WO2013104571A1 - Verfahren zur herstellung optoelektronischer organischer bauteile, vorrichtung hierfür und optoelektronisches organisches bauteil - Google Patents

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WO2013104571A1
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organic
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Günter Schmid
Daniel Steffen Setz
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Osram Opto Semiconductors Gmbh
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    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/11—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers

Definitions

  • an optoelectronic organic component is specified, which with such a method
  • One object to be solved is to specify an optoelectronic organic component which has a high degree of stability
  • an object to be solved is to provide a method and an apparatus for producing such a component.
  • the method for producing an optoelectronic organic component is determined.
  • an organic light-emitting diode, OLED for short is produced by means of the method.
  • the method for producing an optoelectronic organic component is determined.
  • an organic light-emitting diode, OLED for short is produced by means of the method.
  • this includes the step of providing one
  • the substrate is preferably a component that mechanically stabilizes and supports the component
  • the substrate is transparent to visible light.
  • the substrate may be clear or opaque.
  • the substrate is a glass plate, a plastic plate, a Plastic film, a semiconductor wafer, a ceramic or a metal plate or a metal foil.
  • a radiation-active organic material is applied to the substrate.
  • the radiation-active organic material is preferably arranged at least in an active layer and may be designed to be ready in operation
  • the organic radiation-active material is embedded in a matrix of a non-radiation-active organic material.
  • the active layer with the radiation-active organic material is part of an organic layer sequence.
  • the organic layer sequence can, in addition to the active layer, other functional layers such as charge carrier transport layers, charge carrier barrier layers and / or
  • the organic layer sequence has a plurality of active layers, functional layers such as ambipolar ones being present between adjacent active layers
  • Carrier injection layers can be located.
  • the at least one source is adapted to
  • the at least one source is provided by a heatable crucible formed in which the organic material to be applied is located.
  • an electric field is applied at least in regions between the substrate and the source.
  • the application of the electric field can take place in that the substrate and the
  • the organic radiation active material is deposited on the substrate from the gas phase while the electric field is applied between the substrate and the source.
  • the applied electric field makes it possible for molecules of the radiation-active organic material to be applied anisotropically to the substrate. In other words, the molecules of the radiation-active organic material then have a preferred orientation relative to the substrate.
  • the molecules of the radiation-active organic material are at least indirectly aligned by means of the electric field such that transition dipole moments of the molecules of the radiation-active organic material are predominantly aligned parallel to a main side of the substrate.
  • organic material are oriented so that their
  • Substrate are aligned.
  • parallel may mean that an angle between the transitional dipole moment and the Main side is less than 45 ° or less than 30 ° or less than 15 °.
  • transition dipole moment is referred to in particular: "IUPAC Compendium of Chemical Terminology, 2nd ed. (The” Gold Book ”) Compiled by AD McNaught and A. Wilkinson, Blackwell Scientific Publications, Oxford (1997). . “, doi: 10.1351 / goldbook. 06460. The disclosure of this document is incorporated by reference.
  • this serves for producing an optoelectronic organic component and comprises the following steps:
  • the individual process steps can be carried out in the specified or in a different order.
  • the method may include additional steps.
  • organic light-emitting diodes in particular, there are several loss channels, so that not all photons generated in an active layer via electroluminescence pass out of the light-emitting diode. For example, coupling losses occur in the substrate and excitation of waveguide modes.
  • plasmons in particular on metallic electrodes, can be excited. Plasmons are collective lattice vibrations. The excitation of plasmons can account for about one-third of losses in an organic light-emitting diodes in particular, there are several loss channels, so that not all photons generated in an active layer via electroluminescence pass out of the light-emitting diode. For example, coupling losses occur in the substrate and excitation of waveguide modes.
  • plasmons in particular on metallic electrodes, can be excited. Plasmons are collective lattice vibrations. The excitation of plasmons can account for about one-
  • Transient dipole moment approximately correlated with a permanent or induced dipole moment in the electronic ground state of these molecules.
  • organic light-emitting diodes are preferably made of isotropic, amorphous materials and with isotropic, amorphous organic layers, since by means of such
  • Luminance distribution over an entire luminous area of a light emitting diode is achieved across.
  • amorphous materials is usually no or no significant orientation of
  • An organic layer stack typically has a thickness in the
  • a remote order is preferably not required.
  • a molecule hits a surface, especially a major side of the substrate, so it is energy-minimizing in one
  • the surface potentials can be changed by strong external electric fields.
  • Electrodes polarization charges are generated. As a result, a negatively or positively charged surface can be achieved.
  • a negatively or positively charged surface can be achieved.
  • the active layer is produced with a thickness of at least 4 nm or at least 5 nm or at least 7 nm. Further, the thickness is further preferably at most 100 nm or at most 50 nm or at most 30 nm or at most 20 nm.
  • the applied electric field preferably at least on the main side of the substrate, has a field strength of at least 0.1 V / mm or at least 100 V / mm or at least 1 kV / mm.
  • the applied electric field preferably at least on the main side of the substrate, has a field strength of at least 0.1 V / mm or at least 100 V / mm or at least 1 kV / mm.
  • the radiation-active organic material is a heteroleptic complex. It is then
  • the molecules of the radiation-active organic material are iridium complexes, platinum complexes or palladium complexes or mixtures thereof.
  • the radiation-active organic material is a
  • metal complexes such as lanthanoid complexes, such as europium complexes, or complexes with gold, rhenium, rhodium, ruthenium, osmium or zinc are suitable.
  • the molecules of the radiation-active organic material are iridium complexes and have the following structural formula:
  • CnN is an at least bidentate ligand which forms a metallacyclic ring with the metal atom.
  • the term CnN furthermore stands for a ligand in which the iridium atom is coordinated on the one hand by a carbon atom and on the other hand by a nitrogen atom. Both the carbon atom and the nitrogen atom are preferably in an aromatic ring system in front. In the case of the carbon atom, this is in particular a homocyclic aromatic ring.
  • the ring coordinated via the nitrogen atom to the iridium atom can be a heterocyclic ring which, besides the
  • Nitrogen atom no further or just another hetero atom, in particular a further nitrogen atom or an oxygen atom containing.
  • the two CnN ligands can together also form a tetradentate ligand.
  • an acetylacetonate derivative with one or both of the CnN ligands is possible.
  • the radicals Ri, R2 and R3 independently of one another are branched, unbranched condensed and / or
  • ring-shaped alkyl radicals and / or aryl radicals may in particular be the acetylacetonate itself.
  • Both the aryl radicals and the alkyl radicals may be completely or partially substituted with functional groups such as ether groups such as methoxy, ethoxy or propoxy groups, with ester groups, with amide groups or else with carbonate groups.
  • the radical R2 can also be hydrogen or fluorine.
  • R 1 and R 2 are methyl, ethyl or propyl and optionally also phenyl.
  • R 2 becomes common
  • Substituents such as fluorine on.
  • the introduction of fluorine substituents can facilitate the vaporizability of the complexes with such ligands.
  • the ligand CnN with the iridium atom forms a five-membered or six-membered metallacyclic ring.
  • the Ligand CnN phenylpyridine, phenylimigazole, phenyloxazole, benzylpyridine, imidazole, benzyl imidazole or benzyloxazole or a ligand having one of said compounds as a backbone, in which therefore the corresponding
  • substituents in particular fluorine atoms come into consideration, as by substitution with one or more fluorine atoms is a shift of the emission wavelength in the blue spectral range, in particular between 430 nm and 500 nm, or even the
  • ether groups such as methoxy, ethoxy or
  • the ligand CnN has at least three at least partially fused aromatic rings.
  • the ligand may even have four or more at least partially fused aromatic rings.
  • At least partially condensed here means that one or more condensed ring systems can be present in the ligand CnN.
