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Es werden Verfahren zur Herstellung von organischen funktionellen Schichten und zur Herstellung eines organischen elektronischen Bauelements mit organischen funktionellen Schichten angegeben.
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Organische elektronische Bauelemente wie beispielsweise eine organische Licht emittierende Diode (OLED) weisen mehrere aufeinander aufgebrachte organische Schichten auf, die in der Regel möglichst scharf voneinander getrennt sein sollen. Eine Vielzahl von organischen Materialien wird bevorzugt mittels nasschemischer Prozesse, also aus Lösung, aufgebracht. Ein Problem bei der Nassprozessierung von organischen elektronischen Bauelementen besteht darin, dass die verwendeten Lösungsmittel oftmals bereits aufgebrachte Schichten wieder anzulösen vermögen, wodurch die Grenzen zwischen den einzelnen Schichten „verwaschen“.
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Die Druckschrift
US 2010 / 0 033 082 A1 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung eines vielschichtigen phosphoreszierenden organischen Licht emittierenden Bauelements.
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Die Druckschrift
US 2003 / 0 059 975 A1 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung eines Transistors.
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Die Druckschrift
US 2010 / 0 133 515 A1 beschreibt ein geschichtetes organisches Bauelement und ein Verfahren zu dessen Herstellung.
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Die Druckschrift
DE 10 2011 080 240 A1 beschreibt dimere Kupfer(I)-Komplexe in optoelektronischen Bauelementen.
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Die Druckschrift S. Nau et al., Proc. of SPIE, 8829, S. 88290Z-1 - 88290Z-12 (2013) beschreibt eine Mehrschicht-Abscheidung von Materialien für organische Licht emittierende Bauelemente.
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Es sind im Stand der Technik mehrere Möglichkeiten bekannt, ein solches Anlösen zu vermeiden. Beispielsweise werden nur einzelne Schichten nasschemisch aufgebracht, die jeweils darauf folgenden Schichten hingegen durch Aufdampfen im Hochvakuum. Insbesondere indem beispielsweise nur die erste organische Schicht eines organischen elektronischen Bauelements, die bei einem typischen Aufbau beispielsweise eine Lochinjektionsschicht sein kann, nasschemisch aufgebracht wird, kommt keine andere organische Schicht mit dem Lösungsmittel in Kontakt.
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Weiterhin ist es bekannt, aus Lösung aufgebrachte organische Precursor-Materialien in einen unlöslichen Polymerfilm zu überführen. Bei diesem auch als „Cross-Linking“ genannten Ansatz ist die Auswahl der möglichen Materialien jedoch stark eingeschränkt.
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Darüber hinaus ist es auch bekannt, hinsichtlich ihrer Lösungsfähigkeit verschiedene Lösungsmittel zu verwenden. Hierbei werden einzelne Schichten unter Verwendung unterschiedlicher Lösungsmittel aufgebracht, wobei das Lösungsmittel einer neu aufgebrachten Schicht andere, bereits aufgebrachte Schichten und insbesondere die vorher aufgebrachte Schicht nicht anlösen soll. Da jedoch viele organische Materialien für organische elektronische Bauelemente aufgrund ihrer chemischen Strukturen ähnliche Löslichkeitseigenschaften aufweisen, unterscheiden sich auch die verwendbaren Lösungsmittel für die meisten Materialien und damit für die meisten organischen funktionellen Schichten nicht stark voneinander. Daher werden für aufeinanderfolgende Schichten oft Lösungsmittel verwendet, die sich in ihren Lösungsmitteleigenschaften wie beispielsweise der Polarität nicht stark unterscheiden. Dadurch wird das Anlösen bereits aufgebrachter Schichten in den meisten Fällen nur teilweise vermieden. Weiterhin stellt die Anforderung, hinsichtlich ihrer Lösungsfähigkeit verschiedene Lösungsmittel zu verwenden, eine unerwünschte Einschränkung für die verwendbaren Materialien dar. Die eingeschränkte Wahl der Lösungsmittel kann auch für den Gesamtprozess von Nachteil sein und sich negativ auf die Performance des so hergestellten organischen elektronischen Bauelements auswirken, beispielsweise können die Morphologie, die Packungsdichte, die Effizienz und die Lebensdauer vom verwendeten Lösungsmittel abhängen. Wie beispielsweise die Druckschrift Duan et al., J. Mater. Chem., 20, S. 6392-6407 (2010) beschreibt, können die Stromdichte und der Helligkeitsabfall von organischen Licht emittierenden Dioden erheblich vom bei der Herstellung verwendeten Lösungsmittel abhängen.
