DE102015119994A1

DE102015119994A1 - Verfahren zur Herstellung einer Schicht, Verwendung der Schicht, Verfahren zur Herstellung eines organischen Licht emittierenden Bauelements und organisches Licht emittierendes Bauelement

Info

Publication number: DE102015119994A1
Application number: DE102015119994.7A
Authority: DE
Inventors: Andreas Rausch; Nina Riegel
Original assignee: Osram Oled GmbH
Current assignee: Pictiva Displays International Ltd
Priority date: 2015-11-18
Filing date: 2015-11-18
Publication date: 2017-05-18
Also published as: WO2017085204A1

Abstract

Es wird ein Verfahren zur Herstellung einer Schicht angeben. Das Verfahren umfasst die Verfahrensschritte B31) Verdampfen einer Verbindung der Formel IA, IB, IC oder ID B33) Abscheiden eines Reaktionsprodukts der Verbindung der Formel IA, IB, IC oder ID oder B31‘) Verdampfen einer Verbindung der Formel II und einer Verbindung der Formel III B33‘) Abscheiden eines Reaktionsprodukts der Verbindungen der Formel II und III.

Description

Es wird ein Verfahren zur Herstellung einer Schicht, eine Verwendung einer durch das Verfahren hergestellten Schicht, ein Verfahren zur Herstellung eines organischen Licht emittierendes Bauelements und ein organisches Licht emittierenden Bauelements angegeben.
Organische Licht emittierende Bauelemente, wie beispielsweise organische Licht emittierende Dioden (OLED) weisen üblicherweise zumindest eine elektrolumineszierende organische Schicht zwischen zwei Elektroden auf, die als Anode und Kathode ausgebildet sind und mittels derer in die elektrolumineszierende organische Schicht Ladungsträger, also Elektronen und Löcher, injiziert werden können. Hocheffiziente und langlebige OLEDs lassen sich mittels Leitfähigkeitsdotierungen durch die Verwendung eines p-i-n-Übergangs analog zu herkömmlichen anorganischen Licht emittierenden Dioden herstellen, wie beispielsweise in der Druckschrift R. Meerheim et al., Appl. Phys. Lett. 89, 061111 (2006) beschrieben. Hierbei werden die Ladungsträger, also die Löcher und Elektronen, aus den p- und n-dotierten Schichten gezielt in die intrinsisch ausgebildete elektrolumineszierende Schicht injiziert, wo sie Exzitonen bilden, die bei strahlender Rekombination zur Emission eines Photons führen. Je höher der injizierte Strom, desto höher ist die emittierte Leuchtdichte. Aber auch der Stress nimmt mit Strom und Leuchtdichte zu, wodurch sich die OLED-Lebensdauer verkürzt.
Um die Leuchtdichte zu erhöhen und die Lebensdauer zu verlängern, können mehrere OLEDs monolithisch übereinander gestapelt werden, wobei sie elektrisch durch Ladungsträgererzeugungs-Schichtenstapel, so genannte Charge Generation Layers (CGL) verbunden werden. Eine CGL besteht beispielsweise aus einem hoch dotierten p-n-Übergang, der als Tunnelübergang zwischen den gestapelten Emissionsschichten dient. Derartige CGL sind beispielsweise in M. Kröger et al., Phys. Rev. B 75, 235321 (2007) und T.-W. Lee et al., APL 92, 043301 (2008) beschrieben.
Voraussetzung für den Einsatz einer CGL in beispielsweise einer weißen OLED sind ein einfacher Aufbau, das heißt wenige Schichten, die leicht prozessierbar sind, ein geringer Spannungsabfall über der CGL, eine möglichst geringe Änderung des Spannungsabfalls über der CGL während des Betriebs der OLED bei den angestrebten Betriebsbedingungen, sowie eine möglichst hohe Transmission im von der OLED emittierten Spektralbereich, damit Absorptionsverluste des emittierten Lichts vermieden werden.
Bekannte CGLs setzen für die p-Dotierung anorganische Materialien, beispielsweise V₂O₅, MoO₃, WO₃, oder organische Materialien, beispielsweise F4-TCNQ, Cu(I)pFBz oder Bi(III)pFBz ein. Für die n-Dotierung finden organische Verbindungen wie 1,4,5,8,9,11-Hexaazatriphenylen, Hexacarbonitril (HAT-CN) oder Metalle mit niedriger Austrittsarbeit wie beispielsweise Cs, Li und Mg beziehungsweise Verbindungen daraus (zum Beispiel Cs₂CO₃, Cs₃PO₄) Verwendung.
Weiterhin sind CGLs mit einer Zwischenschicht aus Phthalocyaninen, anellierten Phthalocyaninen mit zwei oder drei verbundenen Phthalocyaninen ( WO 2015/000835 A1 ) und Naphthalocyaninen ( WO 2015/055642 A1 ) bekannt. Zwischenschichten aus Phthalocyaninen zeigen allerdings eine unerwünschte Absorption im gelb-roten Spektralbereich des elektromagnetischen Spektrums und anellierte Phthalocyanine und Naphthalocyanine sind aufgrund der großen Molekulargewichte nur bei sehr hohen Temperaturen verdampfbar, was ihren Einsatz in vielen Anlagen verhindert.
Zumindest eine Aufgabe von bestimmten Ausführungsformen ist es, ein Verfahren zur Herstellung einer Schicht, eine Verwendung einer durch das Verfahren hergestellten Schicht, ein Verfahren zur Herstellung eines organisches Licht emittierendes Bauelements und ein organisches Licht emittierenden Bauelements angegeben.
Diese Aufgaben werden durch Gegenstände gemäß den unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Gegenstände sind in den abhängigen Ansprüchen gekennzeichnet und gehen weiterhin aus der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen hervor.
Es wird ein Verfahren zur Herstellung einer Schicht angegeben. Das Verfahren umfasst folgende Verfahrensschritte:
B31) Verdampfen einer Verbindung der Formel IA, IB, IC oder ID
wobei gilt:
X ist aus einer Gruppe ausgewählt, die F, Cl, Br, OTs, OMs, OH, CN, NO₂, NH₂ und COOH umfasst.
Dabei steht OTS für Tosylat der Formel IV und OMs für Mesylat der Formel V.
Y ist aus einer Gruppe ausgewählt, die H und Alkylreste umfasst. Die Alkylreste können aus einer Gruppe ausgewählt sein, die Methyl-, Ethyl-, Propyl-, Isopropyl-, tert-Butyl- und n-Butylreste umfasst. M = Cu, Ag, Zn, Co, Ni, Fe, Mn, Mg, Ca, Sr, Ba, Al, AlCl, SnO, HfO, ZrO, VO oder TiO. Bevorzugt ist M = Cu, Zn, Co, Ni, Mn, Mg, SnO, VO oder TiO. Beispielsweise ist M = VO; B33) Abscheiden eines Reaktionsprodukts der Verbindung der Formel IA, IB, IC oder ID.
In einer Ausführungsform ist X bevorzugt aus einer Gruppe ausgewählt, die Cl, Br, OTs, OMs, OH, NO₂ und NH₂ umfasst. Y ist in dieser Ausführungsform bevorzugt aus einer Gruppe ausgewählt, die H, Methyl-, Ethyl-, Propyl- und Isopropylreste umfasst.