  • the ligand may be formed by three fused aromatic rings to which a phenyl group or a benzyl group is attached. If there is more than one ring system in the ligand, the fused aromatic ring can be attached to both the
  • Aromatics may be condensed or to both rings
  • iridium (111), (Piq) 2 Ir (dpm) bis (phenylisoquinoline) (2,2,6,6-tetramethylheptane-3, 5-dionate) iridium (III) and iridium (III) bis (4-phenylthieno [ 3, 2-c] pyridinato-N, C2 ') acetylacetonate and mixtures of the abovementioned substances.
  • Ir (dpm) bis (phenylisoquinoline) (2,2,6,6-tetramethylheptane-3, 5-dionate) iridium (III) and iridium (III) bis (4-phenylthieno [ 3, 2-c] pyridinato-N, C2 ') acetylacetonate and mixtures of the abovementioned substances.
  • CnN stands for a ligand in which the iridium atom is coordinated by a carbene carbon atom and a nitrogen atom.
  • the radiation-active organic material becomes organic
  • the matrix material and the radiation-active material are preferably deposited together here. It is particularly preferably a coevaporation.
  • the matrix material has an anisotropic molecular structure, as may also be the case for the radiation-active material.
  • anisotropically shaped matrix material it is possible to assist the anisotropic alignment of the radiation active material or to cause the anisotropic alignment.
  • the matrix material is selected from compounds of the type AKB.
  • the structural element K stands for a structure Ar x -X-Ar 2 , the
  • Ar 1 and Ar 2 are identical or different aromatic rings and X is a single bond, another aromatic group or a linkage of Ar 1 and Ar 2 by means of a fused or fused ring, ie a ring, with both Ar 1 and Ar 2 are condensed together.
  • the structural elements A and B are identical or different and each comprise at least one aromatic ring, in particular an aromatic ring which is bonded directly or indirectly to the structural element K.
  • the groups Ar 1 , Ar 2 and X when X represents an aromatic group, may be unsubstituted or arbitrarily substituted aromatic compounds.
  • X represents an aromatic group
  • Structural element X if it is a non-aromatic bridge of the aromatic ring Ar 1 and Ar 2 .
  • any alkylene linkage as present for example in a fluorene group described by the structure Ar x -X-Ar 2 , may also be substituted as desired.
  • Phenyl group to be bound to such an alkylene group Phenyl group to be bound to such an alkylene group.
  • the structure Ar x -X-Ar 2 is in particular like a chain
  • Structural elements A and B are bound together so that For the case where X represents a bond or a ring fused to Ar 1 and Ar 2, the groups A and X or A and Ar are arranged in para position relative to one another. the same
  • Material can be provided that has a pronounced anisotropy.
  • the linkage of the structural elements A, K and B is chain-shaped, whereby it is achieved that the molecules with respect to the longitudinal axis passing through the groups A, K and B is significantly longer than the extent of the molecule in the directions orthogonal to this axis , in particular as far as the field of
  • Structure element K is affected.
  • Structural element K no spirocyclic group having more than five carbon atoms, in particular no such group in which an alkylene group which connects the rings Ar 1 and Ar 2 with each other, carries a spirocyclic ring as a substituent directly to the alkylene group
  • the groups Ar 1 and Ar 2 of the structural element K each represent a nitrogen atom. containing heterocycle and may, for example, a
  • Biphenyl a phenanthroline, a pyridine, a bipyridine and / or a pyrimidine derivative. Furthermore, can
  • both the structural element A and the structural element B of the matrix material A-K-B comprise an aromatically substituted amine group, in particular a
  • Structural element K is bound. In particular, that can
  • Matrix material in this case include a benzidine derivative. Such matrix materials have a rather planar
  • Structure elements A and B of the matrix material are formed so that a particularly anisotropic molecular structure results.
  • sterically demanding substituents can be provided at the ends of a rather elongated molecules.
  • the structural elements A and B can therefore be provided.
  • a substituted aromatic which carries a tertiary alkyl group, in particular in para ⁇ position. If the structural elements A and B each contain a nitrogen atom which is bonded directly to structural element K, only one of the two terminal substituents of the nitrogen atom or else both terminal substituents can carry such a substituted aromatic group. Instead of one substituted with a tertiary alkyl group
  • Aromatic group may also have a polycyclic aryl group in which at least two aromatic rings are attached to each other
  • the matrix material may be selected from one or more of the following compounds or at least one of the mentioned
  • Compounds include:
  • Suitable electron-transport materials are PBD (2- (4-biphenylyl) -5- (4-tert-butylphenyl) -1,3,4-oxadiazole), BCP (2,9-dimethyl-4,7-diphenyl-1,10 phenanthroline), BPhen (4,7-diphenyl-l, 10-phenanthroline), TAZ (3- (4-biphenylyl) -4-phenyl-5-tert-butylphenyl-1,2,4-triazole), Bpy- OXD (1,3-bis [2- (2,2'-bipyrid-6-yl) -1,3,4-oxadiazol-5-yl] benzene), BP-OXD-Bpy (6,6'-bis [5- (biphenyl-4-yl) -1,3,4-oxadiazol-2-yl] -2,2'-bipyridyl), PADN (2-phenyl-9,10-di (
  • hole-transporting materials examples include NPB ( ⁇ , ⁇ '-bis (naphth-1-yl) - ⁇ , ⁇ '-bis (phenyl) -benzidine, ⁇ -NPB ( ⁇ , ⁇ '-)
  • NTNPB N, '- di (naphth-2-yl) - ⁇ , ⁇ '-diphenylbenzene-1,4-diamine
  • BMPyP 1,4-di (1,10-phenanthrolin-3-yl) benzene
  • BBCP 1,4-di (1,10-phenanthrolin-3-yl) benzene
  • DPDPy 2,5-di (pyridin-4-yl) pyrimidine
  • BPyPyP 1, 4-bis (2- (pyridin-4-yl) pyrimidin-5-yl) benzene
  • BMPyP 1,4-di (1,10-phenanthrolin-3-yl) benzene
  • DPD 2,5-di (pyridin-4-yl) pyrimidine
  • BPyPyP 1, 4-bis (2- (pyridin-4-yl) pyrimidin-5-yl) benzene
  • PBAPA 2, 3, 5, 6-tetraphenyl-4,4'-bipyridine
  • TPPyPy 1,4-bis (2,3,3,6-tetraphenylpyridin-4-yl) benzene
  • BDPyPyP 4-bis (2, 6-tetrapyridinylpyridin-4-yl) benzene
  • the radiation-active organic material alone or together with the matrix material, with a deposition rate of
  • the deposition rate is preferably at most 0.1 nm / s or at most 0.03 nm / s.
  • the entire organic layer sequence comprising the active layer is produced with a thickness of at least 50 nm or at least 100 nm or at least 200 nm.
  • the thickness of the organic layer sequence is alternatively or additionally at most 1 ym or at most 500 nm or
  • a distance between a metallic electrode and the active layer is at least 30 nm or at least 50 nm or at least 80 nm and / or at most 200 nm or at most 120 nm.
  • an apparatus for producing optoelectronic organic components is specified.
  • the device may be a method as in connection with one or more of the above embodiments
  • the device comprises one or more sources of the radiation-active organic material as well as the matrix material. Furthermore, the device comprises a substrate holder for holding the substrate to be coated with the radiation-active organic material. Via the substrate holder, the substrate is durable and preferably also rotatable, pivotable and / or periodically displaceable in one or more spatial directions, also referred to as a wobble.
  • this comprises a grid electrode.
  • the grid electrode is located between the substrate holder and the source.
  • Grid electrode is set up by the
  • Grid electrode the radiation-active organic material is deposited on the substrate.
  • the grid electrode has a spacing from a growth side of the substrate which is smaller than a middle one
  • Lattice constant here denotes a periodicity of the lattice along one or along two main directions.
  • the lattice constants along the two main directions may differ.
  • the average lattice constant is at least 0.1 mm or at least
  • the mean lattice constant is at most 10 mm or at most 5 mm or at most 2 mm or at most 1 mm.
