiten Elektrode. Die zweite Isolatorschicht ist wie die erste Isolatorschicht hergestellt. Die erste und die zweite Isolatorschicht dienen der gegenseitigen elektrischen Isolation der ersten und der zweiten Elektrode.
In einer Ausführungsform des Bauelements weist die erste oder die erste und die zweite Isolatorschicht einen direkten Kontakt zur lichtemittierenden Schicht auf.
In einer Ausführungsform umfasst das organische optoelektronische Bauelement ein Elektrodenanschlussstück der ersten Elektrode und ein Elektrodenanschlussstück der zweiten Elektrode. Die Elektrodenanschlussstücke dienen der elektrischen Kontaktierung der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode.
Die erste Isolatorschicht kann über dem Elektrodenanschlussstück der ersten Elektrode und über der ersten Elektrode angeordnet sein. Insbesondere weist die erste Isolatorschicht einen direkten Kontakt zu dem Elektrodenanschlussstück der ersten Elektrode, zu der ersten Elektrode und zu der zweiten Elektrode auf.
Die erste Isolatorschicht kann einen direkten Kontakt zu der Verkapselung aufweisen.
In einer Ausführungsform steht die erste und/oder die zweite Isolatorschicht mit der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode in direktem Kontakt.
Die zweite Isolatorschicht kann einen direkten Kontakt zu dem Substrat aufweisen.
In einer Ausführungsform sind Busbars über der ersten Elektrode angeordnet. Die Busbars 11 sind vollständig von der ersten Elektrode und weiteren Isolatorschichten umgeben. Insbesondere stehen die Busbars in direkten Kontakt zu der ersten Elektrode und den weiteren Isolatorschichten. Die weiteren Isolatorschichten sind wie die erste Isolatorschicht hergestellt. Es ist möglich, dass die weiteren Isolatorschichten direkt auf den Busbars aufgebracht werden. Insbesondere weisen die Busbars und die weiteren Isolatorschichten einen direkten Kontakt zueinander auf.
Durch die weiteren Isolatorschichten über den Busbars wird eine Verringerung der Leuchtflächeneinengung an Busbars erreicht.
In einer Ausführungsform handelt es sich bei dem organischen optoelektronischen Bauelement um eine OLED.
Weitere Vorteile, vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen ergeben sich aus den im Folgenden in Verbindung mit den Figuren beschriebenen Ausführungsbeispielen.
Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung einer organischen lichtemittierenden Diode gemäß eines Ausführungsbeispiels
2 eine schematische Darstellung einer organischen lichtemittierenden Diode gemäß eines Ausführungsbeispiels
3 eine schematische Darstellung einer herkömmlichen organischen lichtemittierenden Diode,
4 eine Leuchtflächeneinengung in einer herkömmlichen organischen lichtemittierenden Diode,
5 das Verhältnis der normierten Leuchtdichte zur Leuchtdauer einer herkömmlichen organischen lichtemittierenden Diode und einer erfindungsgemäßen organischen lichtemittierenden Diode.
In den Ausführungsbeispielen und Figuren können gleiche, gleichartige oder gleich wirkende Elemente jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen sein. Die dargestellten Elemente und deren Größenverhältnisse untereinander sind nicht als maßstabsgerecht anzusehen, vielmehr können einzelne Elemente, wie zum Beispiel Schichten, Bauteile, Bauelemente und Bereiche, zur besseren Darstellbarkeit und/oder zum besseren Verständnis übertrieben groß dargestellt sein.