In einer Ausführungsform ist X besonders bevorzugt aus einer Gruppe ausgewählt, die Cl, Br, OTs, OMs, NO₂ und NH₂ umfasst. Y ist in dieser Ausführungsform besonders bevorzugt aus einer Gruppe ausgewählt, die H, Methyl- und Ethylreste umfasst.
In einer Ausführungsform weist die Verbindung der Formel IA, IB, IC oder ID beispielsweise eine der folgenden Formeln auf:
In einer Ausführungsform weist die Verbindung der Formel IA, IB, IC oder ID beispielsweise eine der folgenden Formeln auf:

M ist dabei wie oben beschrieben ausgewählt.
In einer Ausführungsform ist Y aus einer Gruppe ausgewählt, die F, Cl, Br, OTs, OMs, OH, CN, NO₂, NH₂ und COOH umfasst. X ist in dieser Ausführungsform aus einer Gruppe ausgewählt, die H und Alkylreste umfasst. Die Alkylreste können aus einer Gruppe ausgewählt sein, die Methyl-, Ethyl-, Propyl-, Isopropyl-, tert-Butyl- und n-Butylreste umfasst.
In einer Ausführungsform ist Y bevorzugt aus einer Gruppe ausgewählt, die Cl, Br, OTs, OMs, OH, NO₂ und NH₂ umfasst. X ist in dieser Ausführungsform bevorzugt aus einer Gruppe ausgewählt, die H, Methyl-, Ethyl-, Propyl- und Isopropylreste umfasst.
In einer Ausführungsform ist Y besonders bevorzugt aus einer Gruppe ausgewählt, die Cl, Br, OTs, OMs, NO₂ und NH₂ umfasst. X ist in dieser Ausführungsform besonders bevorzugt aus einer Gruppe ausgewählt, die H, Methyl- und Ethylreste umfasst.
In einer Ausführungsform umfasst das Verfahren einen Verfahrensschritt B32:
B32) Intramolekulare Reaktion der Verbindung der Formel IA, IB, IC oder ID unter Abspaltung von XY.
In einer Ausführungsform handelt es sich bei XY um eine gasförmige Verbindung. Diese wird dann vorteilhafterweise nicht abgeschieden.
Gemäß einer Ausführungsform ist XY aus einer Gruppe ausgewählt die HF, HCl, HBr, HOTs, HOMs, H₂O, HCN, HNO₂, NH₃, HCOOH, Alkyl-F, Alkyl-Cl, Alkyl-Br, Alkyl-OTs, Alkyl-OMs, Alkyl-CN, Alkyl-NO₂, Alkyl-NH₂, Alkyl-OH und Alkyl-COOHumfasst. Bei dem Alkylrest kann es sich um einen Methyl-, Ethyl-, Propyl-, Isopropyl-, tert-Butyl- oder n-Butylrest handeln.
In einer Ausführungsform handelt es sich bei der intramolekularen Reaktion um eine Kondensationsreaktion unter Abspaltung von XY.
In einer Ausführungsform findet in einem ersten Schritt der intramolekularen Reaktion beispielsweise folgende Reaktion statt:
Bei der Reaktion findet eine Anellierung der Edukte unter Abspaltung von XY, beispielsweise HCl ab. Bevorzugt findet eine Anellierung von mehreren Molekülen der Verbindungen der Formeln IA, IB, IC oder ID statt, so dass Oligomere oder Polymere entstehen. Als Oligomere werden Reaktionsprodukte bezeichnet, die aus bis zu acht anellierten Verbindungen der Formeln IA, IB, IC oder ID bestehen. Als Polymere werden Reaktionsprodukte bezeichnet die aus über acht anellierten Verbindungen der Formeln IA, IB, IC oder ID bestehen.
Beispielsweise findet in einem ersten Schritt folgende Reaktion statt:
In einer Ausführungsform des Verfahrens handelt es sich bei dem Reaktionsprodukt beziehungsweise dem Kondensationsprodukt der Verbindungen der Formel IA, IB, IC oder ID um oligomere und/oder polymere Phthalocyaninderivate.
In einer Ausführungsform besteht das oligomere und/oder polymere Phthalocyaninderivat aus über Benzolringen anellierten Porphyrinen.
In einer Ausführungsform weist ein Oligomer des Phthalocyaninderivats beispielsweise folgende Struktur auf:
Bei der gezeigten Struktur handelt es sich um das Kondensationsprodukt aus fünf Verbindungen der Formel IC. Dabei sind Porphyrine über Benzoleinheiten miteinander verknüpft. Alternativ oder zusätzlich entstehen Reaktionsprodukte beziehungsweise Kondensationsprodukte aus einer beliebigen Anzahl an Verbindungen der Formel IA, IB, IC oder ID.
In einer Ausführungsform handelt es sich bei dem Reaktionsprodukt der Verbindung der Formel IA, IB, IC oder ID um ein Gemisch oligomerer und/oder polymerer Phthalocyaninderivate.
Weiterhin wird ein Verfahren zur Herstellung einer Schicht angegeben. Das Verfahren umfasst die Verfahrensschritte:
B31‘) Verdampfen einer Verbindung der Formel II und einer Verbindung der Formel III
wobei
R aus einer Gruppe ausgewählt ist, die CN, C(O)H und COOH umfasst;
B33‘) Abscheiden eines Reaktionsprodukts der Verbindungen der Formel II und III.
Beispielsweise findet bei der Reaktion zwischen den Verbindungen der Formeln II und III folgende Reaktion statt:
R ist wie oben beschrieben ausgewählt und ist bevorzugt CN.
Bei dem entstehenden Produkt handelt es sich um oligomere und/oder polymere Phthalocyaninderivate aus über Benzolringen anellierten Porphyrinen. Als Oligomere werden Reaktionsprodukte bezeichnet die aus bis zu acht Porphyrinen aufgebaut sind. Als Polymere werden Reaktionsprodukte bezeichnet die aus über acht Porphyrinen aufgebaut sind.
Beispielsweise handelt es sich bei dem Reaktionsprodukt der Verbindungen der Formel II und III um ein Phthalocyaninderivat folgender Struktur.
Dabei sind die Porphyrine über Benzoleinheiten miteinander verknüpft. Alternativ oder zusätzlich entstehen Reaktionsprodukte aus einer beliebigen Anzahl an verknüpften Porphyrinen.
Gemäß einer Ausführungsform wird in Verfahrensschritt B31‘) zusätzlich zumindest eine metallhaltige Verbindung oder ein Metall verdampft.
In einer Ausführungsform ist das Metall aus aus einer Gruppe ausgewählt, die Kupfer, Silber, Zink, Kobalt, Nickel, Eisen, Mangan, Magnesium, Kalzium, Strontium, Barium, Aluminium, Zinn, Hafnium, Zirkonium, Vanadium und Titan umfasst. Bevorzugt ist das Metall Kupfer, Zink, Kobalt, Nickel, Mangan, Magnesium, Zinn, Vanadium oder Titan.
In einer Ausführungsform enthält die metallhaltige Verbindung zumindest ein Metall aus Kupfer, Silber, Zink, Kobalt, Nickel, Eisen, Mangan, Magnesium, Kalzium, Strontium, Barium, Aluminium, Zinn, Hafnium, Zirkonium, Vanadium und Titan. Bevorzugt ist das Metall Kupfer, Zink, Kobalt, Nickel, Mangan, Magnesium, Zinn, Vanadium oder Titan.
In einer Ausführungsform handelt es sich bei der metallhaltigen Verbindung um ein Metalloxid oder ein Metallsalz.