  • Longitudinal struts and cross struts of the grid electrode are electrically isolated from each other.
  • the longitudinal struts and the transverse struts with different electrical potentials can be acted upon.
  • individual regions of the grid electrode it is possible for individual regions of the grid electrode to be selectively brought to mutually different electrical potentials.
  • the orientation of the radiation-active molecules can be influenced during application. In addition, this can be a more homogeneous
  • the grid electrode is heatable.
  • the grid electrode is heatable.
  • Grid electrode have a comparatively large electrical resistance and are energized. It is possible that a temperature of the grid electrode is smaller than, equal to or higher than a temperature of the sources of the organic material. According to at least one embodiment of the device is located between the grid electrode and the
  • Substrate holder a mask.
  • the mask is arranged to apply the organic material in a structured manner on the substrate.
  • the mask can be a
  • this device is set up for an organic gas phase deposition English Organic vapor phase deposition or OVPD for short.
  • the organic material to be applied is applied by means of a stream of a carrier gas.
  • the device in which it is set up for OVPD it has one
  • Gas shower head on. From the gas showerhead out a uniform flow of applied organic molecules and the carrier gas. The gas showerhead is then at an electrical potential different from the substrate
  • an optoelectronic organic component in particular an organic light-emitting diode
  • the component is preferably produced by a method and / or with a device as indicated in connection with one or more of the abovementioned embodiments.
  • the component has an active layer with a
  • the active layer has a thickness of between 4 nm and 100 nm inclusive. Transient dipole moments of the molecules of the radiation-active organic material are predominantly parallel to the
  • FIGS 1, 2 and 6 are schematic representations of
  • FIGS 3 to 5 are schematic sectional views of
  • FIG. 1 illustrates a device 10 and a method for producing an optoelectronic organic component 1.
  • the device comprises a source 6, the
  • the molecules of a radiation-active organic material 4 are emitted in an evaporation cone C toward a substrate 2 on a substrate holder 25.
  • a grid electrode 8 with a mean lattice constant k.
  • an electrical voltage U2 is applied between the source 6 and the grid electrode 8.
  • a voltage Ul is further applied between the substrate 2, which preferably has an electrically conductive electrode on a side facing the source 6.
  • the molecules of the organic material 4 on the substrate 2 are at least
  • Transient dipole moments of the molecules of the material 4 are oriented parallel to a main side of the substrate 2 are applied.
  • a preferred emission direction of the molecules of the radiation-active organic material 4 is then preferably oriented perpendicular to a main side 20 of the substrate 2.
  • the device 10 furthermore has a mask 7.
  • the mask 7 can as
  • Shadow mask be structured and partially prevent the material 4 comes to the substrate 2.
  • the mask 7 may be grounded or it may be applied to the mask 7, a further electrical voltage.
  • the source has two evaporator crucibles 6a, 6b.
  • the molecules of the radiation-active organic material 4 and a matrix material 5 are applied simultaneously to the substrate 2.
  • the matrix material 5 and the radiation-active material 4 together form an active
  • Grid electrode 8 and the substrate 2 preferably smaller than the average lattice constant k, for example by at least a factor of 2 or 3 smaller. As in all other embodiments, it is possible that the
  • Grid electrode 8 is heated, for example by means of an electric current to prevent adsorption of the matrix material 5 or the radiation-active material 4 to the grid electrode 8.
  • Grid electrode 8 is greater than or equal to an extension of the evaporation cone C, so that in particular only the substrate 2, for example, needs to be rotated or laterally displaced. If the substrate 2 is moved by means of the substrate holder 25 relative to the source 6a, 6b, this is the case
  • Substrate 2 preferably close to the source 6a, 6b and the
  • Grid electrode 8 is then preferably not moved relative to source 6a, 6b.
  • radiation-active material 4 and the matrix material 5 can be achieved.
  • FIG. 3 shows an optoelectronic organic component 1 in the form of an organic light-emitting diode.
  • a first electrode 3a appropriate.
  • the electrode 3a may be an anode made of a transparent conductive oxide, TCO for short.
  • the electrode 3a comprises or consists of indium tin oxide.
  • the electrode 3a is followed by an organic one
  • the active layer 45 comprises the radiation-active organic material 4 and the matrix material 5. Additional functional layers such as charge carrier injection layers or barrier layers are not shown in FIG.
  • a second electrode 3b is applied, which is preferably designed as a cathode and a metal such as silver,
  • Lithium or gold comprises or consists of one or more of said metals.
  • the electrode 3b can be composed of several partial layers. It is also possible that the electrode 3b is radiolucent and a
  • Material in particular a transparent, conductive oxide such as ITO, comprises or consists thereof.
  • FIG. 4 schematically shows the active layer 45.
  • FIG. 4A very schematically, dipole moments p of the molecules of the radiation-active material 4 are shown as arrows
  • Dipoles p approximately parallel to the electric field E from.
  • the dipole moments p can be permanent
  • transition dipole moments M are symbolized as double arrows in FIG. 4B.
  • the molecules of the matrix material 5 are schematically as rectangles
  • the dipole moments p of the matrix material 5 are approximately parallel to the electric field E
  • Matrix material 5 at least 2% or at least 5% and / or at most 40% or at most 30%.
  • the proportion is about 8% by weight and a thickness of the active layer 45 is about 10 nm.
  • Transient dipole moments M can be carried out, for example, spectroscopically, in particular via photoluminescence and
  • FIG. 10 Another device 10 for the method is illustrated in FIG.
  • the device 10 is adapted for organic vapor deposition.
  • evaporated radiation-active material 4 and matrix material 5 is passed through a gas stream of a carrier gas, symbolized by arrows, and a gas shower head 15 to the substrate 2.
  • the gas shower head 15 has a plurality of
  • Openings over which a uniform gas flow towards the substrate 2 can be realized.
  • the voltage U for the electric field E is applied.
  • a grid electrode and / or a mask it is optionally possible for a grid electrode and / or a mask to be located between the gas shower head 15 and the substrate 2.
  • the invention includes any novel feature as well as any combination of features, which includes in particular any combination of features in the claims, even if this feature or this combination itself is not explicitly stated in the patent claims or exemplary embodiments.

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Abstract

In mindestens einer Ausführungsform des Verfahrens dient dieses zur Herstellung eines optoelektronischen organischen Bauteils (1) und umfasst die folgenden Schritte: Bereitstellen eines Substrats (2); Bereitstellen einer Quelle (6) für ein strahlungsaktives organisches Material (4), wobei das strahlungsaktive organische Material (4) mindestens teilweise im gasförmigen Zustand von der Quelle (6) freigesetzt wird; Anlegen eines elektrischen Feldes (E) zwischen dem Substrat (2) und der Quelle (6); und Aufbringen des organischen Materials (4) auf dem Substrat (2) aus der Gasphase heraus, während das elektrische Feld (E) angelegt ist, wobei Moleküle des strahlungsaktiven organischen Materials (4) durch Vermittlung des elektrischen Feldes (E) anisotrop auf das Substrat (2) aufgebracht werden.

Description

Beschreibung
Verfahren zur Herstellung optoelektronischer organischer Bauteile, Vorrichtung hierfür und optoelektronisches
organisches Bauteil
Es wird ein Verfahren zur Herstellung optoelektronischer organischer Bauteile angegeben. Darüber hinaus wird eine Vorrichtung zum Durchführen eines solchen Verfahrens
angegeben. Ferner wird ein optoelektronisches organisches Bauteil angegeben, das mit einem solchen Verfahren
hergestellt ist.
