WO2008012081A1 - Druckverfahren zur herstellung eines organischen elektrischen bauelements - Google Patents

Druckverfahren zur herstellung eines organischen elektrischen bauelements Download PDF

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WO2008012081A1
WO2008012081A1 PCT/EP2007/006598 EP2007006598W WO2008012081A1 WO 2008012081 A1 WO2008012081 A1 WO 2008012081A1 EP 2007006598 W EP2007006598 W EP 2007006598W WO 2008012081 A1 WO2008012081 A1 WO 2008012081A1
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organic
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functional layer
structured
organic functional
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Ulrich Schindler
Michael Heilmann
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Leonhard Kurz Stiftung & Co. Kg
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    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/549—Organic PV cells

Definitions

  • the invention relates to a method for producing an organic electrical component which comprises at least one structured organic functional layer which is formed by means of a printing method.
  • the invention further relates to such an organic electrical component.
  • An organic electrical component is generally understood to be one which has at least one functional layer which is based at least partially on an organic material.
  • a functional layer is in particular an electrically conductive layer, a semiconductor layer, an electrically insulating layer or a substrate.
  • organic materials all kinds of organic, organometallic and / or inorganic plastics are referred to, wherein a restriction to a carbonaceous material is not provided. Rather, silicones, polymers or oligomers as well as the so-called "small molecules" are included.
  • DE 10 2004 036 734 A1 discloses an organic electrical component in the form of an organic solar cell and a method for the production thereof.
  • the solar cell comprises a flexible substrate, an unstructured first electrode layer or bottom electrode layer, an electrically insulating one partially formed on the first electrode layer Passivation layer, an optionally organic semiconductor layer and a second electrode layer or top electrode layer.
  • the semiconductor layer is typically formed by spin-coating, knife-coating or printing a solution.
  • the object is for the method for producing an organic electrical component, which comprises at least one structured organic functional layer, which is formed by a printing process, solved in that the at least one structured organic functional layer seen in cross section formed by at least two at least partially superimposed individual layers by printing a printing medium provided by a solution of at least one organic functional layer material in a solvent at least twice.
  • the organic electrical component obtainable by the method according to the invention, which comprises at least one structured organic functional layer, which is formed by a printing process, characterized in that the at least one structured organic functional layer seen in cross-section by at least two, at least partially one above the other printed single layers is formed, so that a layer thickness of the at least one structured organic functional layer is composed of the sum of the layer thicknesses of the at least two individual layers.
  • Layer thickness of the structured organic functional layer gradually increased until enough individual layers are formed and their layer thicknesses in sum give the required layer thickness of the structured organic functional layer.
  • the formation of the structured organic functional layer of a plurality of individual layers does not adversely affect the properties of the functional layer formed, but that the functional layer formed is equivalent in particular in their electrical and mechanical properties with, for example, one in a mission, for example by Doctor blade formed functional layer.
  • the surface of the dried single layer is again slightly dissolved by the solvent of the print medium and the already dried single layer optimally connects to the print medium, but without being completely dissolved by this again ,
  • the method according to the invention has the advantage that printing errors in one of the individual layers can be compensated by the individual layer formed below. If, for example, a printing defect occurs in the form of a small opening in the single layer during the printing of a single layer, the opening is filled with printing medium when the next single layer is printed onto the already dried single layer and the printing error is compensated, since the probability is low Restart
  • the component has, in this order, a substrate, a first electrode which has at least one structured organic functional layer and a second electrode.
  • the at least one structured organic functional layer is in particular a semiconductor layer and / or an electrically insulating layer.
  • the first and / or the second electrode may also be formed as a structured organic functional layer (s) and optionally formed by means of the method according to the invention.
  • organic semiconducting layers which have the function of a hole blocker or an electron blocker, as are common in solar cells, as structured be formed organic functional layer (s) and optionally formed by the method according to the invention.
  • the printing medium is printed and dried in a structured manner for the first time, wherein a first single layer of the organic functional layer is formed when subsequently the printing medium is printed and dried at least once more in the form of the first single layer on the first single layer, wherein at least one further single layer of the organic functional layer is formed.
  • a first printing medium for forming the first single layer for example, a first organic solvent and a second pressure medium for forming the at least one further single layer containing a different organic solvent, for example, have the same content of organic functional layer material.
  • the printing medium can be designed differently in terms of a concentration of the at least one organic functional layer material in the solvent.
  • a first pressure medium for forming the first single layer for example, a lower concentration of at least one organic Functional layer material and a second pressure medium for forming the at least one further single layer containing a higher concentration of the at least one organic functional layer material, for example, the same solvent.
  • both the solvent and the concentration of organic functional layer material as well as the ratio of different organic functional layer materials to one another in the printing medium can be changed in order to form the different individual layers.
  • the pressure medium at a temperature of 25 ° C has a viscosity in the range of 0.5 to 20 mPa s.
  • the printing medium is preferably at a temperature in the range of 20 to 60 0 C is printed and in this case has in particular a viscosity in the range of 0.5 to 20 mPa s.
  • the printing medium is printed in an amount ranging from 5 to 25 ml / m 2 to form a single layer. This results in wet layers in a layer thickness that no longer tends to smear or bleed.
  • the printing medium is printed to form the first single layer in an amount in the range of 5 to 10 ml / m 2 . It is preferred to form the first single layer in such a way that after drying, a layer thickness in the range of 5 to 10 nm is present.
  • the first individual layer preferably forms an adhesion promoter on a surface that is difficult to be wetted and printed with printing medium, and improves the adherence of further individual layers.
  • the printing medium is printed to form at least one further single layer in an amount in the range of 10 to 25 ml / m 2 . It is preferred to form the at least one further individual layer in such a way that after drying, a layer thickness in the range from 20 to 60 nm is present. Furthermore, it has proven useful if the at least one structured organic functional layer is formed in a layer thickness in the range from 50 to 300 nm, in particular in the range from 100 to 250 nm.
  • At least three individual layers are preferably printed on top of one another and dried.
  • the printing medium ideally has 0.5 to 10% by weight, in particular 5 to 7% by weight, of at least one organic functional layer material dissolved in the solvent.
  • the printing medium is formed with a first and at least one second organic functional layer material
  • the first and the at least one second organic layer material Functional layer material in each case to 0.25 to 5 wt .-%, in particular to 0.5 to 4 wt .-%, are dissolved in the solvent.
  • At least one organic or inorganic filler in the form of nanoparticles or nanospheres having a diameter in the range of a few nanometers is added to the printing medium.
  • Such fillers can improve the pressure behavior of the pressure medium and / or have properties that increase the efficiency of the structured organic functional layer or of the entire component.
  • ⁇ 5% by weight, in particular 0.1 to 1% by weight, of the at least one filler is added to the printing medium.
  • the at least one structured organic functional layer is formed as an organic semiconductor layer.
  • the electronic component is designed as an organic solar cell (OPV).
  • the at least one filler is preferably formed from a transparent material, in particular from SiO 2 or ZnS.
  • SiO 2 beads in the organic semiconductor layer of a solar cell form scattering centers for incident light, thereby increasing the electrical performance of the solar cell.