In einer Ausführungsform handelt es sich bei der metallhaltigen Verbindung um ein Acetat. Beispielsweise ist die metallhaltige Verbindung Zinkacetat.
In einer Ausführungsform ist M = VO, TiO, ZrO oder SnO. Die metallhaltige Verbindung kann in dieser Ausführungsform beispielsweise V₂O₅, VOCl₃, TiO, Ti(OⁱPr)₄, SnO₂ oder ZrO₂ sein. ⁱPr ist dabei ein iso-Propylrest.
Beispielsweise findet bei der Reaktion zwischen der Verbindungen der Formeln II und III und dem Metallacetat folgende Reaktion statt
wobei M = Cu, Ag, Zn, Co, Ni, Fe, Mn, Mg, Ca, Sr, Ba, Al, AlCl, SnO, HfO, ZrO, VO oder TiO. Bevorzugt ist M = Cu, Zn, Co, Ni, Mn, Mg, SnO, VO oder TiO. R ist wie oben beschrieben ausgewählt und ist bevorzugt CN. Dabei sind die Porphyrine über Benzoleinheiten miteinander verknüpft. Alternativ oder zusätzlich entstehen Reaktionsprodukte aus einer beliebigen Anzahl an verknüpften Porphyrinen.
In einer Ausführungsform handelt es sich bei dem Reaktionsprodukt der Verbindungen II und III um ein Gemisch oligomerer und/oder polymerer Phthalocyaninderivate.
In einer Ausführungsform erfolgt das Verdampfen in Verfahrensschritt B31) oder B31`) im Vakuum.
In einer Ausführungsform erfolgt das Verdampfen in Verfahrensschritt B31) oder B31`) bei Temperaturen aus dem Bereich 200°C bis 600°C.
In einer Ausführungsform wird das Reaktionsprodukt der Verbindung der Formel IA, IB, IC oder ID oder das Reaktionsprodukt der Verbindungen der Formel II und III auf einer ersten Substratschicht abgeschieden.
In einer Ausführungsform ist die erste Substratschicht eine elektronen- oder lochtransportierende Schicht.
In einer Ausführungsform ist die erste Substratschicht eine elektronen- oder lochtransportierende Schicht in einem organischen Licht emittierenden Bauelement.
In einer Ausführungsform ist die erste Substratschicht eine elektronen- oder lochtransportierende Schicht in einem Ladungsträgererzeugungsschichtenstapel eines organischen Licht emittierenden Bauelements.
Es wird die Verwendung einer Schicht, die nach einem Verfahren gemäß der genannten Ausführungsformen hergestellt wird, angegeben. Alle unter dem Verfahren zur Herstellung der Schicht angegebenen Merkmale können auch Merkmale der Verwendung der Schicht sein und umgekehrt.
In einer Ausführungsform wird die Schicht in einem organischen lichtemittierenden Bauelement verwendet.
In einer Ausführungsform der Verwendung ist die Schicht zwischen einem ersten organischen funktionellen Schichtenstapel und einem zweiten organischen funktionellen Schichtenstapel in einem organischen lichtemittierenden Bauelement angeordnet.
In einer Ausführungsform ist die Schicht eine Zwischenschicht innerhalb eines Ladungsträgererzeugungsschichtenstapels. Der Ladungsträgererzeugungsschichtenstapel kann auch als CGL (charge generation layer) bezeichnet werden.
Es wird ein organisches Licht emittierendes Bauelement umfassend eine Schicht, die nach einem Verfahren gemäß der genannten Ausführungsformen hergestellt wird, angegeben. Alle unter dem Verfahren zur Herstellung der Schicht und der Verwendung der Schicht angegebenen Merkmale können auch Merkmale des Licht emittierenden Bauelements sein und umgekehrt.
In einer Ausführungsform umfasst das organische Licht emittierende Bauelement ein Substrat, eine erste Elektrode auf dem Substrat, einen ersten organischen funktionellen Schichtenstapel auf der ersten Elektrode, einen Ladungsträgererzeugungs-Schichtenstapel auf dem ersten organischen funktionellen Schichtenstapel, einen zweiten organischen funktionellen Schichtenstapel auf dem Ladungsträgererzeugungs-Schichtenstapel, und eine zweite Elektrode auf dem zweiten organischen funktionellen Schichtenstapel. Der Ladungsträgererzeugungs-Schichtenstapel weist zumindest eine lochtransportierende Schicht, eine elektronentransportierende Schicht und eine Zwischenschicht auf. Die mindestens eine Zwischenschicht ist nach einem Verfahren gemäß der oben genannten Ausführungsformen hergestellt.
Mit „auf“ bezüglich der Anordnung der Schichten und Schichtstapel ist hier und im Folgenden eine prinzipielle Reihenfolge gemeint und ist so zu verstehen, dass eine erste Schicht entweder so auf einer zweiten Schicht angeordnet ist, dass die Schichten eine gemeinsame Grenzfläche haben also in direktem mechanischen und/oder elektrischen Kontakt miteinander stehen, oder dass zwischen der ersten Schicht und der zweiten Schicht noch weitere Schichten angeordnet sind.
Die organischen funktionellen Schichtenstapel können jeweils Schichten mit organischen Polymeren, organischen Oligomeren, organischen Monomeren, organischen kleinen, nicht-polymeren Molekülen („small molecules“) oder Kombinationen daraus aufweisen. Weiterhin können sie zumindest eine organische Licht emittierende Schicht aufweisen. Als Materialien für die organische Licht emittierende Schicht eignen sich Materialien, die eine Strahlungsemission aufgrund von Fluoreszenz oder Phosphoreszenz aufweisen, beispielsweise Ir- oder Pt-Komplexe, Polyfluoren, Polythiophen oder Polyphenylen oder Derivate, Verbindungen, Mischungen oder Copolymere davon. Die organischen funktionellen Schichtenstapel können weiterhin jeweils eine funktionelle Schicht aufweisen, die als Lochtransportschicht ausgeführt ist, um eine effektive Löcherinjektion in die zumindest eine Licht emittierende Schicht zu ermöglichen. Als Materialien für eine Lochtransportschicht können sich beispielsweise tertiäre Amine, Carbazolderivate, mit Camphersulfonsäure dotiertes Polyanilin oder mit Polystyrolsulfonsäure dotiertes Polyethylendioxythiophen als vorteilhaft erweisen. Die organischen funktionellen Schichtenstapel können weiterhin jeweils eine funktionelle Schicht aufweisen, die als Elektronentransportschicht ausgebildet ist. Darüber hinaus können die organischen funktionellen Schichtenstapel auch Elektronen- und/oder Löcherblockierschichten aufweisen.
Im Hinblick auf den prinzipiellen Aufbau eines organischen Licht emittierenden Bauelements, dabei beispielsweise im Hinblick auf den Aufbau, die Schichtzusammensetzung und die Materialien des organischen funktionellen Schichtenstapels, wird auf die Druckschrift WO 2010/066245 A1 verwiesen, die insbesondere in Bezug auf den Aufbau eines organischen Licht emittierenden Bauelements hiermit ausdrücklich durch Rückbezug aufgenommen wird.
Das Substrat kann beispielsweise eines oder mehrere Materialien in Form einer Schicht, einer Platte, einer Folie oder einem Laminat aufweisen, die ausgewählt sind aus Glas, Quarz, Kunststoff, Metall und Siliziumwafer. Besonders bevorzugt weist das Substrat Glas, beispielsweise in Form einer Glasschicht, Glasfolie oder Glasplatte, auf oder es besteht daraus.