Eine zu lösende Aufgabe besteht darin, ein optoelektronisches organisches Bauteil anzugeben, das eine hohe
Lichtauskoppeleffizienz aufweist. Ferner besteht eine zu lösende Aufgabe darin, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Herstellung eines solchen Bauteils anzugeben. Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist das Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen organischen Bauteils bestimmt. Beispielsweise wird mittels des Verfahrens eine organische Leuchtdiode, kurz OLED, hergestellt. Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens
beinhaltet dieses den Schritt des Bereitstellens eines
Substrats. Bei dem Substrat handelt es sich bevorzugt um eine das Bauteil mechanisch stabilisierende und stützende
Komponente. Bevorzugt ist das Substrat durchlässig für sichtbares Licht. Das Substrat kann klarsichtig oder trüb sein. Zum Beispiel handelt es sich bei dem Substrat um eine Glasplatte, um eine Kunststoffplatte, um eine Kunststofffolie, um einen Halbleiterwafer, um eine Keramik oder um eine Metallplatte oder eine Metallfolie.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird an dem Substrat ein strahlungsaktives organisches Material aufgebracht. Das strahlungsaktive organische Material ist bevorzugt zumindest in einer aktiven Schicht angeordnet und kann dazu eingerichtet sein, im Betrieb des fertig
hergestellten Bauteils Strahlung im blauen, grünen und/oder roten Spektralbereich zu emittieren. Es ist möglich, dass das strahlungsaktive organische Material in eine Matrix aus einem nicht strahlungsaktiven organischen Material eingebettet ist.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens ist die aktive Schicht mit dem strahlungsaktiven organischen Material Bestandteil einer organischen Schichtenfolge. Die organische Schichtenfolge kann, neben der aktiven Schicht, weitere funktionelle Schichten wie Ladungsträgertransportschichten, Ladungsträgerbarriereschichten und/oder
Ladungsträgerinjektionsschichten aufweisen. Es ist hierbei möglich, dass die organische Schichtenfolge mehrere aktive Schichten aufweist, wobei sich zwischen benachbarten aktiven Schichten funktionale Schichten wie ambipolare
Ladungsträgerinjektionsschichten befinden können.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird eine Quelle oder werden mehrere Quellen für das
strahlungsaktive organische Material bereitgestellt. Die mindestens eine Quelle ist dazu eingerichtet, das
strahlungsaktive organische Material und/oder das organische Matrixmaterial teilweise oder vollständig im gasförmigen oder dampfförmigen Zustand freizusetzen. Beispielsweise ist die mindestens eine Quelle durch einen beheizbaren Tiegel gebildet, in dem sich das aufzubringende organische Material befindet .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird zwischen dem Substrat und der Quelle mindestens bereichsweise ein elektrisches Feld angelegt. Das Anlegen des elektrischen Feldes kann dadurch erfolgen, dass das Substrat und die
Quelle auf zwei voneinander verschiedene elektrische
Potenziale gebracht werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird das strahlungsaktive organische Material auf dem Substrat aus der Gasphase heraus abgeschieden, während das elektrische Feld zwischen dem Substrat und der Quelle angelegt ist. Durch das angelegte elektrische Feld ist es möglich, dass Moleküle des strahlungsaktiven organischen Materials anisotrop auf dem Substrat aufgebracht werden. Mit anderen Worten weisen die Moleküle des strahlungsaktiven organischen Materials dann eine bevorzugte Ausrichtung relativ zu dem Substrat auf.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens werden die Moleküle des strahlungsaktiven organischen Materials mittels des elektrischen Feldes zumindest mittelbar derart ausgerichtet, dass Übergangsdipolmomente der Moleküle des strahlungsaktiven organischen Materials überwiegend parallel zu einer Hauptseite des Substrats ausgerichtet werden.
Überwiegend kann bedeuten, dass mehr als zwei Drittel, bevorzugt mehr als 70 % oder mehr als 75 % oder mehr als 80 % oder mehr als 85 % der Moleküle des strahlungsaktiven
organischen Materials so orientiert sind, dass deren
Übergangsdipolmomente parallel zu der Hauptseite des
Substrats ausgerichtet sind. Parallel kann hierbei bedeuten, dass ein Winkel zwischen dem Übergangsdipolmoment und der Hauptseite kleiner als 45° oder kleiner als 30° oder kleiner als 15° ist.
Zum Begriff Übergangsdipolmoment, englisch Transition dipole moment, wird insbesondere verwiesen auf: "IUPAC. Compendium of Chemical Terminology, 2nd ed. (the "Gold Book") . Compiled by A. D. McNaught and A. Wilkinson. Blackwell Scientific Publications, Oxford (1997).", doi : 10.1351/goldbook. 06460. Der Offenbarungsgehalt dieses Dokuments wird durch Rückbezug aufgenommen.
In mindestens einer Ausführungsform des Verfahrens dient dieses zur Herstellung eines optoelektronischen organischen Bauteils und umfasst die folgenden Schritte:
- Bereitstellen eines Substrats,
- Bereitstellen einer Quelle für ein strahlungsaktives organisches Material, wobei das strahlungsaktive organische Material mindestens teilweise im gasförmigen Zustand von der Quelle freigesetzt wird,
- Anlegen eines elektrischen Feldes zwischen dem Substrat und der Quelle,
- Aufbringen des organischen Materials auf dem Substrat aus der Gasphase heraus, während das elektrische Feld angelegt ist, wobei Moleküle des strahlungsaktiven organischen
Materials durch Vermittlung des elektrischen Feldes anisotrop auf das Substrat aufgebracht werden, und
- Fertigstellen des Bauteils.
Die einzelnen Verfahrensschritte können in der angegebenen oder in einer hiervon abweichenden Reihenfolge durchgeführt werden. Das Verfahren kann zusätzliche Schritte umfassen. Insbesondere bei organischen Leuchtdioden treten mehrere Verlustkanäle auf, sodass nicht alle in einer aktiven Schicht über Elektrolumineszenz erzeugte Photonen aus der Leuchtdiode heraus gelangen. Beispielsweise treten Einkoppelverluste in das Substrat auf sowie eine Anregung von Wellenleitermoden. Darüber hinaus können Plasmonen, insbesondere an metallischen Elektroden, angeregt werden. Bei Plasmonen handelt es sich um kollektive Gitterschwingungen. Die Anregung von Plasmonen kann etwa ein Drittel der Verluste in einer organischen
Leuchtdiode verursachen. Eine Reduzierung der Verluste, die durch Plasmonen verursacht sind, kann also zu einer
deutlichen Erhöhung einer Effizienz einer organischen
Leuchtdiode führen. Es ist möglich, dass die Verluste durch Plasmonen dadurch reduziert werden, dass die Emission von Photonen in der aktiven Schicht gerichtet erfolgt. Dies ist insbesondere dann der Fall, falls eine Zahl von Übergangsdipolmomenten, die senkrecht insbesondere zu einer reflektierenden, metallischen Elektrode ausgerichtet sind, minimiert wird. Dies ist dadurch erzielbar, dass während des Aufbringens des organischen
Materials ein elektrisches Feld an dem Substrat angelegt ist.
Abhängig von den für die aktive Schicht als strahlungsaktives organisches Material verwendeten Verbindungen ist das
Übergangsdipolmoment näherungsweise korreliert mit einem permanenten oder induzierten Dipolmoment im elektronischen Grundzustand dieser Moleküle. Durch eine Ausrichtung der Dipole der Moleküle im elektrischen Grundzustand ist
hierdurch auch eine Orientierung der Übergangsdipolmomente erzielbar . Normalerweise werden organische Leuchtdioden vorzugsweise aus isotropen, amorphen Materialien und mit isotropen, amorphen organischen Schichten hergestellt, da mittels solcher
Materialien und Schichten eine homogene
Leuchtdichteverteilung über eine gesamte Leuchtfläche einer Leuchtdiode hinweg erzielbar ist. Bei Verwendung solcher isotroper, amorphen Materialien ist jedoch in der Regel keine oder keine signifikante Orientierung der
Übergangsdipolmomente erzielbar.