  • the at least one organic semiconductor layer of the solar cell is formed by at least two organic semiconductor materials by forming a composite of at least one electron semiconductor material. Donor and at least one electron acceptor in a ratio of 2: 0.5 to 0.5: 2, in particular in the ratio of 1: 0.9 to 1: 1, is formed.
  • the at least one electron donor is formed from a polythiophene, in particular from poly (3-hexylthiophene) (P3HT), and the at least one electron acceptor is formed from a fullerene derivative, in particular from PCBM ,
  • Organic functional layer materials for producing electrically conductive, semiconducting or electrically insulating functional layers are preferably dissolved in an organic solvent or solvent mixture in order to produce the printing medium.
  • a dried single layer which is to be subsequently printed with printing medium to form a further single layer, preferably has a low residual content of solvent, which facilitates the dissolution of the surface of the dry single layer by the printing medium. If all individual layers are printed, residues of solvent are expelled from all individual layers and at the same time the structured organic functional layer is converted into its desired microstructure, with tempering of the completed single-layer stack occurring at a higher temperature than the drying of the individual layers formed previously. It has proven useful if a drying of the last printed single layer or a heat treatment of all individual layers formed takes place at a temperature in the range of 100 to 160 0 C. Alternatively, the last printed single layer but can be dried at the same temperature, as all previously formed individual layers and only after completion of all layers of the device carried out a tempering of the device at 100 to 16O 0 C.
  • the organic functional layer or the component of the at least two individual layers is preferably annealed over a period of 2 to 5 minutes in order, for example, to improve the functionality of the component.
  • the first electrode and the substrate of the solar cell are formed transparent to reflect incident light to the organic
  • the second electrode of the solar cell can be made transparent.
  • the first electrode is formed from indium tin oxide (ITO). But also doped polyethylene, polyaniline, silver, gold, organic semiconductors, nanoparticulate solutions and so on are usable.
  • ITO indium tin oxide
  • a hole blocking layer in particular of TiO 2
  • electrically conductive polymer in particular poly-3,4 -Ethylenedioxythiophene (PEDOT) 1 proven.
  • the organic electronic component containing an organic semiconductor layer can also be formed as an organic light-emitting diode (OLED, PLED, SOLED, SMOLED).
  • OLED organic light-emitting diode
  • PLED PLED
  • SOLED SOLED
  • SMOLED organic light-emitting diode
  • the at least one organic functional layer can be formed as an organic dielectric layer, in particular of PMMA, PHS / PVP, melamine resin, phenolic resin or mixtures thereof.
  • An organic dielectric layer allows the electronic device to be formed as an organic resistor or organic capacitor.
  • the electronic component is formed with two structured organic functional layers, namely with an organic semiconductor layer and an organic dielectric layer, in particular as an organic field effect transistor (OFET).
  • OFET organic field effect transistor
  • an organic semiconductor layer may also generally include polyalkylthiophenes, polydihexylterthiophenes (PDHTT), polythienylenevinylenes, polyfluorene derivatives, conjugated polymers, "small molecules” such as pentacene or Tetracene, etc. included.
  • the printing medium it is preferred to print the printing medium in gravure printing.
  • flexographic printing, screen printing or a nozzle for structured application of the printing medium can be used.
  • the substrate is formed from a flexible film with a thickness in the range of 6 microns to 1 mm, in particular in the range of 12 microns to 150 microns. This allows the formation of flexible organic electrical components, since the others
  • Suitable film materials are generally inorganic or organic materials, in particular PET, PEN, PVC or glass.
  • an elongated film strip is used as a flexible film, which in a roll-to-roll process is processed.
  • the elongated film strip is provided wound on a supply roll, deducted from this, successively formed the individual functional layers of the components and finally wound the film strip including a plurality of components formed thereon and / or component groups on a further supply roll.
  • This may be followed by a separation of components and / or component groups, in particular by cutting or punching, or further method steps may be undertaken, such as, for example, a thermal, chemical or mechanical Treatment, a coating, an irradiation etc.
  • a pressure medium which at a temperature of 25 0 C has a viscosity in the range of 0.5 to 20 mPa s and further has a solids content in the range of 0.5 to 10 wt .-% of organic functional layer material for printing at least two superimposed individual layers, which together form an organic functional layer of the organic electrical component according to the invention, is ideal.
  • FIGS. 1a to 3 are intended to illustrate the invention by way of example. To show
  • FIGS. 1 a to 1 e the formation of an organic electrical component
  • Figure 2 shows an organic solar cell in cross section
  • FIG. 1a shows a substrate 1 made of a flexible, transparent PET film 1 which has a layer thickness of 20 ⁇ m.
  • a first electrode 3 On the substrate 1 is applied as a first electrode 3, a layer of ITO structured.
  • a first single layer 2 a is printed in a structured manner on the first electrode 3 in gravure printing, wherein a solution of 1, 5 wt .-% organic semiconductor material in an organic solvent is used as the printing medium and a viscosity of 1, 5 mPa s (at 25 ° C).
  • the printing medium in an amount of 14 ml / m 2 printed and dried at about 120 0 C in hot air.
  • a second individual layer 2 b is printed in the same way on the dried first individual layer 2 a by means of the same printing medium in gravure printing and dried at about 120 ° C.
  • a third individual layer 2c is printed on the dried first individual layer 2a and the dried second individual layer 2b by gravure printing in the same way as the last individual layer of the layer stack by gravure printing.
  • the layer stack of first, second and third individual layer 2a, 2b, 2c is dried at about 150 0 C in hot air and annealed.
  • a residual content of solvent is expelled from the individual layers and optionally produces a different microstructure, by crystallization or
  • the three individual layers together form a structured organic semiconducting functional layer 2 according to FIG. 1d.
  • the layer thickness of the structured organic semiconducting functional layer 2 is 70 nm.
  • a second electrode 4 made of silver is vapor-deposited.
  • the first, second and third individual layers 2a, 2b, 2c are separate layers shown. Due to the small layer thicknesses of the three individual layers and the intimate connection of the three individual layers with each other, a dividing line between them seen in cross-section but in reality is difficult or impossible. Only perpendicular to the plane of the substrate 1 can be seen in the edge region of the individual layers 2a, 2b, 2c that several layers have been formed to form the structured organic functional layer 2.
  • FIG. 1 f shows a plan view of the layer stack according to FIG. 1 c.
  • Perpendicular to the plane of the substrate 1 and the first electrode 3 is easily recognizable that slight positional deviations of the individual layers 2a, 2b, 2c to each other occur due to positioning inaccuracies usually occurring during printing.
  • the printing tool must be positioned relative to one or more existing dried monolayers to the next
  • the layer edges of dried monolayers seen perpendicular to the plane of the substrate 1 can be up to 0.1 mm apart, depending on the accuracy of the registration.
  • FIG. 2 shows an organic solar cell with a substrate 1 made of a flexible, transparent PET film which has a layer thickness of 16 ⁇ m.
  • a transparent layer of ITO is applied as the first electrode 3.
  • a hole blocker layer of a TiO 2 layer 3 a is formed on the first electrode 3 by applying a tetraalkyl titanate-based solution, wherein twice 16 ml / m 2 of this solution are printed in a structured manner.
  • the viscosity of the Pressure medium or the solution for forming the TiO 2 layer 3a is 1, 5 mPa s at a temperature of about 25 ° C.