Die zwei Elektroden, zwischen denen die organischen funktionellen Schichtenstapel angeordnet sind, können beispielsweise beide transluzent ausgebildet sein, sodass das in der zumindest einen Licht emittierenden Schicht zwischen den beiden Elektroden erzeugte Licht in beide Richtungen, also in Richtung des Substrats als auch in die vom Substrat abgewandte Richtung, abgestrahlt werden können. Weiterhin können beispielsweise alle Schichten des organischen Licht emittierenden Bauelements transluzent ausgebildet sein, sodass das organische Licht emittierende Bauelement eine transluzente und insbesondere eine transparente OLED bildet. Darüber hinaus kann es auch möglich sein, dass eine der beiden Elektroden, zwischen denen die organischen funktionellen Schichtenstapel angeordnet sind, nicht-transluzent und vorzugsweise reflektierend ausgebildet ist, sodass das in der zumindest einen Licht emittierenden Schicht zwischen den beiden Elektroden erzeugte Licht nur in eine Richtung durch die transluzente Elektrode abgestrahlt werden kann. Ist die auf dem Substrat angeordnete Elektrode transluzent und ist auch das Substrat transluzent ausgebildet, so spricht man auch von einem so genannten „bottom emitter“, während man im Fall, dass die dem Substrat abgewandt angeordnete Elektrode transluzent ausgebildet ist, von einem so genannten „top emitter“ spricht.
Die erste und die zweite Elektrode können unabhängig voneinander ein Material aufweisen, das aus einer Gruppe ausgewählt ist, die Metalle, elektrisch leitfähige Polymere, Übergangsmetalloxide und leitfähige transparente Oxide (transparent conductive oxide, TCO) umfasst. Die Elektroden können auch Schichtenstapel mehrerer Schichten desselben oder unterschiedlicher Metalle oder desselben oder unterschiedlicher TCOs sein.
Geeignete Metalle sind beispielsweise Ag, Pt, Au, Mg, Al, Ba, In, Ca, Sm oder Li, sowie Verbindungen, Kombinationen oder Legierungen daraus.
Transparente leitende Oxide (transparent conductive oxides, kurz „TCO“) 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 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.
Die organischen funktionellen Schichtenstapel des hier beschriebenen organischen Licht emittierenden Bauelements weisen weiterhin unmittelbar angrenzend einen Ladungsträgererzeugungs-Schichtenstapel auf. Mit einem „Ladungsträgererzeugungs-Schichtenstapel“ wird hier und im Folgenden eine Schichtenfolge beschrieben, die als Tunnelübergang ausgebildet ist und die im Allgemeinen durch einen p-n-Übergang gebildet wird. Der Ladungsträgererzeugungs-Schichtenstapel, der auch als so genannte „charge generation layer“ (CGL) bezeichnet werden kann, ist insbesondere als Tunnelübergang ausgebildet, der zu einer effektiven Ladungstrennung und damit zur „Erzeugung“ von Ladungsträgern für die angrenzenden Schichten eingesetzt werden kann.
Beispielsweise kann der Ladungsträgererzeugungs-Schichtenstapel direkt an die organischen funktionellen Schichtenstapel angrenzen.
Die lochtransportierende Schicht des Ladungsträgererzeugungs-Schichtenstapels kann auch als p-leitende Schicht, die elektronentransportierende Schicht als n-leitende Schicht bezeichnet werden. Die Zwischenschicht des Ladungsträgererzeugungs-Schichtenstapels kann auch als Diffusionsbarriereschicht gemäß ihrer Funktion bezeichnet werden. Sie ist nach einem Verfahren zur Herstellung einer Schicht gemäß den oben genannten Ausführungsformen hergestellt.
In einer Ausführungsform umfasst oder besteht die Zwischenschicht aus oligomeren und/oder polymeren Phthalocyaninderivaten. Insbesondere besteht die Zwischenschicht aus einem Gemisch oligomerer und/oder polymerer Phthalocyaninderivate.
In einer Ausführungsform bestehen die oligomeren und/oder polymeren Phthalocyaninderivate aus über Benzolringen anellierten Porphyrinen.
In einer Ausführungsform weisen die oligomeren und/oder polymeren Phthalocyaninderivate folgendes Strukturelement auf:
Wobei
für Bindungen zu Y, X oder R stehen oder zwei benachbarte
an dem fünfgliedrigen Ring für einen substituierten Benzolring stehen.
In einer Ausführungsform entstehen die oligomeren und/oder polymeren Phthalocyaninderivate aus einer intramolekularen Reaktion der Verbindungen IA, IB, IC oder ID oder aus einer Reaktion der Verbindungen II und III.
Die oligomeren und/oder polymeren Phthalocyaninderivate zeichnen sich durch eine gegenüber monomeren Phthalocyaninen erhöhte Glasübergangstemperatur aus. Dadurch sind Zwischenschichten bestehend aus oder umfassend oligomere und/oder polymere Phthalocyaninderivate besonders temperaturstabil.
Die oligomeren und/oder polymeren Phthalocyaninderivate zeichnen sich durch ein ausgedehntes π-Elektronensystem und somit durch ein großes chromophores System aus.
Durch die Anellierung mehrerer Porphyrine über jeweils einen Benzolring werden die photophysikalischen Eigenschaften im Vergleich zu monomeren Phthalocyaninen stark verändert und verbessert. Die hohe chemische und photophysikalische Stabilität der Phthalocyanine bleibt dabei auch bei den oligomeren und/oder polymeren Phthalocyaninderivate erhalten. Durch die photophysikalischen Eigenschaften der oligomeren und/oder polymeren Phthalocyaninderivate kann gezielt Einfluss auf das emittierte Spektrum des organischen Licht emittierenden Bauelements genommen werden. Insbesondere werden, im Vergleich zu Phthalocyaninen, die langwelligen Absorptionen durch die Vergrößerung des Chromophorensystems, also eine Delokalisierung über das gesamte Molekülgerüst, vom gelb-roten in den infraroten und somit nicht sichtbaren Spektralbereich verschoben. Dies bedeutet eine Verschiebung um bis zu oder mehr als 100 nm, die durch diese erweiterte Delokalisierung erreicht wird. Die hochenergetischen Übergänge, die im nahen UV-Bereich liegen, werden bei oligomeren und/oder polymeren Phthalocyaninderivaten im Vergleich zu Phthalocyaninen sehr viel weniger stabilisiert und führen daher zu keinen beziehungsweise nur sehr geringen Absorptionsverlusten im blauen Spektralbereich. Insgesamt zeichnen sich die oligomeren und/oder polymeren Phthalocyaninderivate somit dadurch aus, dass keine oder so gut wie keine Absorptionsverluste im sichtbaren Spektralbereich auftreten.
Durch das ausgedehnte π-Elektronensystem resultiert eine Verschiebung des Absorptionspeaks vom gelb-roten in den infraroten Spektralbereich und somit eine Stabilisierung der niederenergetischen elektronischen Zustände.