1 zeigt eine organische lichtemittierende Diode (OLED). Die OLED weist ein Substrat 1 auf, auf dem zwischen der ersten Elektrode 2 und der zweiten Elektrode 3 eine lichtemittierende Schicht 4 angeordnet ist. Zur elektrischen Kontaktierung der ersten Elektrode 2 und der zweiten Elektrode 3 weist die OLED ein Elektrodenanschlussstück der ersten Elektrode 2a und Elektrodenanschlussstück der zweiten Elektrode 3a auf. Die Elektrodenanschlussstücke 2a und 3a reichen unter der Verkapselung 7 von der ersten 2 und der zweiten Elektrode 3 nach außen. Die als elektrische Kontaktzuführungen ausgebildeten Elektrodenanschlussstücke 2a, 3a können je nach Abstrahlrichtung der OLED transparent oder nicht-transparent ausgebildet sein und beispielsweise ein transparente leitendes Oxide und/oder ein Metall aufweisen oder daraus sein. Transparente leitende Oxide („transparent conductive oxide“, TCO) sind transparente, leitende Materialien, in der Regel Metalloxide, wie beispielsweise Zinkoxid, Zinnoxid, Cadmiumoxid, Titanoxid, Indiumoxid und Indiumzinnoxid (ITO). Als TCO kann ein Metalloxid, wie beispielsweise Zinkoxid, Zinnoxid, Cadmiumoxid, Titanoxid, Indiumoxid und Indiumzinnoxid (ITO) gewählt werden. Neben binären Metallsauerstoffverbindungen, wie beispielsweise ZnO, SnO₂ oder In₂O₃ gehören auch ternäre Metallsauerstoffverbindungen, wie beispielsweise Zn₂SnO₄, CdSnO₃, ZnSnO₃, MgIn₂O₄, GaInO₃, Zn₂In₂O₅ oder In₄Sn₃O₁₂ oder Mischungen unterschiedlicher transparenter leitender Oxide zu der Gruppe der TCOs. Weiterhin entsprechen die TCOs nicht zwingend einer stöchiometrischen Zusammensetzung und können auch p- oder n-dotiert sein. Beispielsweise können die Elektrodenanschlusstücke 2a, 3a durch eine Metallschicht oder einen Metallschichtstapel gebildet sein, beispielsweise Mo/Al/Mo, Cr/Al/Cr oder Al.
Weiterhin sind eine erste Isolatorschicht 6a und eine zweite Isolatorschicht 6b vorhanden, die die Elektroden 2 und 3 gegeneinander elektrisch isolieren. Die erste Isolatorschicht 6a ist über dem Elektrodenanschlussstück der ersten Elektrode 2a und über der ersten Elektrode 2 angeordnet und weist einen einen direkten Kontakt zu dem Elektrodenanschlussstück der ersten Elektrode 2a und zu der ersten Elektrode 2 auf. Die erste Isolatorschicht bedeckt die erste Elektrode 2 und das erste Elektrodenanschlusstück nur teilweise. Über der ersten Isolatorschicht 6a ist die zweite Elektrode 3 in direktem Kontakt zu der ersten Isolatorschicht 6a angeordnet. Die erste Isolatorschicht 6a steht weiter in direktem Kontakt zu der lichtemittierenden Schicht 4. Die erste Isolatorschicht 6a steht weiter in direktem Kontakt zu der Verkapselung 7. Die zweite Isolatorschicht 6b ist zwischen der ersten Elektrode 2 und der zweiten Elektrode 3 angeordnet und steht mit der ersten Elektrode 2 und der zweiten Elektrode 3 in direktem Kontakt. Die zweite Isolatorschicht 6b steht weiter in direktem Kontakt zu der lichtemittierenden Schicht 4. Weiter weist die zweite Isolatorschicht 6b einen direkten Kontakt zu dem Substrat 1 auf. Die Isolatorschichten 6a, 6b sind somit so an den Randbereichen der lichtemittierenden Schicht 4 angeordnet, dass sie die erste und die zweite Elektrode 2, 3 an den Stellen gegenseitig elektrisch voneinander isolieren, an denen sie sonst miteinander in Kontakt stehen würden.
Die erste und zweite Isolatorschicht 6a, 6b sind aus einem Precursor hergestellt, der aus einer Mischung aus 75, 76 Gewichtsprozent einer ersten, 9, 10 Gewichtsprozent einer zweiten und 15, 15 Gewichtsprozent einer dritten Komponente besteht.