Eine Möglichkeit, eine Orientierung der Moleküle des
strahlungsaktiven, organischen Materials herbeizuführen, besteht durch den Betrieb der organischen Leuchtdiode. Ein organischer Schichtenstapel weist typisch eine Dicke im
Bereich von wenigen hundert Nanometern auf. Bei einer
typischen Betriebsspannung von ungefähr 3 V liegen im Betrieb einer organischen Leuchtdiode somit in dem Schichtenstapel elektrische Feldstärken in der Größenordnung von 100 kV/cm vor. Durch derartige Feldstärken können Moleküle des
strahlungsaktiven organischen Materials, die sich
vergleichsweise lose in einer amorphen, relativ isotropen Matrix befinden, ausgerichtet werden. Jedoch ist diese Art der Ausrichtung der Moleküle des strahlungsaktiven
organischen Materials vergleichsweise ineffizient und
unzuverlässig. Durch das Anlegen eines elektrischen Feldes während des Herstellens der aktiven Schicht ist die
Ausrichtung der Moleküle effizienter und zuverlässiger erzielbar. Ausrichtung der Moleküle bedeutet hierbei
insbesondere, dass eine lokale Orientierung erzielt wird, eine Fernordnung ist bevorzugt nicht erforderlich.
Trifft bei einem Verdampfungsvorgang ein Molekül auf eine Oberfläche, insbesondere auf eine Hauptseite des Substrats, so ordnet es sich energieminimierend in einem
Oberflächenpotenzial an. Die Oberflächenpotenziale können durch starke äußere elektrische Felder verändert werden.
Insbesondere können auf leitfähigen Oberflächen wie
Elektroden Polarisationsladungen erzeugt werden. Hierdurch ist eine negativ oder positiv geladene Oberfläche erzielbar. Abhängig von der Dipolorientierung oder richtungsabhängigen Polarisierbarkeit der Moleküle des strahlungsaktiven
organischen Materials sind unterschiedlich Anordnungen des Matrixmaterials und/oder der eingebetteten Moleküle des strahlungsaktiven Materials erzielbar.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird die aktive Schicht mit einer Dicke von mindestens 4 nm oder von mindestens 5 nm oder von mindestens 7 nm erzeugt. Bevorzugt beträgt die Dicke ferner höchstens 100 nm oder höchstens 50 nm oder höchstens 30 nm oder höchstens 20 nm.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens weist das angelegte elektrische Feld, bevorzugt mindestens an der Hauptseite des Substrats, eine Feldstärke von mindestens 0,1 V/mm oder von mindestens 100 V/mm oder von mindestens 1 kV/mm auf. Alternativ oder zusätzlich beträgt die
Feldstärke höchstens 100 kV/mm oder höchstens 50 kV/mm oder höchstens 10 kV/mm.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens handelt es sich bei dem strahlungsaktiven organischen Material um einen heteroleptischen Komplex. Es befinden sich dann
voneinander verschiedene Liganden am selben Metallzentrum des Komplexes . Gemäß zumindest einer Ausführungsform handelt es sich bei den Molekülen des strahlungsaktiven organischen Materials um Iridium-Komplexe, Platin-Komplexe oder Palladium-Komplexe oder um Mischungen hiervon.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform handelt es sich bei dem strahlungsaktiven organischen Material um ein
fluoreszierendes oder um ein phosphoreszierendes Material. Es können auch Mischungen aus mehreren verschiedenen
strahlungsaktiven organischen Materialien vorliegen.
Es sind die Moleküle des strahlungsaktiven organischen
Materials aber nicht auf diese Metallkomplexe beschränkt. Vielmehr sind grundsätzlich auch andere Metallkomplexe wie Lantanoid-Komplexe, beispielsweise Europium-Komplexe, oder auch Komplexe mit Gold, Rhenium, Rhodium, Ruthenium, Osmium oder Zink geeignet.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind die Moleküle des strahlungsaktiven organischen Materials Iridium-Komplexe und weisen die folgende Strukturformel auf:
Figure imgf000010_0001
Hierbei ist CnN ein zumindest zweizähniger Ligand, der mit dem Metall-Atom einen metallacyclischen Ring bildet. Die Bezeichnung CnN steht weiterhin für einen Liganden, bei dem an das Iridium-Atom einerseits eine Koordination über ein Kohlenstoff-Atom und andererseits über ein Stickstoff-Atom erfolgt. Sowohl das Kohlenstoff-Atom als auch das Stickstoff- Atom liegen dabei bevorzugt in einem aromatischen Ringsystem vor. Im Fall des Kohlenstoff-Atoms ist dies insbesondere ein homocyclischer aromatischer Ring. Unabhängig davon kann der über das Stickstoff-Atom an das Iridium-Atom koordinierte Ring ein heterocyclischer Ring sein, der neben dem
Stickstoff-Atom kein weiteres oder nur ein weiteres HeteroAtom, insbesondere ein weiteres Stickstoff-Atom oder ein Sauerstoff-Atom, enthält.
Die zwei CnN-Liganden können hierbei zusammen auch einen vierzähnigen Liganden bilden. Ebenso ist eine Verbrückung des anderen Liganden, einem Acetylacetonat-Derivat , mit einem oder beiden der CnN-Liganden möglich. Im Acetylacetonat- Derivat stehen die Reste Ri, R2 und R3 unabhängig voneinander für verzweigte, unverzweigte kondensierte und/oder
ringförmige Alkylreste und/oder für Arylreste. Es kann sich insbesondere um das Acetylacetonat selbst handeln. Sowohl die Arylreste als auch die Alkylreste können vollständig oder teilweise mit funktionellen Gruppen wie Ether-Gruppen wie Methoxy-, Ethoxy- oder Propoxy-Gruppen, mit Ester-Gruppen, mit Amid-Gruppen oder auch mit Carbonat-Gruppen substituiert sein. Der Rest R2 kann auch Wasserstoff oder Fluor sein.