Bei Verwendung von oligomeren und/oder polymeren Phthalocyaninderivate in der Zwischenschicht des Ladungsträgererzeugungs-Schichtenstapels ergibt sich somit eine verringerte Absorption im von dem organischen funktionellen Schichtenstapel emittierten Spektralbereich, wodurch eine erhöhte Effizienz des Bauelements resultiert. Zudem erfolgt eine sehr gute Trennung von n- und p-Seite, also die Trennung der lochtransportierenden Schicht und der der elektronentransportierenden Schicht des Ladungsträgererzeugungs-Schichtenstapels. Diese Vorteile erhält man bei gleichzeitig gegenüber Phthalocyaninen unveränderter beziehungsweise in vielen Fällen sogar erhöhter Stabilität des Ladungsträgererzeugungs-Schichtenstapels.
Die Zwischenschicht, die oligomere und/oder polymere Phthalocyaninderivate aufweist oder daraus besteht, kann eine Dicke aufweisen, die aus einem Bereich ausgewählt ist, der 1 bis 20 nm, insbesondere 2 nm bis 10 nm umfasst. Die Dicke der Zwischenschicht kann beispielsweise etwa 4 nm betragen. ES ist auch möglich, dass die Zwischenschicht aus einer Monolage besteht.
Zwischenschichten, die oligomere und/oder polymere Phthalocyaninderivate aufweisen oder daraus bestehen, können besonders dick ausgeformt werden, da durch den Einsatz der oligomeren und/oder polymeren Phthalocyaninderivate keine oder nur wenig Absorptionsverluste auftreten. Je dicker die Zwischenschicht ausgeführt ist, desto besser kann die Trennung von n- und p-Seite, also die Trennung der lochtransportierenden Schicht und der elektronentransportierenden Schicht des Ladungsträgererzeugungs-Schichtenstapels realisiert werden.
Die Transmission der oligomeren und/oder polymeren Phthalocyaninderivate wird im sichtbaren Wellenlängenbereich, also zwischen etwa 450 und 700 nm, vorteilhaft erhöht im Vergleich zu den bisher eingesetzten Materialien Vanadiumoxidphthalocyanin, Titanoxidphthalocyanin, NET-39 anellierten Phthalocyaninen und Naphthalocyaninen. Damit wird die Restabsorption in dem organischen Licht emittierenden Bauelement speziell im gelb-roten Bereich reduziert, der beispielsweise bei weißen OLEDs den Hauptanteil der emittierten Strahlung ausmacht. Die OLED-Effizienz kann folglich erhöht werden. Insbesondere kann so auch die Effizienz bei roten OLEDs erhöht werden, die Licht in einem Wellenlängenbereich von 600 bis 700 nm emittieren. Insbesondere in organischen Licht emittierenden Bauelementen mit interner Auskopplung und einer reflektierenden Kathode ist aufgrund der hierbei auftretenden Vielfachreflexionen eine Reduktion der Restabsorption in den organischen Schichten entscheidend, um hohe Effizienzen zu erreichen.
Da die chemische Grundstruktur monomerer Phthalocyanine nicht verändert wird, weisen auch die oligomeren und/oder polymeren Phthalocyaninderivate in der Zwischenschicht eine hervorragende Morphologie auf. Bei Verwendung von oligomeren und/oder polymeren Phthalocyaninderivaten können durch die größere Molekülstruktur im Vergleich zu Phthalocyaninen dünnere Zwischenschichten realisiert werden, was zu einer weiteren Verringerung von Absorptionsverlusten und zu einer Verringerung von Spannungsverlusten und somit zur Erhöhung der OLED-Effizienz führt. Andererseits kann die Zwischenschicht aufgrund der verringerten Absorption auch eine höhere Dicke aufweisen als eine Zwischenschicht aus monomolekularen Phthalocyaninen, was sich positiv auf die Trennung von n- und p-Seite des Ladungsträgererzeugungsschichtenstapels auswirkt und damit die Stabilität und die Lebensdauer des Licht emittierenden Bauelements erhöht.
In einer Ausführungsform ist eine Auskoppelschicht zwischen dem Substrat und dem ersten funktionellen Schichtenstapel angeordnet. Beispielsweise enthält die Auskoppelschicht Nanopartikel.
Die lochtransportierende Schicht kann auf der Zwischenschicht angeordnet sein, welche wiederum auf der elektronentransportierenden Schicht angeordnet ist.
Die lochtransportierende Schicht des Ladungsträgererzeugungs-Schichtenstapels kann weiterhin eine erste lochtransportierende Schicht und eine zweite lochtransportierende Schicht umfassen, und die erste lochtransportierende Schicht kann auf der elektronentransportierenden Schicht und die zweite lochtransportierende Schicht auf der ersten lochtransportierenden Schicht angeordnet sein. Die Zwischenschicht kann zwischen der elektronentransportierenden Schicht und der ersten lochtransportierenden Schicht und/oder zwischen der ersten lochtransportierenden Schicht und der zweiten lochtransportierenden Schicht angeordnet sein. Somit können entweder ein oder zwei Zwischenschichten in dem Ladungsträgererzeugungsschichtenstapel vorhanden sein, und, im Falle dass nur eine Zwischenschicht vorhanden ist, kann diese an zwei verschiedenen Positionen vorhanden sein.
Die lochtransportierende Schicht, die erste und die zweite lochtransportierende Schicht können unabhängig voneinander undotiert oder p-dotiert sein. Die p-Dotierung kann beispielsweise einen Anteil in der Schicht von weniger als 10 Volumen%, insbesondere von weniger als 1 Volumen% aufweisen.
Die elektronentransportierende Schicht kann undotiert oder n-dotiert sein. Beispielsweise kann die elektronentransportierende Schicht n-dotiert sein und die erste und zweite lochtransportierende Schicht undotiert sein. Weiterhin kann die elektronentransportierende Schicht beispielsweise n-dotiert sein und die zweite lochtransportierende Schicht p-dotiert sein.
Die lochtransportierende Schicht oder erste und zweite lochtransportierende Schicht können unabhängig voneinander ein Material aufweisen, das aus einer Gruppe ausgewählt ist, die HAT-CN, F16CuPc, LG-101, α-NPD, NPB (N,N'-Bis(naphthalen-1-yl)-N,N'-bis(phenyl)-benzidin), beta-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-dimethyl-fluoren), DMFL-NPB (N,N'-Bis(naphthalen-1-yl)-N,N'-bis(phenyl)-9,9-dimethyl-fluoren), DPFL-TPD (N,N'-Bis(3-methylphenyl)-N,N'-bis(phenyl)-9,9-diphenyl-fluoren), DPFL-NPB (N,N'-Bis(naphthalen-1-yl)-N,N'-bis(phenyl)-9,9-diphenyl-fluoren), Spiro-TAD (2,2',7,7'-Tetrakis(N,N-diphenylamino)-9,9 '-spirobifluoren), 9,9-Bis[4-(N,N-bis-biphenyl-4-yl-amino)phenyl]-9H-fluoren, 9,9-Bis[4-(N,N-bis-naphthalen-2-yl-amino)phenyl]-9H-fluoren, 9,9-Bis[4-(N,N'-bis-naphthalen-2-yl-N,N'-bis-phenyl-amino)-phenyl]-9H-fluor, N,N'-bis(phenanthren-9-yl)-N,N'-bis(phenyl)-benzidin, 2,7-Bis[N,N-bis(9,9-spiro-bifluorene-2-yl)-amino]-9,9-spiro-bifluoren, 2,2'-Bis[N,N-bis(biphenyl-4-yl)amino]9,9-spiro-bifluoren, 2,2'-Bis(N,N-di-phenyl-amino)9,9-spiro-bifluoren, Di-[4-(N,N-ditolyl-amino)-phenyl]cyclohexan, 2,2',7,7'-tetra(N, N-di-tolyl)amino-spiro-bifluoren, N,N,N',N'-tetra-naphthalen-2-yl-benzidin sowie Gemische dieser Verbindungen umfasst.