Die erste Komponente besteht aus:

– 50–60 Gewichtsprozent der Verbindung der Formel IA-1
– 10–20 Gewichtsprozent der Verbindung der Formel IB-1 (2-Methoxy-methylethoxypropanol)
– 5–10 Gewichtsprozent der Verbindung der Formel IB-2 (Methylproxitol)
– 1–5 Gewichtsprozent der Verbindung der Formel IB-3 (Ethylenglykolmono-n-butylether)
– 5–10 Gewichtsprozent der Verbindung der Formel IB-4 (Diacetonalkohol)

Die zweite Komponente besteht aus oder umfasst:

– 60–100 Gewichtsprozent der Verbindung der Formel IIA-1 (Ethylenglykolmono-n-butyletheracetat)

Die dritte Komponente besteht aus:

– 5–10 Gewichtsprozent der Verbindung der Formel III-1 (Diet
hylentriamin)
– 1–5 Gewichtsprozent der Verbindung der Formel III-2 (2,4,6-Tris-(dimethylaminomethyl)-phenol)
– 10–20 Gewichtsprozent der Verbindung der Formel IB-2 (Methylproxitol)
– 10–20 Gewichtsprozent der Verbindung der Formel III-3 (Methylisobutylketon)
– 10–20 Gewichtsprozent Xylol.

Zumindest eine der Elektroden 2, 3 ist transparent ausgebildet, so dass im Betrieb der OLED in der lichtemittierenden Schicht 4 erzeugtes Licht durch die zumindest eine transparente Elektrode nach außen abgestrahlt werden kann.
In der in 1 gezeigten OLED ist das Substrat 1 transparent ausgeführt, beispielsweise in Form einer Glasplatte oder Glasschicht. Alternativ hierzu kann das Substrat 1 beispielsweise auch einen transparenten Kunststoff oder ein Glas-Kunststoff-Laminat aufweisen.
Die auf dem Substrat 1 aufgebrachte Elektrode 2 ist ebenfalls transparent ausgebildet und weist beispielsweise ein TCO auf. Die TCOs können wie oben beschreiben ausgewählt sein. Weiterhin kann eine transparente Elektrode beispielsweise auch ein transparentes Metall, metallische Netzstrukturen bzw. leitende Netzwerke, beispielsweise mit oder aus Silber, und/oder Graphen bzw. kohlenstoffhaltige Schichten oder eine Kombination der genannten transparenten Materialien aufweisen.
Die zweite Elektrode 3 auf der lichtemittierenden Schicht 4 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel reflektierend ausgebildet und weist ein Metall auf, das ausgewählt sein kann aus Aluminium, Barium, Indium, Silber, Gold, Magnesium, Kalzium und Lithium sowie Verbindungen, Kombinationen und Legierungen damit. Insbesondere kann die zweite Elektrode 3 Ag, Al oder Legierungen oder Schichtstapel mit diesen aufweisen, beispielsweise Ag/Mg, Ag/Ca, Mg/Al oder auch Mo/Al/Mo oder Cr/Al/Cr. Alternativ oder zusätzlich kann die zweite Elektrode 3 auch ein oben genanntes TCO-Material oder einen Schichtenstapel mit zumindest einem TCO und zumindest einem Metall aufweisen. Weiterhin sind auch Graphit oder Graphen denkbar.
Die erste Elektrode 2 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel als Anode ausgebildet, während die zweite Elektrode 3 als Kathode ausgebildet ist. Bei entsprechender Materialwahl ist aber auch ein hinsichtlich der Polarität umgekehrter Aufbau möglich.
Die Elektroden 2, 3 sind großflächig und zusammenhängend ausgebildet, so dass die OLED als Leuchtquelle, insbesondere als Flächenlichtquelle, ausgeformt ist. „Großflächig“ kann dabei bedeuten, dass die OLED eine Fläche von größer oder gleich einigen Quadratmillimetern, bevorzugt größer oder gleich einem Quadratzentimeter und besonders bevorzugt größer oder gleich einem Quadratdezimeter aufweist.