Häufig werden die Reste Ri und R2 Methyl, Ethyl oder Propyl sein und gegebenenfalls auch Phenyl . R2 wird häufig
Wasserstoff oder Fluor sein. Die genannten Ethyl-, Methyl-, Propyl- und Phenyl-Gruppen liegen dabei entweder
unsubstituiert vor oder weisen einen oder mehrere
Substituenten wie zum Beispiel Fluor auf. Die Einführung von Fluor-Substituenten kann die Verdampfbarkeit der Komplexe mit derartigen Liganden erleichtern.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform bildet der Ligand CnN mit dem Iridium-Atom einen fünf-gliedrigen oder sechs- gliedrigen metallacyclischen Ring. Insbesondere kann der Ligand CnN Phenylpyridin, Phenylimigazol , Phenyloxazol , Benzylpyridin, Imidazol, Benzylimidazol oder Benzyloxazol sein oder ein Ligand, der eine der genannten Verbindungen als Grundgerüst aufweist, bei dem also die entsprechende
heterocyclische Grundstruktur enthalten ist, bei dem
allerdings zusätzliche Substituenten, Verbrückungen oder annelierte Ringe vorhanden sind. Als Substituenten kommen insbesondere Fluoratome in Betracht, da durch Substitution mit einem oder mehreren Fluoratomen sich eine Verschiebung der Emissionswellenlänge in den blauen Spektralbereich, insbesondere zwischen 430 nm und 500 nm, oder gar den
violetten Spektralbereich, insbesondere zwischen 380 nm und 430 nm, erreichen lässt. Ferner können als Substituenten für verzweigte, unverzweigte kondensierte und/oder ringförmige Alkylreste und/oder Arylreste sowie funktionellen Gruppen, beispielsweise Ether-Gruppen wie Methoxy-, Ethoxy- oder
Propoxy-Gruppen, Ester-Gruppen, Amid-Gruppen oder auch
Carbonat-Gruppen enthalten sein. Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist der Ligand CnN mindestens drei zumindest zum Teil kondensierte aromatische Ringe auf. Es kann der Ligand sogar vier oder mehr zumindest zum Teil kondensierte aromatische Ringe aufweisen. Zumindest zum Teil kondensiert bedeutet hierbei, dass ein oder auch mehrere kondensierte Ringsysteme im Liganden CnN vorliegen können. Beispielsweise kann der Ligand durch drei miteinander kondensierte aromatische Ringe gebildet sein, an die eine Phenyl-Gruppe oder auch eine Benzyl-Gruppe angebunden ist. Liegt mehr als ein Ringsystem im Liganden vor, so kann der kondensierte aromatische Ring sowohl an den
Stickstoffheterozyklus als auch an den homocyclischen
Aromaten kondensiert sein oder auch an beide Ringe
kondensiert sein. Als Emittermaterialien kommen insbesondere folgende
Verbindungen in Betracht, die ein Emissionsmaximum im blauen, grünen oder roten Spektralbereich aufweisen:
Ir (ppy) 2 (acac) = (Bis (2-phenylpyridin) (acetylacetonat) iridium ( 11 )) , Ir (mppy) 2 (acac) = (Bis [2- (p-tolyl) pyridin] acetylacetonat) iridium (III)), Bis [ 1- ( 9, 9-dimethyl- 9H-fluoren- 2-yl) -isochinolin] (acetylacetonat) iridium ( III ) ,
Ir (mdq) 2 (acac) = (Bis (2-methyl-dibenzo [ f, h] -chinoxalin)
(acetylacetonat) iridium (III) ) , Iridium (III) -bis (dibenzo [f, h] - chinoxalin) (acetylacetonat), Ir (btp) 2 (acac) = (Bis (2-benzo [b] thiophen-2-yl-pyridin) (acetylacetonat) iridium ( III ) ) ,
Ir (piq) 2 (acac) = (Bis ( 1-phenylisochinolin) (acetylacetonat) iridium (III) ) , Ir (fliq) 2 (acac) -1 = (Bis [ 1- ( 9, 9-dimethyl- 9H- fluoren-2-yl) -isochinolin] (acetylacetonat) iridium (III) ) , Hex- Ir (phq) 2 (acac) = Bis [2- (4-n-hexylphenyl) chinolin] (acetylacetonat) iridium (III) , Ir (flq) 2 (acac) -2 = (Bis[3-(9,9- dimethyl- 9H-fluoren-2-yl) -isochinolin] (acetylacetonat) iridium ( I I I )) , Bis [2- ( 9, 9-dibutylfluorenyl) -1-isochinolin]
(acetylacetonat) iridium (III) , Bis [2- (9, 9-dihexylfluorenyl) -1- pyridin] (acetylacetonat) iridium ( I I I ) , (fbi) 2Ir (acac) =
Bis (2- (9, 9-diethyl-fluoren-2-yl) -1-phenyl-lH-benzo [d] imidazo- lato) (acetylacetonat) iridium (III) , , Ir (2-phq) 2 (acac) =
(Bis (2-phenylchinolin) (acetylacetonat) iridium (III) ) , Iridium (III) -bis (2- (2 ' -benzothienyl) pyridinato-N, C3 ' ) (acetylacetonat), Ir (BT) 2 (acac) = Bis (2-phenylbenzothiazolat )
(acetylacetonat) iridium (III) , (PQ)2Ir(dpm) = Bis (2- phenylchinolin) (2,2,6, 6-tetramethylheptan-3 , 5-dionat)
iridium ( 111 ) , (Piq) 2Ir (dpm) = Bis (phenylisochinolin) (2,2,6,6- tetramethylheptan-3, 5-dionat) iridium (III) und Iridium(III) bis (4-phenylthieno [3, 2-c] pyridinato-N, C2' ) acetylacetonat sowie Gemische der vorgenannten Stoffe. Für Emittermaterialien, die im blauen Wellenlängenbereich
emittieren, kommen beispielsweise Carbenkomplexe des Iridiums in Betracht. Die Bezeichnung CnN steht dann also für einen Liganden, bei dem an das Iridium-Atom eine Koordination über ein Carben-Kohlenstoff-Atom und ein Stickstoff-Atom erfolgt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird das strahlungsaktive organische Material in ein organisches
Matrixmaterial eingebettet. Das Matrixmaterial und das strahlungsaktive Material werden hierbei bevorzugt gemeinsam abgeschieden. Es handelt sich besonders bevorzugt um eine Co- Evaporation .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens weist das Matrixmaterial eine anisotrope Molekülstruktur auf, wie dies auch für das strahlungsaktive Material der Fall sein kann. Mittels eines anisotrop geformten Matrixmaterials ist es möglich, die anisotrope Ausrichtung des strahlungsaktiven Materials zu unterstützen oder die anisotrope Ausrichtung hervorzurufen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird das Matrixmaterial aus Verbindungen des Typs A-K-B ausgewählt. Hierbei steht das Strukturelement K für eine Struktur Arx-X-Ar2, die
insbesondere kettenartig ist. Hierbei stehen Ar1 und Ar2 für gleiche oder verschiedene aromatische Ringe und X für eine Einfachbindung, eine weitere aromatische Gruppe oder für eine Verknüpfung von Ar1 und Ar2 mittels eines annelierten oder kondensierten Rings, also eines Rings, mit dem beide Reste Ar1 und Ar2 miteinander kondensiert sind. Ferner sind auch die Strukturelemente A und B gleich oder verschieden und umfassen jeweils zumindest einen aromatischen Ring, insbesondere einen aromatischen Ring, der an das Strukturelement K direkt oder mittelbar gebunden ist.
Die Gruppen Ar1, Ar2 und X, falls X eine aromatische Gruppe darstellt, können unsubstituierte oder beliebig substituierte aromatische Verbindungen sein. Insbesondere sind die
Substituenten ausgewählt aus sterisch wenig anspruchsvollen Gruppen. Es ist daher möglich, dass die aromatischen Ringe Ar1, Ar2 und X daher keine Substituenten aufweisen, deren Kohlenstoff-Atome zwingend nicht in der Ebene zu liegen kommen, die durch den aromatischen Ring aufgespannt ist, und meist auch keine Substituenten, die zumindest teilweise nicht in der durch den Aromaten aufgespannten Ebene liegen. Entsprechendes gilt auch für Substituenten des
Strukturelements X, sofern es sich um eine nicht aromatische Verbrückung der aromatischen Ring Ar1 und Ar2 handelt. Hier kann eine etwaige Alkylen-Verknüpfung, wie sie beispielsweise in einer durch die Struktur Arx-X-Ar2 beschriebenen Fluoren- Gruppe vorliegt, ebenfalls beliebig substituiert sein.