Für den Fall, dass die lochtransportierende Schicht oder die erste und zweite lochtransportierende Schicht aus einem Stoffgemisch aus Matrix und p-Dotierstoff gebildet ist, kann der Dotierstoff aus einer Gruppe ausgewählt sein, die MoO_x, WO_x, VO_x, Cu(I)pFBz, Bi(III)pFBz, F4-TCNQ, NDP-2, und NDP-9 umfasst. Als Matrixmaterial kann beispielsweise eines oder mehrere der oben genannten Materialien für die lochtransportierenden Schicht eingesetzt werden.
Die lochtransportierende Schicht oder die erste und zweite lochtransportierende Schicht des Ladungsträgererzeugungs-Schichtenstapels kann eine Transmission aufweisen, die größer als 90% in einem Wellenlängenbereich von ungefähr 400 nm bis ungefähr 700 nm, insbesondere in einem Wellenlängenbereich von 450 nm bis 650 nm ist.
Die erste und zweite lochtransportierende Schicht können zusammen eine Schichtdicke in einem Bereich von ungefähr 1 nm bis ungefähr 500 nm aufweisen.
Die elektronentransportierende Schicht kann ein Material aufweisen, das aus einer Gruppe ausgewählt ist, NET-18, 2,2',2" -(1,3,5-Benzinetriyl)-tris(1-phenyl-1-H-benzimidazol), 2-(4-Biphenylyl)-5-(4-tert-butylphenyl)-1,3,4-oxadiazol, 2,9-Dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthrolin (BCP), 8-Hydroxyquinolinolato-lithium, 4-(Naphthalen-1-yl)-3,5-diphenyl-4H-1,2,4-triazol, 1,3-Bis[2-(2,2'-bipyridine-6-yl)-1,3,4-oxadiazo-5-yl]benzen, 4,7-Diphenyl-1,10-phenanthroline (BPhen), 3-(4-Biphenylyl)-4-phenyl-5-tert-butylphenyl-1,2,4-triazol, Bis(2-methyl-8-quinolinolate)-4-(phenylphenolato)aluminium, 6,6'-Bis[5-(biphenyl-4-yl)-1,3,4-oxadiazo-2-yl]-2,2'-bipyridyl, 2-phenyl-9,10-di(naphthalen-2-yl)-anthracen, 2,7-Bis[2-(2,2'-bipyridine-6-yl)-1,3,4-oxadiazo-5-yl]-9,9-dimethylfluoren, 1,3-Bis[2-(4-tert-butylphenyl)-1,3,4-oxadiazo-5-yl]benzen, 2-(naphthalen-2-yl)-4,7-diphenyl-1,10-phenanthrolin, 2,9-Bis(naphthalen-2-yl)-4,7-diphenyl-1,10-phenanthrolin, Tris(2,4,6-trimethyl-3-(pyridin-3-yl)phenyl)boran, 1-methyl-2-(4-(naphthalen-2-yl)phenyl)-1H-imidazo[4,5-f][1,10]phenanthrolin, Phenyl-dipyrenylphosphinoxide, Naphtahlintetracarbonsäuredianhydrid und dessen Imide, Perylentetracarbonsäuredianhydrid und dessen Imide, Materialien basierend auf Silolen mit einer Silacyclopentadieneinheit sowie Gemische der vorgenannten Stoffe umfasst.
Ist die elektronentransportierende Schicht aus einem Stoffgemisch aus Matrix und n-Dotierstoff gebildet, kann die Matrix eines der oben genannten Materialien der elektronentransportierenden Schicht umfassen. Beispielsweise kann die Matrix NET-18 umfassen oder sein. Der n-Dotierstoff der elektronentransportierenden Schicht kann aus einer Gruppe ausgewählt sein, die NDN-1, NDN-26, Na, Ca, MgAg, Cs, Li, Mg, Cs₂CO₃, und Cs₃PO₄ umfasst.
Die elektronentransportierende Schicht kann eine Schichtdicke in einem Bereich von ungefähr 1 nm bis ungefähr 500 nm aufweisen. Weiterhin kann die elektronentransportierende Schicht auch eine erste elektronentransportierende Schicht und eine zweite elektronentransportierende Schicht umfassen.
Weiterhin kann das Valenzband (HOMO = Highest occupied molecular orbital) des Materials der elektronentransportierenden Schicht höher liegen als das Leitungsband (LUMO = Lowest unoccupied molecular orbital) des Materials der lochtransportierenden Schicht.
Das organische Licht emittierende Bauelement kann in einer Ausführungsform als organische Licht emittierende Diode (OLED) ausgebildet sein.
Die angegebenen Ausführungsformen des organischen Licht emittierenden Bauelements können gemäß nachfolgend genanntem Verfahren hergestellt werden. Alle unter dem Verfahren genannten Merkmale des organischen Licht emittierenden Bauelements können auch Merkmale der oben ausgeführten Ausführungsbeispiele des organischen Licht emittierenden Bauelements sein.
Es wird ein Verfahren zur Herstellung eines organischen lichtemittierenden Bauelements angegeben. Das Verfahren umfasst folgende Verfahrensschritte:

A) Ausbilden eines ersten organischen funktionellen Schichtenstapels auf einer ersten auf einem Substrat angeordneten Elektrode,
B) Ausbilden eines Ladungsträgererzeugungsschichtenstapels auf dem ersten organischen funktionellen Schichtenstapel,
C) Ausbilden eines zweiten organischen funktionellen Schichtenstapels auf dem Ladungsträgererzeugungsschichtenstapel,
D) Anordnen einer zweiten Elektrode auf dem zweiten organischen funktionellen Schichtenstapel, wobei der Verfahrensschritt B) folgende Schritte umfasst:
B1) Aufbringen zumindest einer elektronentransportierenden Schicht auf dem ersten organischen funktionellen Schichtenstapel,
B2) Aufbringen einer ersten lochtransportierenden Schicht oder einer Zwischenschicht auf der elektronentransportierenden Schicht, und
B3) Herstellen einer Zwischenschicht auf der ersten lochtransportierenden Schicht und einer zweiten lochtransportierenden Schicht auf der Zwischenschicht oder Herstellen einer lochtransportierenden Schicht auf der Zwischenschicht, wobei die Zwischenschicht nach einem Verfahren gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens zur Herstellung einer Schicht hergestellt wird.

Die Verbindungen der Formel IA, IB, IC oder ID beziehungsweise die Verbindungen der Formeln II und III zeichnen sich durch ihre leichte Verdampfbarkeit aus. Die Verdampfungstemperaturen liegen zwischen 200 °C und 600 °C. Damit ist die Zwischenschicht durch Verdampfung der Verbindungen der Formel IA, IB, IC oder ID beziehungsweise die Verbindungen der Formeln II und III und anschließender Abscheidung der entstehenden oligomeren und/oder polymeren Phthalocyaninderivate herstellbar. Dies ist bei den bekannten anellierten Phthalocyaninen beziehungsweise Naphthalocyaninen nicht oder nur sehr eingeschränkt möglich aufgrund der durch die hohen Molekulargewichte hervorgerufenen hohen Verdampfungstemperaturen.