  • a structured organic functional layer 2 made of organic semiconductor material is now formed according to FIGS. 1a to 1d, wherein three individual layers are printed in structured fashion using intaglio printing.
  • a pressure medium a solution of about 1, 6 wt .-% P3HT and about 0.8 wt .-% PCBM (ie in the ratio 2: 1) is used in organic solvent, wherein a viscosity of the pressure medium of 4 mPa s (at 45 ° C) is reached.
  • the printing medium is printed on the TiO 2 layer 3a in an amount of 12 ml / m 2 and dried. Subsequently, the layer stack of first, second and third single layer is dried at 150 0 C in hot air and annealed.
  • a residual content of organic solvent is expelled from the individual layers.
  • the three individual layers 2a, 2b, 2c together form the structured organic functional layer 2 whose layer thickness is 150 nm.
  • a semiconducting layer 4b of PEDOT is formed by a PEDOT solution printed in a structured pattern by flexographic printing and dried and then printed a second time and congruent to structured and dried.
  • a structured second electrode 4a made of silver is formed.
  • FIG. 3 shows an organic solar cell with a glass substrate 10 which has a layer thickness of 160 ⁇ m.
  • a transparent layer of ITO is sputtered onto the substrate 10 as the first electrode 30.
  • a TiO 2 layer 30a is applied to the first electrode 30 as a hole blocking layer.
  • a structured organic functional layer 20 of organic semiconductor material is formed in accordance with FIGS. 1a to 1d, wherein three Single layers in gravure printing are printed structured.
  • the pressure medium used again is a solution of 1.6% by weight of P3HT and 0.8% by weight of PCBM (ie in the ratio 2: 1) in organic solvent.
  • filler 50 in the form of SiO 2 beads having a diameter in the region of 5 nm are added to the printing medium as scattering centers for incident light.
  • the printing medium is printed in an amount of 15 ml / m 2 and dried.
  • the layer stack of first, second and third single layer is dried at about 15O 0 C in hot air and annealed. In this case, a residual content of organic solvent is expelled from the individual layers.
  • the three individual layers together form the structured organic functional layer 20 whose layer thickness is 100 nm.
  • a semiconductive layer 40b of PEDOT is formed, wherein the procedure is as described above for FIG.
  • a patterned second silver electrode 40a is formed.
  • the method according to the invention is suitable for the production of a wide variety of organic electrical components in which low-viscosity printing media containing organic functional layer material dissolved in solvent are to be printed in a structured manner.
  • organic electrical components are given by way of example only and not exhaustively.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines organischen elektrischen Bauelements, welches mindestens eine strukturierte organische Funktionsschicht umfasst, welche mittels eines Druckverfahrens gebildet wird, wobei die mindestens eine strukturierte organische Funktionsschicht im Querschnitt gesehen durch mindestens zwei zumindest bereichsweise übereinander gedruckte Einzelschichten gebildet wird, indem ein Druckmedium, das durch eine Lösung mindestens eines organischen Funktionsschichtmaterials in einem Lösungsmittel bereitgestellt wird, mindestens zweimal gedruckt wird.

Description

DRUCKVERFAHREN ZUR HERSTELLUNG EINES ORGANISCHEN ELEKTRISCHEN BAUELEMENTS
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines organischen elektrischen Bauelements, welches mindestens eine strukturierte organische Funktionsschicht umfasst, welche mittels eines Druckverfahrens gebildet wird. Die Erfindung betrifft weiterhin ein derartiges organisches elektrisches Bauelement.
Organische elektrische Bauelemente und Verfahren zu deren Herstellung sind bekannt. Unter einem organischen elektrischen Bauelement wird im allgemeinen ein solches verstanden, das mindestens eine Funktionsschicht aufweist, die zumindest teilweise auf einem organischen Material basiert. Eine Funktionsschicht ist insbesondere eine elektrisch leitende Schicht, eine Halbleiterschicht, eine elektrisch isolierende Schicht oder ein Substrat. Als organische Materialien werden alle Arten von organischen, metallorganischen und/oder anorganischen Kunststoffen bezeichnet, wobei eine Beschränkung auf ein kohlenstoffhaltiges Material nicht vorgesehen ist. Vielmehr werden auch Silikone, Polymere oder Oligomere sowie die sogenannten „small molecules" dazugerechnet.
DE 10 2004 036 734 A1 offenbart ein organisches elektrisches Bauelement in Form einer organischen Solarzelle und ein Verfahren zu deren Herstellung. Die Solarzelle umfasst ein flexibles Substrat, eine unstrukturierte erste Elektrodenschicht bzw. Bottom-Elektrodenschicht, eine partiell auf der ersten Elektrodenschicht gebildete elektrisch isolierende Passivierungsschicht, eine gegebenenfalls organische Halbleiterschicht und eine zweite Elektrodenschicht bzw. Top-Elektrodenschicht. Die Halbleiterschicht wird typischerweise durch Aufschleudern, Rakeln oder Drucken einer Lösung gebildet.
Es hat sich gezeigt, dass bei der Verwendung eines Druckverfahrens zur Bildung einer strukturierten organischen Funktionsschicht, wobei die dünnflüssige Lösung das Druckmedium bildet, keine sauber strukturierten Schichtränder gebildet werden können. Aufgrund der, zur Bildung der gewünschten Funktionsschichtdicke erforderlichen Auftragsmenge an Druckmedium pro Flächeneinheit verschmiert oder verläuft das strukturiert aufgedruckte Druckmedium in angrenzende Bereiche, in denen das Druckmedium ausgespart werden soll.
Es ist nun Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Verfahren zur
Herstellung eines organischen elektrischen Bauelements mit strukturiert gedruckter organischer Funktionsschicht sowie ein solches Bauelement bereitzustellen.
Die Aufgabe wird für das Verfahren zur Herstellung eines organischen elektrischen Bauelements, welches mindestens eine strukturierte organische Funktionsschicht umfasst, welche mittels eines Druckverfahrens gebildet wird, dadurch gelöst, dass die mindestens eine strukturierte organische Funktionsschicht im Querschnitt gesehen durch mindestens zwei zumindest bereichsweise übereinander gedruckte Einzelschichten gebildet wird, indem ein Druckmedium, das durch eine Lösung mindestens eines organischen Funktionsschichtmaterials in einem Lösungsmittel bereitgestellt wird, mindestens zweimal gedruckt wird. Die Aufgabe wird für das organische elektrische Bauelement, erhältlich nach dem erfindungsgemäßen Verfahren, welches mindestens eine strukturierte organische Funktionsschicht umfasst, welche mittels eines Druckverfahrens ausgebildet ist, dadurch gelöst, dass die mindestens eine strukturierte organische Funktionsschicht im Querschnitt gesehen durch mindestens zwei, zumindest bereichsweise übereinander gedruckte Einzelschichten gebildet ist, so dass eine Schichtdicke der mindestens einen strukturierten organischen Funktionsschicht sich aus der Summe der Schichtdicken der mindestens zwei Einzelschichten zusammensetzt.