Zusätzlich zur lichtemittierenden Schicht 4 können zwischen der ersten Elektrode 2 und der zweiten Elektrode 3 weitere organische Schichten angeordnet sein, beispielsweise eine oder mehrere ausgewählt aus einer Lochinjektionsschicht, einer Lochtransportschicht, einer Elektronenblockierschicht, einer Löcherblockierschicht, einer Elektronentransportschicht, einer Elektroneninjektionsschicht und einer ladungserzeugenden Schicht („charge generation layer“, CGL), die geeignet sind, Löcher bzw. Elektronen zur lichtemittierenden Schicht 4 zu leiten bzw. den jeweiligen Transport zu blockieren. Diese Schichten können organische Polymere, organische Oligomere, organische Monomere, organische kleine, nicht-polymere Moleküle („small molecules“) oder Kombinationen daraus aufweisen. Materialien für eine Lochinjektionsschicht, eine Lochtransportschicht, eine Elektronenblockierschicht, eine Löcherblockierschicht, eine Elektronentransportschicht, eine Elektroneninjektionsschicht und eine ladungserzeugenden Schicht sind dem Fachmann bekannt. Als Materialien für die lichtemittierende Schicht eignen sich elektrolumineszierende Materialien, die eine Strahlungsemission aufgrund von Fluoreszenz oder Phosphoreszenz aufweisen, beispielsweise Polyfluoren, Polythiophen oder Polyphenylen oder Derivate, Verbindungen, Mischungen oder Copolymere davon.
Über der lichtemittierenden Schicht 4 und den Elektroden 2, 3 ist eine Verkapselung 7 zum Schutz der lichtemittierenden Schicht 4 und der ersten und zweiten Elektrode 2, 3 angeordnet. Die Verkapselung 7 ist dabei als Dünnfilmverkapselung ausgeführt und ist mittels CVD, PECVD, MLD und/oder ALD hergestellt.
Weiterhin kann vom Substrat 1 aus gesehen auf der Verkapselung 7, wie in 1 gezeigt ist, eine mittels einer Klebstoffschicht 8 aufgeklebte Schutzschicht 9 angeordnet sein. Die Schutzschicht 9, die im Hinblick auf ihre Anordnung im Vergleich zum Substrat 1 auch als „Superstrat“ bezeichnet werden kann, kann beispielsweise durch eine Glasschicht oder Glasplatte oder auch einen Kunststoff, ein Metall oder eine Kombination oder ein Laminat der genannten Materialien gebildet sein und insbesondere in Verbindung mit einer als Dünnfilmverkapselung ausgebildeten Verkapselung 7 als mechanischer Schutz, insbesondere als Kratzschutz, dienen, ohne dass die Schutzschicht 9 selbst verkapselnd wirken muss. Alternativ oder zusätzlich kann auf der Verkapselung 7 auch ein Schutzlack, beispielsweise in Form eines Sprühlacks, aufgebracht sein.
Die OLED ist aufgrund des transparenten Substrats 1 und der transparenten ersten Elektrode 2 als sogenannter Bottom-Emitter ausgeführt und strahlt im Betrieb Licht durch die transparente erste Elektrode 2 und das transparente Substrat 1 ab. Zur Verbesserung der Lichtauskopplung kann, wie in 1 gezeigt ist, auf der der lichtemittierenden Schicht 4 abgewandten Seite des Substrats 1 eine optische Auskoppelschicht 10 angeordnet sein, die beispielsweise als Streuschicht mit Streupartikeln in einer transparenten Matrix und/oder mit einer Licht streuenden Oberflächenstruktur ausgebildet ist. Es kann auch eine Auskoppelschicht beispielsweise zwischen dem Substrat 1 und der, auf dem Substrat 1 angeordneten ersten Elektrode 2 oder zwischen anderen funktionellen Schichten in Form einer internen Auskoppelschicht angeordnet sein.