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Weiterhin ist auch bekannt, nassprozessierte Schichten durch Rakeln bei erhöhter Temperatur aufzubringen. Die zugrunde liegende Idee ist dabei, dass das Lösungsmittel der neu aufgebrachten Schicht sehr schnell verdampft und dadurch ein Anlösen bereits prozessierter Schichten unterdrückt werden kann.
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Zumindest eine Aufgabe von bestimmten Ausführungsformen ist es, ein Verfahren zur Herstellung von organischen funktionellen Schichten anzugeben, die in Lösung aufeinander aufgebracht werden können. Zumindest eine weitere Aufgabe von bestimmten Ausführungsformen ist es, ein Verfahren zur Herstellung eines organischen elektronischen Bauelements anzugeben.
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Diese Aufgaben werden durch Verfahren gemäß den unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Verfahren sind in den abhängigen Ansprüchen gekennzeichnet und gehen weiterhin aus der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen hervor.
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Bei einem Verfahren zur Herstellung von organischen funktionellen Schichten wird eine erste organische funktionelle Schicht mit einem ersten organischen Material und unmittelbar auf dieser eine zweite organische funktionelle Schicht mit einem zweiten organischen Material hergestellt. „Unmittelbar“ bedeutet hierbei und im Folgenden, dass bei einer ersten und zweiten Schicht, die unmittelbar aufeinander aufgebracht sind, zwischen der ersten und zweiten Schicht keine weiteren Materialien und Schichten aufgebracht werden. Somit weisen die erste und zweite organische funktionelle Schicht eine gemeinsame Grenzfläche auf. Die erste und zweite organische funktionelle Schicht werden insbesondere nasschemisch aufgebracht. Das bedeutet mit anderen Worten, dass für die organischen funktionellen Schichten jeweils eine Lösung mit einem Lösungsmittel und einem organischen Material bereitgestellt wird und die organischen funktionellen Schichten durch Aufbringen der jeweiligen Lösung mit dem Lösungsmittel und dem darin gelösten organischen Material und durch anschließendes Entfernen des Lösungsmittels, beispielsweise durch Verdampfen, gebildet werden.
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Eine erste Lösung mit einem ersten Lösungsmittel, in dem ein erstes organisches Material gelöst ist, wird bereitgestellt. Die erste Lösung wird auf einem Substrat aufgebracht. Das Substrat kann durch eine beliebige Schicht gebildet werden, auf der die erste Lösung aufgebracht wird, wobei die Oberfläche, auf der die erste Lösung aufgebracht wird, nicht durch das Substrat selbst gebildet werden muss. Vielmehr können auf dem Substrat weitere Schichten angeordnet sein und auf der vom Substrat aus gesehen zuoberst liegenden Schicht kann die erste Lösung aufgebracht werden. Durch Entfernen des ersten Lösungsmittels kann eine erste organische funktionelle Schicht mit dem ersten organischen Material gebildet werden.
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Eine zweite Lösung mit einem zweiten Lösungsmittel, in dem ein zweites organisches Material gelöst ist, wird bereitgestellt. Die zweite Lösung wird unmittelbar auf der ersten organischen funktionellen Schicht aufgebracht, sodass die zweite Lösung und insbesondere das zweite Lösungsmittel mit der ersten organischen funktionellen Schicht und insbesondere mit dem ersten organischen Material in Kontakt kommen. Durch Entfernen des zweiten Lösungsmittels, beispielsweise durch Verdampfen des zweiten Lösungsmittels, wird eine zweite organische funktionelle Schicht mit dem zweiten organischen Material unmittelbar auf der ersten organischen funktionellen Schicht gebildet.