Es hat sich gezeigt, dass dünne Schichten des dünnflüssigen Druckmediums ohne weiteres sauber gedruckt werden können, so dass eine strukturierte organische Funktionsschicht in der gewünschten Form und mit scharfen Schichträndern gedruckt werden kann. Durch wiederholtes strukturiertes Aufdrucken und Trocknen des Druckmediums wird die
Schichtdicke der strukturierten organischen Funktionsschicht schrittweise erhöht, bis genügend Einzelschichten gebildet sind und deren Schichtdicken in Summe die benötigte Schichtdicke der strukturierten organischen Funktionsschicht ergeben.
Überraschender weise hat sich gezeigt, dass die Ausbildung der strukturierten organischen Funktionsschicht aus mehreren Einzelschichten sich nicht negativ auf die Eigenschaften der gebildeten Funktionsschicht auswirkt, sondern dass die gebildete Funktionsschicht insbesondere in ihren elektrischen und mechanischen Eigenschaften gleichwertig ist mit beispielsweise einer in einem Auftrag, beispielsweise durch Rakeln gebildeten Funktionsschicht. Erklärt wird dies dadurch, dass beim Aufdrucken einer Einzelschicht auf eine bereits getrocknete Einzelschicht die Oberfläche der getrockneten Einzelschicht wieder geringfügig durch das Lösungsmittel des Druckmediums angelöst wird und sich die bereits getrocknete Einzelschicht optimal mit dem Druckmedium verbindet, ohne aber von diesem wieder ganz aufgelöst zu werden.
Weiterhin hat das erfindungsgemäße Verfahren den Vorteil, dass Druckfehler in einer der Einzelschichten durch die nachfolgend gebildete Einzelschicht ausgeglichen werden können. Entsteht beim Drucken einer Einzelschicht beispielsweise ein Druckfehler in Form einer kleinen Öffnung in der Einzelschicht, so wird die Öffnung beim Aufdrucken der nächsten Einzelschicht auf die bereits getrocknet vorliegende Einzelschicht mit Druckmedium verfüllt und der Druckfehler ausgeglichen, da die Wahrscheinlichkeit gering ist, dass an der gleichen Stelle erneut ein
Druckfehler auftritt. Somit steigt unter Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens die Ausbeute an funktionsfähigen Bauelementen.
Es hat sich bewährt, wenn das Bauelement in dieser Reihenfolge ein Substrat, eine erste Elektrode, die mindestens eine strukturierte organische Funktionsschicht und eine zweite Elektrode aufweist. Die mindestens eine strukturierte organische Funktionsschicht ist dabei insbesondere eine Halbleiterschicht und/oder eine elektrisch isolierende Schicht. Alternativ oder in Kombination dazu können die erste und/oder die zweite Elektrode ebenfalls als strukturierte organische Funktionsschicht(en) ausgebildet sein und gegebenenfalls mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet sein. Weiterhin können organische halbleitende Schichten, die die Funktion eines Lochblockers (hole-blocker) oder eines Elektronenblockers, wie sie bei Solarzellen üblich sind, als strukturierte organische Funktionsschicht(en) ausgebildet sein und gegebenenfalls mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet werden.
Es ist bevorzugt, wenn das Druckmedium ein erstes Mal strukturiert gedruckt und getrocknet wird, wobei eine erste Einzelschicht der organischen Funktionsschicht gebildet wird, wenn anschließend das Druckmedium mindestens ein weiteres Mal strukturiert in Form der ersten Einzelschicht auf die erste Einzelschicht gedruckt und getrocknet wird, wobei mindestens eine weitere Einzelschicht der organischen Funktionsschicht gebildet wird. Je mehr Einzelschichten gedruckt werden, um die strukturierte organische Funktionsschicht aufzubauen, desto geringer ist die Wahrscheinlichkeit eines Defekts dieser Funktionsschicht aufgrund von Druckfehlern.
Es hat sich bewährt, wenn das Druckmedium zur Bildung der ersten
Einzelschicht und zur Bildung der mindestens einen weiteren Einzelschicht hinsichtlich des Lösungsmittels unterschiedlich ausgebildet wird. So kann ein erstes Druckmedium zur Bildung der ersten Einzelschicht beispielsweise ein erstes organisches Lösungsmittel und ein zweites Druckmittel zur Bildung der mindestens einen weiteren Einzelschicht ein dazu unterschiedliches organisches Lösungsmittel enthalten, bei beispielsweise gleichem Gehalt an organischem Funktionsschichtmaterial aufweisen.
Weiterhin kann das Druckmedium zur Bildung der ersten Einzelschicht und zur Bildung der mindestens einen weiteren Einzelschicht hinsichtlich einer Konzentration des mindestens einen organischen Funktionsschichtmaterials im Lösungsmittel unterschiedlich ausgebildet sein. So kann ein erstes Druckmedium zur Bildung der ersten Einzelschicht beispielsweise eine niedrigere Konzentration des mindestens einen organischen Funktionsschichtmaterials und ein zweites Druckmittel zur Bildung der mindestens einen weiteren Einzelschicht eine höhere Konzentration des mindestens einen organischen Funktionsschichtmaterials enthalten, bei beispielsweise gleichem Lösungsmittel.
Es kann aber auch vorgesehen sein, das Verhältnis unterschiedlicher organischer Funktionsschichtmaterialien zueinander im Druckmedium zur Bildung der ersten Einzelschicht und zur Bildung der mindestens einen weiteren Einzelschicht zu variieren.
Somit kann sowohl das Lösungsmittel, als auch die Konzentration an organischem Funktionsschichtmaterial wie auch das Verhältnis unterschiedlicher organischer Funktionsschichtmaterialien zueinander im Druckmedium verändert werden, um die unterschiedlichen Einzelschichten zu bilden.
Es ist bevorzugt, wenn das Druckmedium bei einer Temperatur von 25°C eine Viskosität im Bereich von 0,5 bis 20 mPa s aufweist.
Das Druckmedium wird bevorzugt mit einer Temperatur im Bereich von 20 bis 600C verdruckt wird und weist dabei insbesondere eine Viskosität im Bereich von 0,5 bis 20 mPa s auf.
Es hat sich bewährt, wenn das Druckmedium zur Bildung einer Einzelschicht in einer Menge im Bereich von 5 bis 25 ml/m2 aufgedruckt wird. Dadurch entstehen nasse Schichten in einer Schichtdicke, die nicht mehr zu einem Verschmieren oder Verlaufen neigt. Insbesondere hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn das Druckmedium zur Bildung der ersten Einzelschicht in einer Menge im Bereich von 5 bis 10 ml/m2 aufgedruckt wird. Bevorzugt ist es dabei, die erste Einzelschicht derart auszubilden, dass nach dem Trocknen eine Schichtdicke im Bereich von 5 bis 10 nm vorliegt. Die erste Einzelschicht bildet dabei bevorzugt einen Haftvermittler auf einer strukturiert mit Druckmedium zu bedruckenden, schwer benetzbaren Oberfläche aus und verbessert eine Anhaftung weiterer Einzelschichten.