Alternativ zur beschriebenen Bottom-Emitter-Konfiguration kann auch die dem Substrat 1 abgewandt angeordnete zweite Elektrode 3 transparent ausgebildet sein, um das im Betrieb in der lichtemittierenden Schicht 4 erzeugte Licht durch die zweite Elektrode 3 in eine dem Substrat 1 abgewandte Richtung abzustrahlen. In diesem Fall ist die OLED als sogenannter Top-Emitter ausgebildet. Die zwischen dem Substrat 1 und der lichtemittierenden Schicht 4 angeordnete erste Elektrode 2 kann, sofern keine Lichtabstrahlung durch das Substrat 1 erwünscht ist, auch reflektierend ausgebildet sein. Ebenso kann in diesem Fall das Substrat 1 ein nicht-transparentes Material, beispielsweise ein nicht-transparentes Glas, einen nicht-transparenten Kunststoff, ein Metall oder Kombinationen hieraus, aufweisen. Zusätzlich zur zweiten Elektrode 3 sind in der Top-Emitter-Konfiguration auch die Verkapselung 7 und, sofern vorhanden, auch die Klebstoffschicht 8 und die Schutzschicht 9 transparent ausgebildet. Weiterhin kann in diesem Fall eine Auskoppelschicht über der zweiten Elektrode 3 angeordnet sein, beispielsweise auf der Schutzschicht 9 oder zwischen der Schutzschicht 9 und der Verkapselung 7.
Weiterhin kann die OLED auch gleichzeitig als Bottom-Emitter und als Top-Emitter und damit bevorzugt als transparente OLED ausgebildet sein und eine Kombination der jeweils in Verbindung mit der Bottom- und Top-Emitter-Konfiguration genannten Merkmalen aufweisen.
2 zeigt eine OLED, bei der im Vergleich zu der OLED in 1 zusätzlich Busbars 11 zur Stromaufweitung auf der ersten Elektrode 2 angeordnet sind und mit der ersten Elektrode 2 in direktem Kontakt stehen. Die von dem Substrat 1 abgewandte Hauptoberfläche der Busbars 11 und die Seitenflächen der Busbars 11 sind mit weiteren Isolatorschichten 6c bedeckt und stehen mit den weiteren Isolatorschichten 6c in direktem Kontakt. Ein Busbar 11 ist somit vollständig von der ersten Elektrode 2 und der weiteren Isolatorschicht 6c umgeben. Die Isolatorschichten 6c sind analog zu den Isolatorschichten 6a, 6b hergestellt. Die Busbars können je nach Abstrahlrichtung der OLED transparent oder nicht-transparent ausgebildet sein und beispielsweise ein TCO und/oder ein Metall aufweisen oder daraus sein. Beispielsweise können die Busbars 11 durch eine Metallschicht oder einen Metallschichtstapel gebildet sein, beispielsweise Mo/Al/Mo, Cr/Al/Cr oder Al. Zur Oberflächenreinigung wurde Plasma, Ozon und/oder UV-Strahlung eingesetzt.
3 zeigt eine OLED, bei denen die Isolatorschichten 6a, 6b aus einem herkömmlichen Material hergestellt sind. Durch UV-, Plasma- Ozon-, oder Temperaturbehandlung werden herkömmliche Isolatorschichten partiell zerstört und reagieren mit dem Material der lichtemittierenden Schicht 4, was bei einer gewissen Betriebszeit der OLED zu einer Leuchtflächeneinengung 5 führt. Die Leuchtflächeneinengung 5 tritt bei den OLEDs mit den erfindungsgemäßen Isolatorschichten nicht oder nur sehr geringfügig auf.