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Die zweite Lösung ist gesättigt. Mit gesättigt werden hier und im Folgenden Lösungen bezeichnet, die nicht mehr in der Lage sind, ein bestimmtes Material auf- beziehungsweise anzulösen. Eine hier als gesättigte Lösung bezeichnete Lösung kann auch übersättigt sein. Das bedeutet, dass das zweite Lösungsmittel ein gesättigtes Lösungsmittel ist, das aufgrund der Sättigung nicht in der Lage ist, zumindest ein bestimmtes Material aufzulösen. Insbesondere kann die zweite Lösung in Bezug auf das zweite organische funktionelle Material gesättigt sein. Das bedeutet, dass in dem zweiten Lösungsmittel bei den Bedingungen, bei denen die zweite Lösung bereitgestellt und aufgebracht wird, kein zweites organisches Material mehr aufgelöst werden kann. Besonders bevorzugt kann die zweite Lösung in Bezug auf das erste organische Material gesättigt sein, sodass das zweite Lösungsmittel kein erstes organisches Material lösen kann, auch wenn die zweite Lösung kein erstes organisches Material enthält. Dies kann insbesondere dann von Vorteil sein, wenn das zweite Lösungsmittel prinzipiell, also im Fall, dass die zweite Lösung nicht gesättigt wäre, geeignet ist, das erste organische Material zu lösen. Weisen das erste organische Material beziehungsweise die erste organische funktionelle Schicht mehrere Materialien auf, so ist das zweite Lösungsmittel in diesem Fall insbesondere prinzipiell geeignet, zumindest eines dieser Materialien zu lösen. Ist das zweite Lösungsmittel dazu geeignet, das erste organische Material zu lösen, kann dies insbesondere bedeuten, dass das zweite Lösungsmittel in einer ungesättigten Lösung die erste organische funktionelle Schicht anlösen könnte.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind das erste und zweite Lösungsmittel gleich. Damit kann bei dem hier beschriebenen Verfahren mit Vorteil für mehrere Lösungen zur Aufbringung aufeinanderfolgender organischer funktioneller Schichten das gleiche Lösungsmittel verwendet werden, was zu einer Vereinfachung des Herstellungsprozesses der organischen funktionellen Schichten führen kann. Alternativ hierzu können die Lösungsmittel für die erste und zweite Lösung auch verschieden voneinander sein. Da die zweite Lösung jedoch stets gesättigt ist, muss bei der Herstellung der zweiten organischen funktionellen Schicht unmittelbar auf der ersten organischen funktionellen Schicht keine Sorge dahingehend getragen werden, dass die erste organische funktionelle Schicht vom zweiten Lösungsmittel angelöst wird, unabhängig davon, welches Lösungsmittel als zweites Lösungsmittel tatsächlich verwendet wird. Daher kann mit Vorteil die erste organische funktionelle Schicht auch in Form eines nicht mittels eines „Cross-Linking“-Verfahrens unlösbar gemachten Polymerfilm vorliegen, sodass die Wahl des organischen Materials für die erste organische funktionelle Schicht diesbezüglich nicht eingeschränkt ist.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind das erste und/oder zweite Lösungsmittel ausgewählt aus Tetrahydrofuran (THF), Methanol, Chlorbenzen (CB) und Toluen. Mittels dieser Lösungsmittel lassen sich eine Vielzahl von organischen Materialien lösen. Die Löslichkeit eines Stoffes, also insbesondere eines organischen Materials in den hier beschriebenen Lösungen, und somit die Menge des Stoffes, die in einem Lösungsmittel gelöst werden kann, bis die Lösung gesättigt ist, hängt vom Lösungsmittel, der Temperatur, der Konzentration und weiterer, im Lösungsmittel gelöster Stoffe ab. Insbesondere die hier beschriebene zweite Lösung ist im Hinblick auf diese Parameter in Bezug auf das erste und/oder zweite organische Material entsprechend eingestellt, dass sie gesättigt ist.