Allerdings wird es sich aus sterischen Gründen bei den
Substituenten häufig nur um sterisch wenig anspruchsvolle Substituenten wie Methyl-, Ethyl- oder Propyl-Gruppen oder um cyclische oder spirocyclische Alkylengruppen handeln oder um Gruppen, die sterisch einen Platzbedarf haben, der dem der genannten Gruppen entspricht oder geringer ist, wie Methoxy- Gruppen. Im Ausnahmefall kann, insbesondere bei entsprechend ausladenden Substituenten der Gruppen A und B auch eine
Phenyl-Gruppe an eine derartige Alkylen-Gruppe gebunden sein. Die Struktur Arx-X-Ar2 ist insbesondere kettenartig
ausgebildet. Hierbei heißt kettenartig, dass die zwei oder drei Ringe dieses Strukturelements in Bezug auf die
Strukturelemente A und B so aneinander gebunden sind, dass die Gruppen A und X oder A und Ar für den Fall, dass X eine Bindung oder einen an Ar1 und Ar2 annelierten Ring darstellt, in Para-Position zueinander angeordnet sind. Dieselbe
Strukturbeziehung gilt ebenfalls für die Anordnung der
Gruppen B und X oder B und Ar1. Zusätzlich können allerdings weitere Verknüpfungen insbesondere zwischen den Ringen Ar1 und Ar2 vorliegen, wie sie beispielsweise ohnehin im Fall eines an Ar1 und Ar2 annelierten Rings X vorhanden sind. Durch Auswahl eines Matrixmaterials mit einem Strukturelement K, das, wie aus den vorstehenden Ausführungen deutlich wird, eher planar als kugelförmig ausgebildet ist, kann ein
Material zur Verfügung gestellt werden, das eine ausgeprägte Anisotropie. Insbesondere ist hierbei die Verknüpfung der Strukturelemente A, K und B kettenförmig, wodurch erreicht wird, dass die Moleküle in Bezug auf die durch die Gruppen A, K und B verlaufende Längsachse deutlich länger ist als die Ausdehnung des Moleküls in den Richtungen orthogonal zu dieser Achse, insbesondere soweit der Bereich des
Strukturelements K betroffen ist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist daher das
Strukturelement K keine spirocyclische Gruppe mit mehr als fünf Kohlenstoffatomen auf, insbesondere keine derartige Gruppe, bei der eine Alkylen-Gruppe, die die Ringe Ar1 und Ar2 miteinander verbindet, einen spirocyclischen Ring als Substituenten trägt, der direkt an die Alkylen-Gruppe
gebunden ist. Auch hierdurch kann unterbunden werden, dass das mittlere Strukturelement K des Matrixmaterials zu
ausladend wird.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform stehen die Gruppen Ar1 und Ar2 des Strukturelements K jeweils für einen Stickstoff- haltigen Heterocyclus und können beispielsweise ein
Biphenyl-, ein Phenanthrolin- , ein Pyridin-, ein Bipyridin- und/oder ein Pyrimidin-Derivat umfassen. Ferner kann
unabhängig hiervon sowohl das Strukturelement A als auch das Strukturelement B des Matrixmaterials A-K-B eine aromatisch substituierte Amingruppe umfassen, insbesondere eine
aromatisch substituierte Amingruppe, die direkt an das
Strukturelement K gebunden ist. Insbesondere kann das
Matrixmaterial in diesem Fall ein Benzidin-Derivat umfassen. Derartige Matrixmaterialien weisen ein eher flächiges
zentrales Segment in Form der Benzidin-Gruppe oder der
Phenanthrolin-Gruppe auf, sodass eine anisotrope
Molekülstruktur erreicht werden kann. Gemäß zumindest einer Ausführungsform können auch die
Strukturelemente A und B des Matrixmaterials so ausgebildet werden, dass eine besonders anisotrope Molekülstruktur resultiert. Hierzu können an Enden eines eher langgestreckten Moleküle sterisch anspruchsvolle Substituenten vorgesehen werden. Die Strukturelemente A und B können daher
beispielsweise einen substituierten Aromaten umfassen, der eine tertiäre Alkyl-Gruppe trägt, insbesondere in para¬ Stellung. Enthalten die Strukturelemente A und B jeweils ein Stickstoff-Atom, das direkt an Strukturelement K gebunden ist, so kann nur einer der zwei terminalen Substituenten des Stickstoff-Atoms oder auch beide terminalen Substituenten eine derartige substituierte aromatische Gruppe tragen. Statt einer mit einer tertiären Alkyl-Gruppe substituierten
aromatischen Gruppe kann auch eine polycyclische Aryl-Gruppe, in der zumindest zwei aromatische Ringe aneinander
kondensiert sind, als sterisch anspruchsvolle Gruppe
vorliegen. Beispielsweise sind hierbei Naphthyl-Gruppen zu nennen . Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann das Matrixmaterial aus einer oder mehreren der nachfolgenden Verbindungen ausgewählt sein oder zumindest eine der genannten
Verbindungen umfassen:
Als Elektronentransportmaterialien seien beispielsweise PBD (2- (4-Biphenylyl) -5- (4-tert-butylphenyl) -1, 3, 4-oxadiazol) , BCP (2, 9-Dimethyl-4, 7-diphenyl-l, 10-phenanthrolin) , BPhen (4, 7-Diphenyl-l, 10-phenanthrolin) , TAZ (3- (4-Biphenylyl) -4- phenyl-5-tert-butylphenyl-l, 2, 4-triazol) , Bpy-OXD (1,3-Bis[2- (2,2' -bipyrid-6-yl) -1,3, 4-oxadiazol-5-yl] benzol) , BP-OXD-Bpy (6,6' -Bis [5- (biphenyl-4-yl) -1,3, 4-oxadiazol-2 -yl ] -2,2'- bipyridyl) , PADN (2-phenyl-9, 10-di (naphth-2-yl) -anthracene) , Bpy-FOXD ( 2 , 7 -Bis [ 2 - ( 2 , 2 ' -bipyrid- 6-yl ) - 1 , 3 , 4 -oxadiazol-5- yl] -9, 9-dimethylfluoren) , OXD-7 (1, 3-Bis [2- (4-tert- butylphenyl) -1, 3, 4-oxadiazol-5-yl] benzol) , HNBphen (2- (naphth-2-yl) -4, 7-diphenyl-l, 10-phenanthrolin) , NBphen (2,9- Bis (naphth-2-yl) -4, 7-diphenyl-l, 10-phenanthrolin) , und 2-NPIP (l-methyl-2- (4- (naphth-2-yl) phenyl) -lH-imidazo [4,5- f] [ 1 , 10 ] phenanthrolin) sowie Gemische der vorgenannten Stoffe genannt .
Als Lochtransportmaterialien seien zum Beispiel NPB (Ν,Ν'- Bis (naphth-l-yl) -Ν,Ν' -bis (phenyl) -benzidin, ß-NPB (Ν,Ν'-
Bis (naphth-2-yl) -N, ' -bis (phenyl) -benzidin) , TPD (N,N'-Bis(3- methylphenyl ) -N, ' -bis (phenyl) -benzidin) , N, ' -Bis (naphth-l- yl ) -N, ' -bis (phenyl ) -2 , 2-dimethylbenzidin, DMFL-TPD (Ν,Ν'- Bis ( 3-methylphenyl ) -N, ' -bis (phenyl) -9, 9-dimethylfluoren, DMFL-NPB (N, ' -Bis (naphth-l-yl) -N, ' -bis (phenyl) -9, 9- dimethylfluoren) , DPFL-TPD (N, ' -Bis (3-methylphenyl ) -N, ' - bis (phenyl) -9, 9-diphenylfluoren) , DPFL-NPB (N, ' -Bis (naphth- l-yl) -N, N ' -bis (phenyl) -9, 9-diphenylfluoren) , TAPC (Di- [4- ( , -ditolyl-amino) -phenyl] cyclohexan) , PAPB (N, N ' - bis (phenanthren- 9-yl ) -N, ' -bis (phenyl ) -benzidin) , TNB (N, N, ' , ' -tetra-naphth-2-yl-benzidin) , TiOPC (Titanoxide phthalocyanin) , CuPC (Kupfer-Phthalocyanin) , F4-TCNQ
(2, 3, 5, 6-Tetrafluor-7, 7, 8, 8, -tetracyano-chinodimethan) , PPDN
(Pyrazino [2, 3-f ] [ 1 , 10 ] phenanthrolin-2 , 3-dicarbonitril ) , MeO- TPD (N, Ν,Ν' ,Ν' -Tetrakis (4-methoxyphenyl) benzidin) , ß - NPP
(N, ' -di (naphth-2-yl) -Ν,Ν' -diphenylbenzol-1, 4-diamin) , NTNPB
(N, ' -di-phenyl-N, ' -di- [4- (N, N-di-tolyl-amino) phenyl ] benzidin) und PNPB (N, ' -di-phenyl-N, ' -di- [4- (N, N-di- phenyl-amino) phenyl ] benzidin) , 1 , 4 -bis (2-phenylpyrimidin-5- yl)benzen (BPPyP) , 1, 4-bis (2-methylpyrimidin-5-yl) benzen
(BMPyP) , 1, 4-di (1, 10-phenanthrolin-3-yl) benzen (BBCP) , 2,5- di (pyridin-4-yl) pyrimidin (DPyPy) , 1 , 4-bis (2- (pyridin-4- yl ) pyrimidin-5-yl ) benzen (BPyPyP) , 2 , 2 ' , 6, 6 ' -tetraphenyl-
4 , 4 ' -bipyridin (GBPy) , 1 , 4-di (benzo [h] chinolin-3-yl ) benzol
(PBAPA), 2, 3, 5, 6-tetraphenyl-4, 4 ' -bipyridin (TPPyPy) , 1,4- bis (2, 3, 5, 6-tetraphenylpyridin-4-yl) benzen (BTPPyP) , 1,4- bis (2, 6-tetrapyridinylpyridin-4-yl) benzen (BDPyPyP) oder Gemische der vorgenannten Stoffe genannt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird das strahlungsaktive organische Material, alleine oder zusammen mit dem Matrixmaterial, mit einer Abscheiderate von
mindestens 0,01 nm/s oder von mindestens 0,05 nm/s
aufgebracht. Bevorzugt beträgt die Abscheiderate höchstens 0,1 nm/s oder höchstens 0,03 nm/s.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird die gesamte organische Schichtenfolge, die die aktive Schicht umfasst, mit einer Dicke von mindestens 50 nm oder von mindestens 100 nm oder von mindestens 200 nm erzeugt. Die Dicke der organischen Schichtenfolge beträgt alternativ oder zusätzlich höchstens 1 ym oder höchstens 500 nm oder
höchstens 300 nm oder höchstens 200 nm. Diese Dickenangaben können auch für die aktive Schicht selbst gelten. Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens beträgt ein Abstand zwischen einer metallischen Elektrode und der aktiven Schicht mindestens 30 nm oder mindestens 50 nm oder mindestens 80 nm und/oder höchstens 200 nm oder höchstens 120 nm.