Weiterhin hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn dass das Druckmedium zur Bildung mindestens einer weiteren Einzelschicht in einer Menge im Bereich von 10 bis 25 ml/m2 aufgedruckt wird. Bevorzugt ist es dabei, die mindestens eine weitere Einzelschicht derart auszubilden, dass nach dem Trocknen eine Schichtdicke im Bereich von 20 bis 60 nm vorliegt. Weiterhin hat es sich bewährt, wenn die mindestens eine strukturierte organische Funktionsschicht in einer Schichtdicke im Bereich von 50 bis 300 nm, insbesondere im Bereich von 100 bis 250 nm, ausgebildet wird.
Zur Bildung der mindestens einen organischen Funktionsschicht werden bevorzugt mindestens drei Einzelschichten übereinander gedruckt und getrocknet.
Das Druckmedium weist idealerweise 0,5 bis 10 Gew.-%, insbesondere 5 bis 7 Gew.-%, mindestens eines organischen Funktionsschichtmaterials in dem Lösungsmittel gelöst auf.
Wird das Druckmedium mit einem ersten und mindestens einem zweiten organischen Funktionsschichtmaterial ausgebildet, so ist es bevorzugt, wenn das erste und das mindestens eine zweite organische Funktionsschichtmaterial jeweils zu 0,25 bis 5 Gew.-%, insbesondere zu 0,5 bis 4 Gew.-%, in dem Lösungsmittel gelöst werden.
Weiterhin hat es sich bewährt, wenn dem Druckmedium mindestens ein organischer oder anorganischer Füllstoff in Form von Nanopartikeln oder Nanokügelchen mit einem Durchmesser im Bereich von einigen Nanometern zugesetzt wird. Derartige Füllstoffe können das Druckverhalten des Druckmediums verbessern und/oder Eigenschaften besitzen, die die Effizienz der strukturierten organischen Funktionsschicht bzw. des ganzen Bauelements steigern.
Dem Druckmedium werden vorzugsweise < 5 Gew.-%, insbesondere 0,1 bis 1 Gew.-% des mindestens einen Füllstoffs zugesetzt.
Es ist bevorzugt, wenn die mindestens eine strukturierte organische Funktionsschicht als eine organische Halbleiterschicht ausgebildet wird.
In diesem Fall hat es sich bewährt, wenn das elektronische Bauelement als organische Solarzelle (OPV) ausgebildet wird.
Der mindestens eine Füllstoff wird im Fall der Solarzelle bevorzugt aus einem transparenten Material, insbesondere aus Siθ2 oder ZnS, gebildet wird. So bilden beispielsweise SiO2- Kügelchen in der organischen Halbleiterschicht einer Solarzelle Streuzentren für einfallendes Licht, wodurch die elektrische Leistung der Solarzelle erhöht wird.
Es hat sich bewährt, wenn die mindestens eine organische Halbleiterschicht der Solarzelle durch mindestens zwei organische Halbleitermaterialien gebildet wird, indem ein Komposit aus mindestens einem Elektronen- Donator und mindestens einem Elektronen-Akzeptor in einem Verhältnis von 2:0,5 bis 0,5:2, insbesondere im Verhältnis von 1 :0,9 bis 1 :1 , gebildet wird.
Als besonders für die Solarzelle geeignet hat sich erwiesen, dass der mindestens eine Elektronen-Donator aus einem Polythiophen, insbesondere aus Poly(3-Hexylthiophen) (P3HT), und der mindestens eine Elektronen- Akzeptor aus einem Fullerenderivat, insbesondere aus PCBM, gebildet wird.
Organische Funktionsschichtmaterialien zur Herstellung elektrisch leitender, halbleitender oder elektrisch isolierender Funktionsschichten werden bevorzugt in einem organischem Lösungsmittel oder Lösungsmittelgemisch gelöst, um das Druckmedium herzustellen.
Es hat sich bewährt, wenn eine Trocknung einer zuletzt gedruckten Einzelschicht bei einer höheren Temperatur erfolgt als eine Trocknung aller vorher gedruckten Einzelschicht(en). Eine getrocknete Einzelschicht, die nachfolgend mit Druckmittel zur Bildung einer weiteren Einzelschicht bedruckt werden soll, weist vorzugsweise einen geringen Restgehalt an Lösungsmittel auf, der das Anlösen der Oberfläche der trockenen Einzelschicht durch das Druckmedium erleichtert. Sind alle Einzelschichten gedruckt, so werden Reste von Lösungsmittel aus allen Einzelschichten ausgetrieben und gleichzeitig die strukturierte organische Funktionsschicht in ihre gewünschte Gefügestruktur überführt, wobei eine Temperung des komplettierten Einzelschichtstapels bei einer höheren Temperatur erfolgt als die Trocknung der zuvor gebildeten Einzelschichten. Dabei hat es sich bewährt, wenn eine Trocknung der zuletzt gedruckten Einzelschicht bzw. eine Temperung aller gebildeten Einzelschichten bei einer Temperatur im Bereich von 100 bis 1600C erfolgt. Alternativ dazu kann die zuletzt gedruckte Einzelschicht aber bei der gleichen Temperatur getrocknet werden, wie alle vorher gebildeten Einzelschichten und erst nach Komplettierung aller Schichten des Bauelements eine Temperung des Bauelements bei 100 bis 16O0C erfolgen.
Die organische Funktionsschicht bzw. das Bauelement aus den mindestens zwei Einzelschichten wird bevorzugt über einen Zeitraum von 2 bis 5 min getempert, um beispielsweise die Funktionalität des Bauelements zu verbessern.
Bei der Solarzelle wird die erste Elektrode und das Substrat der Solarzelle transparent ausgebildet, um einfallendes Licht zur organischen
Halbleiterschicht durchzulassen. Weiterhin oder alternativ dazu kann die zweite Elektrode der Solarzelle transparent ausgebildet werden.
Insbesondere hat es sich bewährt, wenn die erste Elektrode aus Indium- Zinn-Oxid (ITO) gebildet wird. Aber auch dotiertes Polyethylen, Polyanilin, Silber, Gold, organische Halbleiter, nanopartikuläre Lösungen und so weiter sind verwendbar.
Zwischen der ersten Elektrode und der strukturierten organischen Halbleiterschicht oder der zweiten Elektrode und der strukturierten organischen Halbleiterschicht der Solarzelle kann eine Lochblocker-Schicht, insbesondere aus TiO2 angeordnet werden, welche die elektrische Ableitung von Ladungen verbessert. Zur Bildung der anderen Elektrode auf einer Schicht, die auf der Seite der organischen Halbleiterschicht angeordnet wird, welche der Lochblocker- Schicht abgewandt ist, und welche mitunter die Funktion einer Elektronenblocker-Schicht übernimmt, hat sich elektrisch leitfähiges Polymer, insbesondere Poly-3,4-Ethylenedioxythiophene (PEDOT)1 bewährt.
Das organische elektronische Bauelement enthaltend eine organische Halbleiterschicht kann aber auch als eine organische Leuchtdiode (OLED, PLED, SOLED, SMOLED) ausgebildet werden.
Schließlich kann die mindestens eine organische Funktionsschicht als eine organische dielektrische Schicht, insbesondere aus PMMA, PHS/PVP, Melaminharz, Phenolharz oder Gemischen aus diesen ausgebildet werden.
Eine organische dielektrische Schicht ermöglicht, dass das elektronische Bauelement als organischer Widerstand oder organischer Kondensator ausgebildet wird.