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird die zweite Lösung mit einer höheren Temperatur als eine Temperatur des Substrats und der ersten organischen funktionellen Schicht aufgebracht. Das bedeutet mit anderen Worten, dass das Substrat und insbesondere die erste organische funktionelle Schicht eine erste Temperatur aufweisen, während die zweite Lösung eine zweite Temperatur aufweist, die größer als die erste Temperatur ist. Die zweite Lösung ist bei der höheren zweiten Temperatur gesättigt. Durch eine Temperaturerhöhung kann die Löslichkeit organischer Stoffe in einem Lösungsmittel erhöht werden. Indem die zweite Lösung, die bei der höheren Temperatur gesättigt ist, auf das Substrat und insbesondere die erste organische funktionelle Schicht bei einer niedrigen Temperatur aufgebracht wird, entsteht eine übersättigte Lösung, was zur Ausfällung der gelösten Stoffe, also des zweiten organischen Materials, führt. Auf ähnliche Weise findet auch bei anderen Verfahren der nasschemischen Prozessierung ein solcher Prozess statt, beispielsweise führt eine Lösungsmittelverdampfung zur Erhöhung der Konzentration bis zur Sättigung und dann zum Ausfallen der gelösten Stoffe. Bei einer ungesättigten Lösung, die auf einer bereits hergestellten organischen funktionellen Schicht aufgebracht wird, kann die Lösung jedoch Substanzen der schon aufgebrachten organischen funktionellen Schicht auflösen, bis der Zustand der Sättigung und des Ausfallens der gelösten Stoffe erreicht wird, sodass die bereits aufgebrachte Schicht oder sogar mehrere bereits aufgebrachte Schichten angelöst werden. Im Gegensatz hierzu ist bei dem hier beschriebenen Verfahren die zweite Lösung schon vor dem Aufbringen und der weiteren Verarbeitung gesättigt.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die zweite Lösung im Hinblick auf ihre Löslichkeit thermodynamisch oder kinetisch limitiert sein. Ist sie thermodynamisch limitiert, so ist die Lösung aus thermodynamischen Gründen nicht mehr in der Lage, eine vorher aufgebrachte Schicht anzulösen. Ist die Löslichkeit kinetisch limitiert, ließe sich also prinzipiell weiteres Material lösen, indem beispielsweise für lange Zeit bei erhöhter Temperatur gerührt werden würde, so ist die Lösung zwar prinzipiell in der Lage, früher aufgebrachte Schichten anzulösen, allerdings findet das Anlösen innerhalb der verfügbaren Zeit nicht statt. Insbesondere kann die Zeit, die benötigt wird, um die zweite organische funktionelle Schicht herzustellen, kleiner oder gleich fünf Minuten, gerechnet vom Aufbringen der zweiten Lösung bis zum Entfernen des zweiten Lösungsmittels sein.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform weisen das erste organische Material ein erstes Matrixmaterial mit einem ersten organischen Funktionsmaterial und das zweite organische Material ein zweites Matrixmaterial mit einem zweiten organischen Funktionsmaterial auf. Das Matrixmaterial, das auch als so genanntes „Host“-Material bezeichnet werden kann, bildet im Wesentlichen die jeweilige organische funktionelle Schicht, während das jeweilige organische Funktionsmaterial in dem jeweiligen Matrixmaterial in Form eines Dotierstoffs eingebettet ist. Beispielsweise kann eine Schicht mit einem Matrixmaterial und einem organischen Funktionsmaterial eine optoelektronisch aktive Schicht sein, so etwa eine organische Licht emittierende oder Licht detektierende Schicht. Das organische Funktionsmaterial kann in diesem Fall durch optoelektronisch aktive organische Materialien gebildet werden, im Falle einer organischen Licht emittierenden Schicht durch entsprechende Emitter-Materialien.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform weisen das erste organische Material und das zweite organische Material ein gleiches organisches Matrixmaterial auf. Entsprechend kann es in diesem Fall auch vorteilhaft sein, wenn die erste und zweite Lösung dasselbe Lösungsmittel aufweisen. Das erste organische Material weist in dem organischen Matrixmaterial entsprechend ein erstes organisches Funktionsmaterial auf, während das zweite organische Material in dem organischen Matrixmaterial ein dazu verschiedenes zweites organisches Funktionsmaterial aufweist. Alternativ zu optoelektronisch aktiven Funktionsmaterialien können diese auch andere gewünschte elektronische Eigenschaften aufweisen. Insbesondere können das erste organische Material und das zweite organische Material im fertig gestellten organischen elektronischen Bauelement alternativ oder zusätzlich zu einer optoelektronischen Funktionalität auch Eigenschaften wie etwa einen Ladungsträgertransport, eine Ladungsträgerblockierung oder eine Ladungsträgerinjektion aufweisen.