Beispielsweise kann das Verdampfen im Vakuum erfolgen. Das Verdampfen kann beispielsweise bei Temperaturen aus dem Bereich 200°C bis 600°C erfolgen.
Im Verfahrensschritt B) kann weiterhin im Verfahrensschritt B1) eine elektronentransportierende Schicht aufgebracht werden, im Verfahrensschritt B2) eine Zwischenschicht auf der elektronentransportierenden Schicht und eine erste lochtransportierende Schicht auf der Zwischenschicht aufgebracht werden und im Verfahrensschritt B3) eine Zwischenschicht auf der ersten lochtransportierenden Schicht und eine zweite lochtransportierende Schicht auf der Zwischenschicht oder eine zweite lochtransportierende Schicht auf der ersten lochtransportierenden Schicht aufgebracht werden.
Weitere Vorteile, vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen ergeben sich aus den im Folgenden in Verbindung mit den Figuren beschriebenen Ausführungsbeispielen.
1A bis 1C zeigen schematische Seitenansichten von Ausführungsbeispielen eines organischen Licht emittierenden Bauelements gemäß verschiedenen Ausführungsformen,
In den Ausführungsbeispielen und Figuren können gleiche, gleichartige oder gleichwirkende 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.
In 1A ist ein Ausführungsbeispiel für ein organisches Licht emittierendes Bauelement gezeigt. Dieses weist ein Substrat 10, eine erste Elektrode 20, einen ersten organischen funktionellen Schichtenstapel 30, einen Ladungsträgererzeugungs-Schichtenstapel 40, einen zweiten organischen funktionellen Schichtenstapel 50, eine zweite Elektrode 60, eine Barrieredünnschicht 70 sowie eine Abdeckung 80 auf. Der erste organische funktionelle Schichtenstapel 30 umfasst eine Lochinjektionsschicht 31, eine erste Lochtransportschicht 32, eine erste Emissionsschicht 33 sowie eine Elektronentransportschicht 34. Der zweite organische funktionelle Schichtenstapel 50 umfasst eine zweite Lochtransportschicht 51, eine zweite Emissionsschicht 52, eine zweite Elektronentransportschicht 53 sowie eine Elektroneninjektionsschicht 54. Der Ladungsträgererzeugungs-Schichtenstapel 40 umfasst eine elektronentransportierende Schicht 41, eine Zwischenschicht 42 sowie eine lochtransportierende Schicht 43.
Das Substrat 10 kann als Trägerelement dienen und beispielsweise aus Glas, Quarz und/oder einem Halbleitermaterial gebildet sein. Alternativ kann das Substrat 10 auch eine Kunststofffolie oder ein Laminat aus mehreren Kunststofffolien sein.
Das Bauelement in 1A kann in verschiedenen Ausführungsformen als Top- oder Bottom-Emitter eingerichtet sein. Weiterhin kann es auch als Top- und Bottom-Emitter eingerichtet sein, und somit ein optisch transparentes Bauelement, beispielsweise eine transparente organische Leuchtdiode sein.
Die erste Elektrode 20 kann als Anode oder Kathode ausgebildet sein und kann als Material beispielsweise ITO aufweisen. Wenn das Bauelement als Bottom-Emitter ausgebildet sein soll, sind Substrat 10 und erste Elektrode 20 transluzent. Für den Fall, dass das Bauelement als Top-Emitter ausgebildet sein soll, kann die erste Elektrode 20 bevorzugt auch reflektierend ausgebildet sein. Die zweite Elektrode 60 ist als Kathode oder Anode ausgebildet und kann beispielsweise ein Metall, oder ein TCO aufweisen. Auch die zweite Elektrode 60 kann transluzent ausgebildet sein, wenn das Bauelement als Top-Emitter ausgebildet ist.
Die Barrieredünnschicht 70 schützt die organischen Schichten vor schädigenden Materialien aus der Umgebung wie beispielsweise Feuchtigkeit und/oder Sauerstoff und/oder anderen korrosiven Substanzen wie etwa Schwefelwasserstoff. Dazu kann die Barrieredünnschicht 70 eine oder mehrere dünne Schichten aufweisen, die beispielsweise mittels eines Atomlagenabscheideverfahrens aufgebracht sind und die beispielsweise eines oder mehrere der Materialien Aluminiumoxid, Zinkoxid, Zirkoniumoxid, Titanoxid, Hafniumoxid, Lanthanoxid und Tantaloxid aufweisen. Die Barrieredünnschicht 70 weist weiterhin einen mechanischen Schutz in Form der Verkapselung 80 auf, die beispielsweise als Kunststoffschicht und/oder als auflaminierte Glasschicht ausgebildet ist, wodurch beispielsweise ein Kratzschutz erreicht werden kann.
Die Emissionsschichten 33 und 52 weisen beispielsweise ein im allgemeinen Teil genanntes elektrolumineszierendes Material auf. Diese können entweder gleich oder verschieden ausgewählt sein. Weiterhin können Ladungsträgerblockierschichten (hier nicht gezeigt) vorgesehen sein, zwischen denen die organischen Licht emittierenden Emissionsschichten 33 und 52 angeordnet sind.
Beispielsweise kann als Ladungsträgerblockierschicht eine Löcherblockierschicht vorhanden sein, die beispielsweise 2,9-Dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline (BCP) aufweist. Materialien für eine Löcherblockierschicht sind dem Fachmann bekannt.
Weiterhin kann als Ladungsträgerblockierschicht eine Elektronenblockierschicht vorhanden sein, die beispielsweise NPB (N,N'-Bis(naphthalen-1-yl)-N,N'-bis(phenyl)-benzidin), aufweist. Materialien für eine Elektronenblockierschicht sind dem Fachmann bekannt.
Materialien für die Lochtransportschichten 32 und 51, für die Lochinjektionsschicht 31, für die Elektronentransportschichten 34 und 53 sowie für die Elektroneninjektionsschicht 54 können aus bekannten Materialien ausgewählt werden. Beispielsweise kann für die Lochtransportschichten 32 und 51 eines oder mehrere der Materialien ausgewählt werden, die oben bezüglich der ersten und zweiten lochtransportierenden Schicht angegeben sind. Weiterhin können für die Elektronentransportschichten 34 und 53 eines oder mehrere der Materialien ausgewählt werden, die oben bezüglich der elektronentransportierenden Schicht angegeben sind.
Der Ladungsträgererzeugungs-Schichtenstapel 40 enthält in dem Ausführungsbeispiel eine elektronentransportierende Schicht 41, welche als Matrixmaterial NET-18 und als Dotierstoff NDN-26 enthält und eine Dicke von beispielsweise etwa 5 nm oder 15 nm aufweist. Die lochtransportierende Schicht 43 weist als Material HAT-CN und als Schichtdicke beispielsweise etwa 5 nm oder 15 nm auf. Die Zwischenschicht 42 hat eine Dicke von etwa 4 nm und ist durch wie folgt hergestellt:
Verdampfen von Zinkacetat, einer Verbindung der Formel II und einer Verbindung der Formal IIIa
Durch die Reaktion dieser Verbindungen in der Gasphase entsteht ein Gemisch aus oligomeren und/oder polymeren Phthalocyaninderivaten. Die oligomeren und/oder polymeren Phthalocyaninderivate bestehen aus über Benzolringen anellierten Porphyrinen.