4 zeigt die Leuchtflächeneinengung 5 einer herkömmlichen OLED in der Aufsicht auf die OLED im Betrieb. Man erkennt, dass die Leuchtfläche der lichtemittierenden Schicht 4 an den Rändern durch die Leuchtflächeneinengung 5 verkleinert wird. Durch Infrarotstrahlung können die Eigenschaften der Leuchtflächeneinengung 5 bestimmt werden. Aufnahmen mit einer Wärmebildkamera zeigen, dass ein Stromfluss durch den Bereich der Leuchtflächeneinengung 5 stattfindet, jedoch keine Emission von Licht.
5 zeigt die normierte Leuchtdichte einer OLED mit herkömmlichen Isolatorschichten und die normierte Leuchtdichte einer OLED mit erfindungsgemäßen Isolatorschichten, wie sie in 2 dargestellt ist. Auf der y-Achse ist die normierte Leuchtdichte L/L₀ aufgetragen und auf der x-Achse ist die Leuchtdauer in h aufgetragen. Die normierte Leuchtdichte einer OLED mit herkömmlichen Isolatorschichten ist der mit dem Bezugszeichen A versehenen normierten Leuchtdichte zugeordnet und die normierte Leuchtdichte einer OLED mit den erfindungsgemäßen Isolatorschichten ist der mit dem Bezugszeichen B versehenen normierten Leuchtdichte zugeordnet. Bis auf die Isolatorschichten sind die OLEDs baugleich. Es zeigt sich, dass die normierte Leuchtdichte in den ersten ca. 15 h der Leuchtdauer beider OLEDs nur sehr gering abfällt. Ab einer Leuchtzeit von ca. 15 h fällt die normierte Leuchtdichte der herkömmlichen OLED A aufgrund der Leuchtflächeneinengung fast linear ab. Nach ca. 50 h Leuchtzeit ist die normierte Leuchtdichte der herkömmlichen OLED bei nur noch 70% (mit dem Bezugszeichen A versehene normierte Leuchtdichte). Die erfindungsgemäße OLED weist auch nach einer Laufzeit von 105 h noch eine normierte Leuchtdichte von 80% (mit dem Bezugszeichen B versehene normierte Leuchtdichte) auf. Dies ist auf eine viel geringere Leuchtflächeneinengung zurückzuführen, da die erfindungsgemäßen Isolatorschichten chemisch stabil gegenüber herstellungsbedingten Temperatur-, UV-, Plasma- und Ozoneinwirkungen sind. Mit den erfindungsgemäßen Isolatorschichten wird somit die Lebensdauer einer OLED erhöht, bei Beibehaltung der Effizienz, der Dichtigkeit und der Lagerbeständigkeit.
Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist.
Bezugszeichenliste

1: Substrat
2: Erste Elektrode
2a: Elektrodenanschlussstück der ersten Elektrode
3: Zweite Elektrode
3a: Elekrodenanschlussstück der zweiten Elektrode
4: Lichtemittierende Schicht
5: Leuchtflächeneinengung
6a: erste Isolatorschicht
6b: zweite Isolatorschicht
6c: weitere Isolatorschicht
7: Verkapselung
8: Klebstoffschicht
9: Schutzschicht
10: Auskoppelschicht
11: Busbar

Claims

Verfahren zur Herstellung einer Isolatorschicht (6a, 6b, 6c) mit den Verfahrensschritten: A) Bereitstellen eines Precursors durch Mischen einer ersten, einer zweiten und einer dritten Komponente, wobei – die erste Komponente eine Verbindung der allgemeinen Formel IA umfasst
wobei R¹ und R² unabhängig voneinander aus einer Gruppe ausgewählt sind, die Wasserstoff und Alkylreste umfasst und n = 1 bis 10000; – die zweite Komponente eine Verbindung der allgemeinen Formel IIA umfasst
wobei R³ für einen Alkylrest steht, und – die dritte Komponente zumindest eine Aminverbindung umfasst B) Aufbringen des Precursors auf ein Substrat; C) Aushärten des Precursors zur Bildung der Isolatorschicht.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die erste Komponente 45–65 Gewichtsprozent der Verbindung der Formel IA enthält.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Komponente zumindest eine Verbindung der allgemeinen Formel IB umfasst