Weiterhin ist es möglich, dass das elektronische Bauelement mit zwei strukturierten organischen Funktionsschichten, nämlich mit einer organischen Halbleiterschicht und einer organischen dielektrischen Schicht ausgebildet wird, insbesondere als organischer Feldeffekttransistor (OFET).
Eine organische Halbleiterschicht kann neben oder alternativ zu den bereits oben genannten organischen Halbleitermaterialien aus der Gruppe der Polythiophene und Fullerenderivate generell auch Polyalkylthiophene, Polydihexylterthiophene (PDHTT), Polythienylenvinylene, Polyfluoren- Derivate, konjugierte Polymere, „small molecules", wie Pentacen oder Tetracen, usw. enthalten.
Es ist bevorzugt, das Druckmedium im Tiefdruck zu verdrucken. Alternativ kann auch Flexodruck, Siebdruck oder eine Düse zum strukturierten Applizieren des Druckmediums eingesetzt werden.
Weiterhin hat es sich bewährt, wenn das Substrat aus einer flexiblen Folie mit einer Dicke im Bereich von 6 μm bis 1 mm, insbesondere im Bereich von 12 μm bis 150 μm gebildet wird. Dies ermöglichst die Bildung biegsamer organischer elektrischer Bauelemente, da die übrigen
Funktionsschichten üblicherweise eine sehr viel geringere Schichtdicke als das Substrat aufweisen und die Biegsamkeit nicht oder nur unwesentlich beeinträchtigen. Als Folienmaterialien kommen generell anorganische oder organische Materialien in Frage, insbesondere PET, PEN, PVC oder Glas.
Im Hinblick auf eine kostengünstige und rationelle Herstellung einer Vielzahl von gleichen oder unterschiedlichen, gegebenenfalls miteinander zu Bauelementgruppen elektrisch verschalteten Bauelementen auf einem Substrat hat es sich bewährt, wenn als flexible Folie ein langgestreckter Folienstreifen verwendet wird, welcher in einem Rolle-zu-Rolle-Prozess verarbeitet wird. Dabei wird der langgestreckte Folienstreifen auf eine Vorratsrolle aufgewickelt bereitgestellt, von dieser abgezogen, darauf sukzessive die einzelnen Funktionsschichten der Bauelemente gebildet und schließlich der Folienstreifen inklusive einer Vielzahl von darauf gebildeten Bauelementen und/oder Bauelementgruppen auf eine weitere Vorratsrolle aufgewickelt. Daran kann sich eine Vereinzelung von Bauelementen und/oder Bauelementgruppen, insbesondere durch Schneiden oder Stanzen, anschließen oder weitere Verfahrensschritte vorgenommen werden, wie beispielsweise eine thermische, chemische oder mechanische Behandlung, eine Beschichtung, eine Bestrahlung usw.
Die Verwendung eines Druckmediums, welches bei einer Temperatur von 250C eine Viskosität im Bereich von 0,5 bis 20 mPa s und weiterhin einen Feststoffgehalt im Bereich von 0,5 bis 10 Gew.-% an organischem Funktionsschichtmaterial aufweist, zum Drucken von mindestens zwei übereinander angeordneten Einzelschichten, welche zusammen eine organische Funktionsschicht des erfindungsgemäßen organischen elektrischen Bauelements bilden, ist ideal.
Die Figuren 1a bis 3 sollen die Erfindung beispielhaft erläutern. So zeigen
Figuren 1 a bis 1e die Bildung eines organischen elektrischen Bauelements,
Figur 2 eine organische Solarzelle im Querschnitt, und
Figur 3 eine weitere organische Solarzelle im Querschnitt.
Figur 1a zeigt ein Substrat 1 aus einer flexiblen, transparenten PET-FoNe1 die eine Schichtdicke von 20 μm aufweist. Auf das Substrat 1 wird als erste Elektrode 3 eine Schicht aus ITO strukturiert appliziert. Nun wird auf die erste Elektrode 3 eine erste Einzelschicht 2a im Tiefdruck strukturiert gedruckt, wobei als Druckmedium eine Lösung von 1 ,5 Gew.-% organischem Halbleitermaterial in einem organischen Lösungsmittel verwendet wird und eine Viskosität von 1 ,5 mPa s (bei 25°C) aufweist. Das Druckmedium in einer Menge von 14 ml/m2 aufgedruckt und bei etwa 1200C in Heißluft getrocknet. Gemäß Figur 1b wird nun auf die getrocknete erste Einzelschicht 2a eine zweite Einzelschicht 2b mittels des gleichen Druckmediums im Tiefdruck gleichermaßen strukturiert aufgedruckt und bei etwa 1200C getrocknet.
Gemäß Figur 1c wird nun auf die getrocknete erste Einzelschicht 2a und die getrocknete zweite Einzelschicht 2b mittels des gleichen Druckmediums im Tiefdruck eine dritte Einzelschicht 2c als letzte Einzelschicht des Schichtstapels gleichermaßen strukturiert aufgedruckt.
Anschließend wird der Schichtstapel aus erster, zweiter und dritter Einzelschicht 2a, 2b, 2c bei etwa 1500C in Heißluft getrocknet und getempert. Dabei wird ein Restgehalt an Lösungsmittels aus den Einzelschichten ausgetrieben und gegebenenfalls eine andere Gefügestruktur erzeugt, indem eine Kristallisation oder
Umorientierungseffekte auftreten, gegebenenfalls unterstützt durch Anlegen einer äußeren Spannung oder eines äußeren Kraftfeldes (elektrisches Feld, magnetisches Feld). Die drei Einzelschichten bilden zusammen eine strukturierte organische halbleitende Funktionsschicht 2 gemäß Figur 1d. Die Schichtdicke der strukturierten organischen halbleitenden Funktionsschicht 2 beträgt 70 nm.
Vor oder nach der Bildung der strukturierten organischen halbleitenden Funktionsschicht 2 können weitere Funktionsschichten gebildet werden. Gemäß Figur 1e wird abschließend eine zweite Elektrode 4 aus Silber aufgedampft.
Um den Verfahrensablauf in den Figuren 1a bis 1e zu verdeutlichen, sind die erste, zweite und dritte Einzelschicht 2a, 2b, 2c als separate Schichten dargestellt. Aufgrund der geringen Schichtdicken der drei Einzelschichten und der innigen Verbindung der drei Einzelschichten miteinander ist eine Trennlinie zwischen diesen im Querschnitt gesehen aber in Wirklichkeit nicht oder nur schwer auszumachen. Lediglich senkrecht zur Ebene des Substrats 1 ist im Randbereich der Einzelschichten 2a, 2b, 2c erkennbar, dass mehrere Schichten zur Bildung der strukturierten organischen Funktionsschicht 2 gebildet wurden.
So zeigt Figur 1 f eine Draufsicht auf den Schichtstapel gemäß Figur 1c. Senkrecht zur Ebene des Substrats 1 und der ersten Elektrode 3 ist unschwer erkennbar, dass geringe Lageabweichungen der Einzelschichten 2a, 2b, 2c zueinander aufgrund von üblicherweise beim Drucken auftretenden Positionierungsungenauigkeiten auftreten. Das Druckwerkzeug muss relativ zu einer oder mehreren bereits vorhandenen getrockneten Einzelschichten positioniert werden, um die nächste
Einzelschicht möglichst genau über den bereits vorhandenen trockenen Einzelschichten zu bilden. So können die Schichtränder von getrockneten Einzelschichten senkrecht zur Ebene des Substrats 1 gesehen um bis zu 0,1 mm voneinander entfernt verlaufen, abhängig von der Genauigkeit der Registrierung.