Eine alternative Ausführungsform des Ladungsträgererzeugungs-Schichtenstapels 40 ist in 1B gezeigt. Dieser Ladungsträgererzeugungsschichtenstapel weist zwei Zwischenschichten 42 auf, welche zwischen der elektronentransportierenden Schicht 41 und der ersten lochtransportierenden Schicht 43a sowie zwischen der ersten lochtransportierenden Schicht 43a und der zweiten lochtransportierenden Schicht 43b angeordnet sind. Die erste lochtransportierende Schicht 43a kann dabei als Material HAT-CN aufweisen, die zweite lochtransportierende Schicht 43b kann als Material beispielsweise α-NPD aufweisen. Die Materialien der Zwischenschichten 42 sowie der elektronentransportierenden Schicht 41 entsprechen denjenigen, welche in Bezug auf 1a genannt wurden.
Eine weitere Ausführungsform des Ladungsträgererzeugungs-Schichtenstapels 40 ist in 1C gezeigt. Hier ist wieder nur eine Zwischenschicht 42 vorhanden, welche zwischen der elektronentransportierenden Schicht 41 und der ersten lochtransportierenden Schicht 43a angeordnet ist. In dieser Ausführungsform kann die zweite lochtransportierende Schicht 43b, die auf der ersten lochtransportierenden Schicht 43a angeordnet ist, eine p-Dotierung aufweisen, die beispielsweise einen Anteil von weniger als 10 Volumen%, insbesondere von weniger als 1 Volumen% in der Schicht hat.
Ein Bauelement wie es in den 1A bis 1C gezeigt ist, kann auch weitere organische funktionelle Schichtenstapel aufweisen, wobei jeweils zwischen zwei organischen funktionellen Schichtenstapeln ein Ladungsträgererzeugungs-Schichtenstapel 40 angeordnet ist, der beispielsweise gemäß einer der Ausführungsformen, wie sie in 1a bis 1c gezeigt sind, ausgestaltet sein kann.
Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele auf diese 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.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2015/000835 A1 [0006]
WO 2015/055642 A1 [0006]
WO 2010/066245 A1 [0059]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

Druckschrift R. Meerheim et al., Appl. Phys. Lett. 89, 061111 (2006) [0002]
M. Kröger et al., Phys. Rev. B 75, 235321 (2007) [0003]
T.-W. Lee et al., APL 92, 043301 (2008) [0003]

Claims

Verfahren zur Herstellung einer Schicht (42) umfassend die Verfahrensschritte B31) Verdampfen einer Verbindung der Formel IA, IB, IC oder ID
wobei X aus einer Gruppe ausgewählt ist, die F, Cl, Br, OTs, OMs, OH, CN, NO₂, NH₂ und COOH umfasst und Y aus einer Gruppe ausgewählt ist, die H und Alkylreste umfasst oder wobei Y aus einer Gruppe ausgewählt ist, die F, Cl, Br, OTs, OMs, OH, CN, NO₂, NH₂ und COOH umfasst und X aus einer Gruppe ausgewählt ist, die H und Alkylreste umfasst, und M = Cu, Ag, Zn, Co, Ni, Fe, Mn, Mg, Ca, Sr, Ba, Al, AlCl, SnO, HfO, ZrO, VO oder TiO, B33) Abscheiden eines Reaktionsprodukts der Verbindung der Formel IA, IB, IC oder ID oder B31‘) Verdampfen einer Verbindung der Formel II und einer Verbindung der Formel III
wobei R aus einer Gruppe ausgewählt ist, die CN, C(O)H und COOH umfasst B33‘) Abscheiden eines Reaktionsprodukts der Verbindungen der Formel II und III.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei es sich bei dem Reaktionsprodukt der Verbindung der Formel IA, IB, IC oder ID oder bei dem Reaktionsprodukt der Verbindungen der Formel II und III um ein Phthalocyaninderivat handelt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das einen Verfahrensschritt B32) umfasst: B32) intramolekulare Reaktion der Verbindung der Formel IA, IB, IC oder ID unter Abspaltung von XY.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei XY aus einer Gruppe ausgewählt ist, die HF, HCl, HBr, HOTs, HOMs, H₂O, HCN, HNO₂, NH₃, HCOOH, Alkyl-F, Alkyl-Cl, Alkyl-Br, Alkyl-OTs, Alkyl-OMs, Alkyl-CN, Alkyl-NO₂, Alkyl-NH₂, Alkyl-OH und Alkyl-COOH umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei in Verfahrensschritt B31‘) zusätzlich zumindest ein Metall oder eine metallhaltige Verbindung mitverdampft wird.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei metallhaltige Verbindung zumindest ein Metall aus Cu, Ag, Zn, Co, Ni, Fe, Mn, Mg, Ca, Sr, Ba, Al, Sn, Hf, Zr, V und Ti umfasst.
Verwendung einer Schicht, die nach einem Verfahren der Ansprüche 1 bis 6 hergestellt wird in einem organischen Licht emittierenden Bauelement.
Verwendung nach Anspruch 7, wobei die Schicht zwischen einem ersten organischen funktionellen Schichtenstapel (30) und einem zweiten organischen funktionellen Schichtenstapel (50) angeordnet ist.
Verfahren zur Herstellung eines organischen Licht emittierenden Bauelements umfassend die Verfahrensschritte A) Ausbilden eines ersten organischen funktionellen Schichtenstapels (30) auf einer ersten auf einem Substrat (10) angeordneten Elektrode (20), B) Ausbilden eines Ladungsträgererzeugungs-Schichtenstapels (40) auf dem ersten organischen funktionellen Schichtenstapel (30), C) Ausbilden eines zweiten organischen funktionellen Schichtenstapels (50) auf dem Ladungsträgererzeugungs-Schichtenstapel (40), D) Anordnen einer zweiten Elektrode auf dem zweiten organischen funktionellen Schichtenstapel (60), wobei der Verfahrensschritt B) die folgenden Schritte umfasst: B1) Aufbringen zumindest einer elektronentransportierenden Schicht (41) auf dem ersten organischen funktionellen Schichtenstapel (30), B2) Aufbringen einer ersten lochtransportierenden Schicht (43a) oder einer Zwischenschicht (42) auf der elektronentransportierenden Schicht (41), und B3) Aufbringen einer Zwischenschicht (42) auf der ersten lochtransportierenden Schicht (43a) und einer zweiten lochtransportierenden Schicht (43b) auf der Zwischenschicht (42) oder Aufbringen einer lochtransportierenden Schicht (43) auf der Zwischenschicht (42), wobei die Zwischenschicht nach einem Verfahren der Ansprüche 1 bis 6 aufgebracht wird.
Organisches Licht emittierendes Bauelement aufweisend ein Substrat (10), eine erste Elektrode (20) auf dem Substrat (10), einen ersten organischen funktionellen Schichtenstapel (30) auf der ersten Elektrode (20), einen Ladungsträgererzeugungs-Schichtenstapel (40) auf dem ersten organischen funktionellen Schichtenstapel (30), einen zweiten organischen funktionellen Schichtenstapel (50) auf dem Ladungsträgererzeugungs-Schichtenstapel (40), und eine zweite Elektrode (60) auf dem zweiten organischen funktionellen Schichtenstapel (50), wobei der Ladungsträgererzeugungs-Schichtenstapel (40) zumindest eine lochtransportierende Schicht (43), eine elektronentransportierende Schicht (41) und eine Zwischenschicht (42) aufweist, und wobei die mindestens eine Zwischenschicht (42) nach dem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6 hergestellt wird.