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Gemäß zumindest einer weiteren Ausführungsform wird bei einem Verfahren zur Herstellung eines organischen elektronischen Bauelements ein organischer funktioneller Schichtenstapel auf einem Substrat aufgebracht. Der organische funktionelle Schichtenstapel kann insbesondere zwischen zwei Elektroden auf dem Substrat angeordnet sein. Der organische funktionelle Schichtenstapel weist mindestens zwei organische funktionelle Schichten auf, die mittels des vorab beschriebenen Verfahrens hergestellt werden. Beispielsweise kann das organische elektronische Bauelement ein organisches optoelektronisches Bauelement sein und zumindest eine organische optoelektronische Schicht aufweisen, die als zweite organische funktionelle Schicht mit dem vorab beschriebenen Verfahren hergestellt wird. Darüber hinaus können die erste und zweite organische funktionelle Schicht beide organische optoelektronische Schichten sein. Alternativ oder zusätzlich kann es auch möglich sein, dass weitere organische funktionelle Schichten, die keine optoelektronische Funktionalität aufweisen, mittels des vorab beschriebenen Verfahrens bei der Herstellung des organischen funktionellen Schichtenstapels hergestellt werden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform werden alle organischen funktionellen Schichten des organischen funktionellen Schichtenstapels mit dem Verfahren gemäß der vorherigen Beschreibung hergestellt. Das bedeutet, dass auf einer ersten organischen funktionellen Schicht, die unter Verwendung einer ersten Lösung in der vorab beschriebenen Weise aufgebracht wird, alle weiteren organischen funktionellen Schichten jeweils unter Verwendung einer gesättigten zweiten Lösung aufgebracht werden.
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Durch das hier beschriebene Verfahren ergibt sich keine Einschränkung bei der Anzahl aufeinanderfolgender nassprozessierter Schichten. Das organische elektronische Bauelement, das beispielsweise ein organisches optoelektronisches Bauelement wie eine organische Licht emittierende Diode (OLED) oder eine organische Licht detektierende Diode sein kann, kann somit vollständig aus der Flüssigphase abgeschieden werden, sodass kein teurer Vakuum-Verdampfungsschritt nötig ist. Weiterhin kann das hier beschriebene Verfahren den Vorteil bieten, dass keine Einschränkung bei der Wahl der verwendeten Lösungsmittel besteht und insbesondere die Möglichkeit zur Benutzung desselben Lösungsmittel für aufeinanderfolgende organische funktionelle Schichten gegeben ist. Dadurch kann sich der Herstellungsprozess der organischen funktionellen Schichten und insbesondere eines organischen elektronischen Bauelements vereinfachen und eine Kostenersparnis mit sich bringen. Dadurch, dass gesättigte Lösungen verwendet werden, kann mit Vorteil ein Anlösen darunter liegender Schichten vermieden werden, sodass sich nasschemisch scharfe Grenzflächen zwischen den organischen funktionellen Schichten und damit keine Schichtendurchmischung erzeugen lassen. Durch definierte Grenzflächen kann eine höhere Effizienz des organischen elektronischen Bauelements, insbesondere im Fall einer OLED, erreicht werden, da keine ungewollten energetischen Übergänge durch eine Durchmischung geschaffen werden. Weiterhin ist es bei dem hier beschriebenen Verfahren möglich, aneinander angrenzende Schichten mit Materialien aufzubringen, die ähnliche Flüssigkeitsverhalten aufweisen. Darüber hinaus kann es durch die Verwendung gesättigter Lösungen möglich sein, dass weniger Lösungsmittel benötigt wird und das Ausfallen der gelösten Stoffe beschleunigt wird. Dies kann zu einer Zeitersparnis führen und dabei helfen, Kristallisationen zu vermeiden bzw. zumindest zu verringern. Dies kann von besonderem Interesse sein, da die Kristallisation insbesondere von Dotierstoffen als einer der limitierenden Faktoren für die Lebensdauer nassprozessierter OLEDs gilt.
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Weitere Vorteile, vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen ergeben sich aus den im Folgenden in Verbindung mit den Figuren beschriebenen Ausführungsbeispielen.