Figur 2 zeigt eine organische Solarzelle mit einem Substrat 1 aus einer flexiblen, transparenten PET-Folie, die eine Schichtdicke von 16 μm aufweist. Auf das Substrat 1 wird als erste Elektrode 3 eine transparente Schicht aus ITO appliziert. Nun wird auf der ersten Elektrode 3 eine Lochblocker-Schicht aus einer TiO2-Schicht 3a gebildet, indem eine auf Tetraalkyltitanat basierende Lösung aufgebracht wird, wobei zweimal 16 ml/m2 dieser Lösung strukturiert aufgedruckt werden. Die Viskosität des Druckmediums bzw. der Lösung zur Bildung der TiO2-Schicht 3a beträgt 1 ,5 mPa s bei einer Temperatur von etwa 25°C.
Eine strukturierte organische Funktionsschicht 2 aus organischem Halbleitermaterial wird nun gemäß den Figuren 1a bis 1d gebildet, wobei drei Einzelschichten im Tiefdruck strukturiert aufgedruckt werden. Als Druckmedium wird eine Lösung von etwa 1 ,6 Gew.-% P3HT und etwa 0,8 Gew.-% PCBM (also im Verhältnis 2:1) in organischem Lösungsmittel verwendet, wobei eine Viskosität des Druckmediums von 4 mPa s (bei 45°C) erreicht wird. Das Druckmedium wird in einer Menge von 12 ml/m2 auf die TiO2-Schicht 3a aufgedruckt und getrocknet. Anschließend wird der Schichtstapel aus erster, zweiter und dritter Einzelschicht bei 1500C in Heißluft getrocknet und getempert. Dabei wird ein Restgehalt an organischem Lösungsmittel aus den Einzelschichten ausgetrieben. Die drei Einzelschichten 2a, 2b, 2c bilden zusammen die strukturierte organische Funktionsschicht 2, deren Schichtdicke 150 nm beträgt. Auf der strukturierten organischen Funktionsschicht 2 wird eine halbleitende Schicht 4b aus PEDOT gebildet, indem eine PEDOT-Lösung im Flexodruck strukturiert aufgedruckt und getrocknet und anschließend ein zweites Mal und deckungsgleich dazu strukturiert aufgedruckt und getrocknet wird. Schließlich wird eine strukturierte zweite Elektrode 4a aus Silber gebildet.
Figur 3 zeigt eine organische Solarzelle mit einem Substrat 10 aus Glas, welches eine Schichtdicke von 160 μm aufweist. Auf das Substrat 10 wird als erste Elektrode 30 eine transparente Schicht aus ITO aufgesputtert. Nun wird auf die erste Elektrode 30 als Lochblockerschicht eine Tiθ2-Schicht 30a, wie bereits für die Schicht 3a in Figur 2 beschrieben, aufgebracht. Eine strukturierte organische Funktionsschicht 20 aus organischem Halbleitermaterial wird gemäß den Figuren 1a bis 1d gebildet, wobei drei Einzelschichten im Tiefdruck strukturiert aufgedruckt werden. Als Druckmedium wird wieder eine Lösung von 1 ,6 Gew.-% P3HT und 0,8 Gew.-% PCBM (also im Verhältnis 2:1) in organischem Lösungsmittel verwendet wird. Weiterhin sind dem Druckmedium 0,1 Gew.-% Füllstoff 50 in Form von SiO2-Kügelchen mit einem Durchmesser im Bereich von 5 nm als Streuzentren für einfallendes Licht beigemengt. Das Druckmedium wird in einer Menge von 15 ml/m2 aufgedruckt und getrocknet. Anschließend wird der Schichtstapel aus erster, zweiter und dritter Einzelschicht bei etwa 15O0C in Heißluft getrocknet und getempert. Dabei wird ein Restgehalt an organischem Lösungsmittel aus den Einzelschichten ausgetrieben. Die drei Einzelschichten bilden zusammen die strukturierte organische Funktionsschicht 20, deren Schichtdicke 100 nm beträgt. Auf der strukturierten organischen Funktionsschicht 20 wird eine halbleitende Schicht 40b aus PEDOT gebildet, wobei wie oben für Figur 2 beschrieben verfahren wird. Schließlich wird eine strukturierte zweite Elektrode 40a aus Silber gebildet.
Es ist hinzuzufügen, dass das erfindungsgemäße Verfahren sich zur Herstellung unterschiedlichster organischer elektrischer Bauelemente eignet, bei denen dünnflüssige Druckmedien, enthaltend organisches Funktionsschichtmaterial in Lösungsmittel gelöst, strukturiert verdruckt werden sollen. Somit sind die oben aufgeführten, organischen elektrischen Bauelemente nur beispielhaft und nicht abschließend genannt.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung eines organischen elektrischen Bauelements, welches mindestens eine strukturierte organische Funktionsschicht (2) umfasst, welche mittels eines Druckverfahrens gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine strukturierte organische Funktionsschicht (2) im Querschnitt gesehen durch mindestens zwei zumindest bereichsweise übereinander gedruckte Einzelschichten (2a, 2b, 2c) gebildet wird, indem ein Druckmedium, das durch eine Lösung mindestens eines organischen Funktionsschichtmaterials in einem Lösungsmittel bereitgestellt wird, mindestens zweimal gedruckt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckmedium ein erstes Mal strukturiert gedruckt und getrocknet wird, wobei eine erste Einzelschicht (2a) der organischen
Funktionsschicht gebildet wird, dass anschließend das Druckmedium mindestens ein weiteres Mal strukturiert in Form der ersten Einzelschicht (2a) auf die erste Einzelschicht (2a) gedruckt und getrocknet wird, wobei mindestens eine weitere Einzelschicht (2b, 2c) der organischen Funktionsschicht gebildet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckmedium zur Bildung der ersten Einzelschicht (2a) und zur Bildung der mindestens einen weiteren Einzelschicht (2c, 2c) hinsichtlich des Lösungsmittels unterschiedlich ausgebildet wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckmedium zur Bildung der ersten Einzelschicht (2a) und zur Bildung der mindestens einen weiteren Einzelschicht (2b, 2c) hinsichtlich einer Konzentration des mindestens einen organischen Funktionsschichtmaterials im Lösungsmittel unterschiedlich ausgebildet wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckmedium bei einer Temperatur von 25°C eine Viskosität im Bereich von 0,5 bis 20 mPa s aufweist.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckmedium mit einer Temperatur im Bereich von 20 bis 6O0C verdruckt wird und dabei eine Viskosität im Bereich von 0,5 bis
20 mPa s aufweist.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckmedium zur Bildung einer Einzelschicht (2a, 2b, 2c) in einer Menge im Bereich von 5 bis 25 ml/m2 aufgedruckt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckmedium zur Bildung der ersten Einzelschicht (2a) in einer Menge im Bereich von 5 bis 10 ml/m2 aufgedruckt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Einzelschicht (2a) derart gebildet wird, dass nach dem Trocknen eine Schichtdicke im Bereich von 5 bis 10 nm vorliegt.