R⁵, R⁶, R⁷ und R⁹ unabhängig voneinander aus einer Gruppe ausgewählt sind, die Wasserstoff, Methyl-, Ethylreste umfasst, R⁸ aus einer Gruppe ausgewählt ist, die Wasserstoff, Methyl-, Ethyl-, n-Propyl-, i-Propyl- und n-Butylreste umfasst, und wobei
für die Anbindungen des Rests R⁴ an die Verbindung der allgemeinen Formel IB steht.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei die zumindest eine Verbindung der allgemeinen Formel IB folgende Formel IB-1 aufweist
Verfahren nach einem der Ansprüche 3 oder 4, wobei die erste Komponente zwei, drei oder vier unterschiedliche Verbindungen der allgemeinen Formel IB umfasst.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei die vier Verbindungen der allgemeinen Formel IB folgende Formeln IB-1, IB-2, IB-3 und IB-4 aufweisen:
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Verbindung der allgemeinen Formel IIA der zweiten Komponente folgende Formel IIA-1 aufweist:
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Aminverbindung aus einer Gruppe ausgewählt ist, die die Verbindung der Formel III-1, die Verbindung der Formel III-2 und Kombinationen daraus umfasst:
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Precursor aus der ersten, der zweiten und der dritten Komponente besteht und die erste Komponente zu 70–80 Gewichtsprozent bezogen auf die Gesamtmasse des Precursors vorliegt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Precursor aus der ersten, der zweiten und der dritten Komponente besteht und die erste Komponente zu 70–80 Gewichtsprozent, die zweite Komponente zu 5–15 Gewichtsprozent und die dritte Komponente zu 10–20 Gewichtsprozent bezogen auf die Gesamtmasse des Precursors vorliegt.
Verfahren zur Herstellung eines organischen optoelektronischen Bauelements umfassend die Verfahrensschritte: a) Bereitstellen eines Substrats (1), b) Aufbringen einer ersten Elektrode (2) auf das Substrat (1), c) Aufbringen einer lichtemittierenden Schicht (4) auf die erste Elektrode (2), d) Herstellen zumindest einer ersten Isolatorschicht (6a) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, e) Aufbringen einer zweiten Elektrode (3) auf die lichtemittierende Schicht (4).
Organisches optoelektronisches Bauelement umfassend – ein Substrat (1), – eine erste Elektrode (2) auf dem Substrat (1), – eine lichtemittierende Schicht (4) auf der ersten Elektrode, – eine zweite Elektrode (3) auf der lichtemittierenden Schicht (4), – zumindest eine erste Isolatorschicht (6a) zwischen der ersten und der zweiten Elektrode, wobei die zumindest eine erste Isolatorschicht (6a) aus einem Precursor hergestellt ist, der eine Mischung einer ersten, einer zweiten und einer dritten Komponente umfasst, wobei – die erste Komponente eine Verbindung der allgemeinen Formel IA umfasst
wobei R¹ und R² unabhängig voneinander aus einer Gruppe auswählt sind, die Wasserstoff und Alkylreste umfasst und n = 1 bis 10000; – die zweite Komponente eine Verbindung der allgemeinen Formel IIA umfasst
wobei R³ für einen Alkylrest steht, und – die dritte Komponente eine Aminverbindung umfasst.
Organisches optoelektronisches Bauelement nach Anspruch 12, wobei die zumindest eine erste Isolatorschicht (6a) einen direkten Kontakt zur lichtemittierenden Schicht (4) aufweist.
Organisches optoelektronisches Bauelement nach einem der Ansprüche 12 oder 13, wobei Busbars 11 über der ersten Elektrode 2 angeordnet sind und die Busbars 11 vollständig von der ersten Elektrode 2 und weiteren Isolatorschichten (6c) umgeben sind und die Busbars (11) einen direkten Kontakt zu der ersten Elektrode (2) und den weiteren Isolatorschichten (6c) aufweisen.