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Es zeigen:
- 1A bis 1D schematische Darstellungen von Verfahrensschritten eines Verfahrens zur Herstellung von organischen funktionellen Schichten gemäß einem Ausführungsbeispiel,
- 2 eine Schichtenfolge von organischen funktionellen Schichten, die mit einem Verfahren gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel hergestellt werden und
- 3 eine schematische Darstellung eines organischen elektronischen Bauelements, das mit einem Verfahren gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel hergestellt wird.
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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.
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In den 1A bis 1D ist ein Ausführungsbeispiel für ein Verfahren zur Herstellung von organischen funktionellen Schichten 2, 3 beschrieben. Die organischen funktionellen Schichten 2, 3 können Teil eines organischen elektronischen Bauelements wie beispielsweise einer organischen Licht emittierenden Diode, einem organischen Lichtdetektor wie etwa einer organischen Fotodiode oder einer organischen Solarzelle, oder auch Teil eines anderen organischen elektronischen Bauelements wie beispielsweise einem organischen Transistor sein.
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In einem ersten Verfahrensschritt, der in 1A gezeigt ist, wird eine erste Lösung 20 bereitgestellt, die ein erstes Lösungsmittel 21 aufweist, in dem ein erstes organisches Material 22 gelöst ist. Die erste Lösung 20 wird, wie in 1A durch den Pfeil angedeutet ist, auf ein Substrat 1 aufgebracht. Das Substrat 1 kann dabei beispielsweise ein Glas-, Kunststoff-, Metall- oder Halbleitersubstrat oder auch eine Kombination daraus sein. Weiterhin kann das Substrat 1 ein vorgenanntes Substratmaterial aufweisen oder daraus sein und bereits aufgebrachte organische funktionelle Schichten und/oder andere Schichten aufweisen. Mit anderen Worten kann die erste Lösung 20 unmittelbar oder mittelbar auf dem Substrat 1 aufgebracht werden. Nach dem Aufbringen der ersten Lösung 20 auf dem Substrat 1 wird das erste Lösungsmittel 21 beispielsweise durch Verdampfen entfernt, wodurch die erste organische funktionelle Schicht 2 aus dem auf dem Substrat 1 verbleibenden ersten organischen Material 22 gebildet wird, wie in 1B gezeigt ist.
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In einem weiteren Verfahrensschritt wird, wie in 1C gezeigt ist, eine zweite Lösung 30 bereitgestellt, die ein zweites Lösungsmittel 31 aufweist, in dem ein zweites organisches Material 32 gelöst ist. Die zweite Lösung 30 liegt gesättigt vor, insbesondere in Bezug auf das zweite organische Material 32 und besonders bevorzugt insbesondere in Bezug auf das erste organische Material 22. Das bedeutet mit anderen Worten, dass die zweite Lösung 30 nicht mehr in der Lage ist, weiteres erstes und/oder zweites organisches Material aufzulösen und insbesondere nicht mehr in der Lage ist, die bereits aufgebrachte erste organische funktionelle Schicht 2 anzulösen. Die zweite Lösung 30 wird, wie durch den Pfeil in 1C angedeutet ist, unmittelbar auf die erste organische funktionelle Schicht 2 mit dem ersten organischen Material 22 aufgebracht.
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In einem weiteren Verfahrensschritt wird, wie in 1D gezeigt ist, die zweite organische funktionelle Schicht 3 mit dem zweiten organischen Material 32 unmittelbar auf der ersten organischen funktionellen Schicht 2 durch Entfernen des zweiten Lösungsmittels 31 ausgebildet. Dadurch, dass die zweite Lösung 30 gesättigt bereitgestellt und aufgebracht wird, kann sich eine scharfe Grenzfläche zwischen den organischen funktionellen Schichten 2, 3 ausbilden und es kommt im Grenzflächenbereich zu keiner unerwünschten Durchmischung der organischen Materialien 22, 32. Dadurch ist es möglich, dass das erste Lösungsmittel 21 und das zweite Lösungsmittel 31 gleich sein können. Alternativ hierzu können die Lösungsmittel 21, 31 auch verschieden voneinander sein, wobei das zweite Lösungsmittel 31 in diesem Fall durchaus prinzipiell geeignet sein kann, das erste organische Material 22 zu lösen. Weist das erste organische Material 22 mehrere Materialien auf, so kann das zweite Lösungsmittel 31 insbesondere prinzipiell geeignet sein, zumindest eines dieser Materialien zu lösen. Das erste und/oder zweite Lösungsmittel 21 können beispielsweise ausgewählt sein aus Tetrahydrofuran (THF), Methanol, Chlorbenzen (CB) und Toluen.