10.Verfahren nach Anspruch 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckmedium zur Bildung mindestens einer weiteren Einzelschicht (2b, 2c) in einer Menge im Bereich von 10 bis 25 ml/m2 aufgedruckt wird.
11.Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine weitere Einzelschicht (2b, 2c) derart gebildet wird, dass nach dem Trocknen eine Schichtdicke im Bereich von 20 bis
60 nm vorliegt.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine strukturierte organische Funktionsschicht (2) in einer Schichtdicke im Bereich von 50 bis 300 nm, insbesondere im
Bereich von 100 bis 250 nm, ausgebildet wird.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bildung der mindestens einen strukturierten organischen Funktionsschicht (2) mindestens drei Einzelschichten (2a, 2b, 3c) übereinander gedruckt werden.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bildung des Druckmediums insgesamt 0,5 bis 10 Gew.-%, insbesondere 5 bis 7 Gew.-%, organisches Funktionsschichtmaterial in dem Lösungsmittel gelöst werden.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckmedium mit einem ersten und mindestens einem zweiten organischen Funktionsschichtmaterial ausgebildet wird, wobei das erste und das mindestens eine zweite organischen Funktionsschichtmaterial jeweils zu 0,25 bis 5 Gew.-%, insbesondere zu 0,5 bis 4 Gew.-%, in dem Lösungsmittel gelöst werden.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass dem Druckmedium mindestens ein anorganischer oder organischer Füllstoff (50) in Form von Nanopartikeln oder Nanokügelchen zugesetzt wird.
17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass dem Druckmedium < 5 Gew.-%, insbesondere 0,1 bis 1 Gew.-%, des mindestens einen Füllstoffs (50) zugesetzt werden.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass eine Trocknung einer zuletzt gedruckten Einzelschicht (2c) bei einer höheren Temperatur erfolgt als eine Trocknung aller vorher gedruckten Einzelschicht(en) (2a, 2b).
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass eine Trocknung der zuletzt gedruckten Einzelschicht (2c) bei einer Temperatur im Bereich von 100 bis 1600C erfolgt.
20. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine strukturierte organische Funktionsschicht (2, 20) als eine organische Halbleiterschicht ausgebildet wird und dass das elektronische Bauelement als organische Solarzelle (OPV) ausgebildet wird.
21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass dem Druckmedium zur Bildung der organischen Halbleiterschicht mindestens ein Füllstoff (50) aus einem transparenten Material, insbesondere aus SiO2 oder ZnS, beigefügt wird.
22. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine organische Halbleiterschicht durch mindestens zwei organische Halbleitermaterialien gebildet wird, indem ein Komposit aus mindestens einem Elektronen-Donator und mindestens einem Elektronen-Akzeptor in einem Verhältnis von 2:0,5 bis 0,5:2, insbesondere im Verhältnis von 1 :0,9 bis 1:1, gebildet wird.
23. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Elektronen-Donator aus einem Polythiophen und der mindestens eine Elektronen-Akzeptor aus einem Fullerenderivat gebildet wird.
24. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Elektronen-Donator aus Poly(3- Hexylthiophen) (P3HT) und der mindestens eine Elektronen-Akzeptor aus PCBM gebildet wird.
25. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine strukturierte organische Funktionsschicht als eine organische Halbleiterschicht ausgebildet wird und dass das elektronische Bauelement als eine organische Leuchtdiode (OLED, PLED1 SOLED, SMOLED) ausgebildet wird.
26. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine strukturierte organische Funktionsschicht als eine organische dielektrische Schicht, insbesondere aus PMMA,
PHS/PVP, Melaminharz, Phenolharz oder Gemischen aus diesen ausgebildet wird.
27. Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass das elektronische Bauelement als organischer Widerstand oder organischer Kondensator ausgebildet wird.
28. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass das elektronische Bauelement mit zwei organischen Funktionsschichten in Form einer organischen Halbleiterschicht und einer organischen dielektrischen Schicht ausgebildet wird, insbesondere als organischer Feldeffekttransistor (OFET).
29. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckmedium im Tiefdruck, im Flexodruck, im Siebdruck oder mittels einer Düse strukturiert aufgebracht wird.
30. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauelement umfassend ein Substrat (1 , 10) aus einer flexiblen
Folie mit einer Dicke im Bereich von 6 μm bis 1 mm, insbesondere im Bereich von 12 μm bis 150μm, ausgebildet wird.
31. Verfahren nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass als flexible Folie ein langgestreckter Folienstreifen verwendet wird, welcher in einem Rolle-zu-Rolle-Prozess verarbeitet wird.
32. Organisches elektrisches Bauelement, erhältlich nach einem der Ansprüche 1 bis 31, welches mindestens eine strukturierte organische Funktionsschicht (2) umfasst, welche mittels eines Druckverfahrens ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine strukturierte organische Funktionsschicht (2) im Querschnitt gesehen durch mindestens zwei, zumindest bereichsweise übereinander gedruckte Einzelschichten (2a, 2b, 2c) gebildet ist, so dass eine Schichtdicke der mindestens einen strukturierte organischen Funktionsschicht (2) sich aus der Summe der
Schichtdicken der mindestens zwei Einzelschichten (2a, 2b, 2c) zusammensetzt.
33. Organisches elektrisches Bauelement nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauelement in dieser Reihenfolge ein Substrat (1, 10), eine erste Elektrode (3, 30), die mindestens eine strukturierte organische Funktionsschicht (2, 20) und eine zweite Elektrode (4, 4a, 40a) aufweist.
34. Organisches elektrisches Bauelement nach einem der Ansprüche 32 oder 33, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Elektrode (3, 30) und/oder die zweite Elektrode (4, 4a,
40a) aus einem elektrisch leitfähigen Polymer gebildet sind.
35. Organisches elektrisches Bauelement nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Elektrode (3, 30) und/oder die zweite Elektrode (4, 4a, 40a) selbst eine strukturierte organische Funktionsschicht bilden.
36. Organisches elektrisches Bauelement nach einem der Ansprüche 32 bis 35, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauelement als eine organische Solarzelle (OPV), ein organischer Feldeffekttransistor (OFET), eine organische Leuchtdiode (OLED, PLED, SOLED, SMOLED), ein organischer Widerstand oder ein organischer Kondensator ausgebildet ist.
37. Organisches elektrisches Bauelement nach einem der Ansprüche 33 bis 36, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat (1 , 10) aus PET, PEN, PVC oder Glas gebildet ist.
38. Verwendung eines Druckmediums, welches bei einer Temperatur von 25°C eine Viskosität im Bereich von 0,5 bis 20 mPa s und einen Feststoffgehalt im Bereich von 0,5 bis 10 Gew.-% an organischem Funktionsschichtmaterial aufweist, zum Drucken von mindestens zwei übereinander angeordneten Einzelschichten (2a, 2b, 2c), welche zusammen die mindestens eine strukturierte organische Funktionsschicht (2) des organischen elektrischen Bauelements nach Anspruch 32 bilden.
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