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Das erste und das zweite organische Material 22, 32 können entsprechend der gewünschten Funktionalität der organischen funktionellen Schichten 2, 3 ausgewählt sein und beispielsweise ein optoelektronisch aktives Material, also ein Licht emittierendes oder Licht detektierendes Material, ein Material zum Ladungsträgertransport, zur Ladungsträgerblockierung, zur Ladungsträgerinjektion oder auch eine Kombination der genannten Funktionalitäten aufweisen.
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Beim Aufbringen der zweiten Lösung 30 können die zweite Lösung 30 und die erste organische funktionelle Schicht 2 und damit im Regelfall auch das Substrat 1 die gleiche Temperatur aufweisen. Alternativ hierzu ist es auch möglich, dass die zweite Lösung 30 bei der Bereitstellung eine höhere Temperatur als eine Temperatur des Substrats 1 und insbesondere der ersten organischen funktionellen Schicht 2 aufweist. Die zweite Lösung 30 ist insbesondere bei der höheren Temperatur gesättigt, sodass beim Aufbringen der zweiten Lösung 30 auf die kühlere erste organische funktionelle Schicht 2 eine übersättigte Lösung entsteht, was zur schnellen Ausfällung des gelösten zweiten organischen Materials 32 führt.
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In 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel für eine mittels des vorgenannten Verfahrens hergestellte Schichtenfolge mit organischen funktionellen Schichten 2, 3 gezeigt, wobei die erste organische funktionelle Schicht 2 ein erstes Matrixmaterial 221 und ein erstes organisches Funktionsmaterial 222 als erstes organisches Material 22 aufweist, während die zweite organische funktionelle Schicht 3 ein zweites organisches Matrixmaterial 321 und ein zweites organisches Funktionsmaterial 322 als zweites organisches Material 32 aufweist. Die Matrixmaterialien 221, 321 können hierbei verschieden voneinander oder auch gleich sein. Die Funktionsmaterialien 222, 322 bilden Dotierstoffe im jeweiligen Matrixmaterial 221, 321 und können insbesondere für die Funktionalität der organischen funktionellen Schichten 2, 3 verantwortlich sein. Beispielsweise können die organischen funktionellen Schichten 2, 3 organische optoelektronische aktive Schichten sein, so etwa organische Licht emittierende Schichten, die die organischen Funktionsmaterialien 222, 322 jeweils als Emitter-Materialien aufweisen. Hierbei ist es prozesstechnisch vorteilhaft, wenn die Matrixmaterialien 221, 321 gleich sind und somit auch die beim Aufbringen verwendeten Lösungsmittel für die erste organische funktionelle Schicht 2 und die zweite organische funktionelle Schicht 3. Wenn die Lösung zur Herstellung der zweiten organischen funktionellen Schicht 3 auf die erste organische funktionelle Schicht 2 aufgebracht wird, ist diese bezüglich des Matrixmaterials 221 der ersten organischen funktionellen Schicht 2 gesättigt und kann daher die organische funktionelle Schicht 2 nicht mehr anlösen.
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Da sich die typischerweise in organischen elektronischen Bauelementen verwendeten organischen Materialien in ihren Löslichkeitseigenschaften nicht drastisch unterscheiden, kann das hier beschriebene Verfahren mit Vorteil auch im Falle unterschiedlicher Matrixmaterialien unter Verwendung desselben Lösungsmittels genutzt werden. Ein Lösungsmittel, das mit dem zweiten Matrixmaterial 321 und dem darin enthaltenen zweiten organischen Funktionsmaterial 322 gesättigt ist, kann tendenziell auch kein anderes Matrixmaterial, also insbesondere nicht das erste Matrixmaterial 221, lösen oder ist zumindest in der Löslichkeit des anderen Matrixmaterials sehr stark reduziert. Der Einfluss der Temperatur und anderer gelöster Stoffe kann weiterhin ausgenutzt werden, um die Löslichkeit in Bezug auf die bereits aufgebrachte erste organische funktionelle Schicht 2 weiter zu reduzieren.
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In 3 ist ein Ausführungsbeispiel für ein organisches elektronisches Bauelement 100 gezeigt, bei dem zumindest zwei organische funktionelle Schichten 2, 3 mittels des vorab beschriebenen Verfahrens hergestellt werden. Bei der Herstellung des organischen elektronischen Bauelements 100, das im gezeigten Ausführungsbeispiel rein beispielhaft als organische Licht emittierende Diode (OLED) ausgebildet ist, wird auf einem Substrat 1 ein organischer funktioneller Schichtenstapel 10 aufgebracht. Der organische funktionelle Schichtenstapel 10 wird insbesondere zwischen zwei Elektroden 4, 5 angeordnet, die im Betrieb des organischen elektronischen Bauelements dazu vorgesehen sind, Ladungsträger in den organischen funktionellen Schichtenstapel 10 zu injizieren. Rein beispielhaft weist der organische funktionelle Schichtenstapel 10 organische funktionelle Schichten 11 bis 17 auf, wobei im gezeigten Ausführungsbeispiel die organische funktionelle Schicht 11 eine Lochinjektionsschicht, die organische funktionelle Schicht 12 eine Lochtransportschicht, die organischen funktionellen Schichten 13 bis 15 organische Licht emittierende Schichten, die organische funktionelle Schicht 16 eine Elektronentransportschicht und die organische funktionelle Schicht 17 eine Elektroneninjektionsschicht sind. Die als organische Licht emittierende Schichten ausgebildeten organischen funktionellen Schichten 13 bis 15 weisen rein beispielhaft, wie im vorherigen Ausführungsbeispiel beschrieben ist, jeweils ein Matrixmaterial mit einem darin enthaltenen organischen Funktionsmaterial auf, das das Emittermaterial für die jeweilige organische Licht emittierende Schicht bildet. Beispielsweise können die Schichten 13 bis 15 eine blau, eine rot und eine grün emittierende Schicht sein, so dass das organische elektronische Bauelement 100 im gezeigten Ausführungsbeispiel eine weiße OLED ist.
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Im Hinblick auf weitere Merkmale des organischen elektronischen Bauelements, insbesondere im Hinblick auf den Aufbau, die Schichtzusammensetzung und die Materialien des organischen funktionellen Schichtenstapels der Elektroden und des Substrats wird auf die Druckschrift
WO 2010/066245 A1 verwiesen, die diesbezüglich hiermit ausdrücklich durch Rückbezug aufgenommen wird.
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Zumindest zwei organische funktionelle Schichten des organischen funktionellen Schichtenstapels 10 werden mit dem vorab beschriebenen Verfahren jeweils nasschemisch, also unter Zuhilfenahme einer ersten Lösung und einer zweiten Lösung unmittelbar aufeinander aufgebracht. Im organischen elektronischen Bauelement 100 der 3 sind rein beispielhaft die organischen funktionellen Schichten 13 und 14 als erste und zweite organische funktionelle Schicht 2, 3 im Sinne des vorab beschriebenen Verfahrens bezeichnet. Alternativ hierzu können auch andere der organischen funktionellen Schichten 11 bis 17 mittels des vorab beschriebenen Verfahrens aufgebracht werden. Insbesondere können auch alle organischen funktionellen Schichten 11 bis 17 des organischen funktionellen Schichtenstapels 10 mittels des vorab beschriebenen Verfahrens aufgebracht werden, sodass insbesondere bei der Herstellung der Schichten 12 bis 17 gesättigte Lösungen verwendet werden, sodass die bereits aufgebrachten organischen funktionellen Schichten nicht mehr angelöst werden. Hierbei können die organischen funktionellen Schichten 13 bis 15 jeweils dasselbe Matrixmaterial aufweisen, in dem die jeweiligen organischen Funktionsmaterialien als Emitter-Materialien enthalten sind.
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Die in Verbindung mit den Figuren beschriebenen Ausführungsbeispiele können alternativ oder zusätzlich auch weitere oben im allgemeinen Teil beschriebene Merkmale aufweisen.