Es wird darüber hinaus eine Vorrichtung zur Herstellung optoelektronischer organischer Bauteile angegeben. Mit der Vorrichtung kann ein Verfahren wie in Verbindung mit einer oder mehrerer der oben genannten Ausführungsformen
durchgeführt werden. Merkmale für das Verfahren sind daher auch für die Vorrichtung offenbart und umgekehrt.
In mindestens einer Ausführungsform umfasst die Vorrichtung eine oder mehrere Quellen für das strahlungsaktive organische Material sowie für das Matrixmaterial. Ferner umfasst die Vorrichtung einen Substrathalter zum Halten des mit dem strahlungsaktiven organischen Material zu beschichtenden Substrats. Über den Substrathalter ist das Substrat haltbar und bevorzugt auch drehbar, schwenkbar und/oder in einer oder in mehreren Raumrichtungen periodisch verschiebbar, auch als Wobbein bezeichnet.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Vorrichtung umfasst diese eine Gitterelektrode. Die Gitterelektrode befindet sich zwischen dem Substrathalter und der Quelle. Die
Gitterelektrode ist dazu eingerichtet, dass durch die
Gitterelektrode hindurch das strahlungsaktive organische Material auf dem Substrat abgeschieden wird. Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Vorrichtung weist die Gitterelektrode einen Abstand von einer Aufwachsseite des Substrats auf, der kleiner ist als eine mittlere
Gitterkonstante der Gitterelektrode. Die mittlere
Gitterkonstante bezeichnet hierbei eine Periodizität des Gitters entlang einer oder entlang zweier Hauptrichtungen. Die Gitterkonstanten entlang der beiden Hauptrichtungen können voneinander abweichen. Bevorzugt liegt die mittlere Gitterkonstante bei mindestens 0,1 mm oder bei mindestens
0,5 mm oder bei mindestens 1 mm. Alternativ oder zusätzlich beträgt die mittlere Gitterkonstante höchstens 10 mm oder höchstens 5 mm oder höchstens 2 mm oder höchstens 1 mm. Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Vorrichtung sind
Längsstreben und Querstreben der Gitterelektrode voneinander elektrisch isoliert. Bevorzugt sind die Längsstreben und die Querstreben mit unterschiedlichen elektrischen Potenzialen beaufschlagbar. Ferner ist es möglich, dass einzelne Bereiche der Gitterelektrode gezielt auf voneinander verschiedene elektrische Potenziale gebracht werden. Hierdurch ist die Ausrichtung der strahlungsaktiven Moleküle beim Aufbringen beeinflussbar. Außerdem kann hierdurch ein homogeneres
Aufbringen der strahlungsaktiven Moleküle erreichbar sein.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Vorrichtung ist die Gitterelektrode heizbar. Beispielsweise wird die
Gitterelektrode elektrisch beheizt. Hierbei kann die
Gitterelektrode einen vergleichsweise großen elektrischen Widerstand aufweisen und bestromt werden. Es ist möglich, dass eine Temperatur der Gitterelektrode kleiner, gleich oder auch höher ist als eine Temperatur der Quellen für das organische Material. Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Vorrichtung befindet sich zwischen der Gitterelektrode und dem
Substrathalter eine Maske. Die Maske ist dazu eingericht das organische Material strukturiert auf dem Substrat aufzubringen. Bei der Maske kann es sich um eine
Schattenmaske handeln.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Vorrichtung ist diese für eine organische Gasphasendeposition eingerichtet englisch Organic vapor phase deposition oder kurz OVPD.
Hierbei wird das aufzubringende organische Material mittel eines Stroms eines Trägergases aufgebracht. Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Vorrichtung, bei der diese für OVPD eingerichtet ist, weist diese einen
Gasduschkopf auf. Aus dem Gasduschkopf heraus erfolgt ein gleichmäßiger Strom der aufzubringenden organischen Moleküle und des Trägergases. Der Gasduschkopf ist dann mit einem von dem Substrat verschiedenen elektrischen Potenzial
beaufschlagbar. Bevorzugt befindet sich dann zwischen dem Gasduschkopf und dem Substrathalter keine Gitterelektrode.
Ferner wird ein optoelektronisches organisches Bauteil, insbesondere eine organische Leuchtdiode, angegeben. Das Bauteil ist bevorzugt mit einem Verfahren und/oder mit einer Vorrichtung hergestellt, wie in Verbindung mit einer oder mehrerer der oben genannten Ausführungsformen angegeben.
Merkmale des Verfahrens sowie der Vorrichtung sind daher auch für das Bauteil offenbart und umgekehrt.
Das Bauteil weist eine aktive Schicht mit einem
strahlungsaktiven organischen Material auf, wobei die aktive Schicht an einem Substrat angebracht ist. Die aktive Schicht weist eine Dicke zwischen einschließlich 4 nm und 100 nm auf. Übergangsdipolmomente der Moleküle des strahlungsaktiven organischen Materials sind überwiegend parallel zu der
Hauptseite des Substrats ausgerichtet.
Nachfolgend wird ein hier beschriebenes Verfahren, eine hier beschriebene Vorrichtung sowie ein hier beschriebenes Bauteil unter Bezugnahme auf die Zeichnung anhand von
Ausführungsbeispielen näher erläutert. Gleiche Bezugszeichen geben dabei gleiche Elemente in den einzelnen Figuren an. Es sind dabei jedoch keine maßstäblichen Bezüge dargestellt, vielmehr können einzelne Elemente zum besseren Verständnis übertrieben groß dargestellt sein.
Es zeigen:
Figuren 1, 2 und 6 schematische Darstellungen von
Vorrichtungen und Verfahren zur Herstellung von hier beschriebenen optoelektronischen organischen
Bauteilen, und
Figuren 3 bis 5 schematische Schnittdarstellungen von
Ausführungsbeispielen von hier beschriebenen organischen optoelektronischen Bauteilen.
In Figur 1 ist eine Vorrichtung 10 sowie ein Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen organischen Bauteils 1 illustriert. Die Vorrichtung umfasst eine Quelle 6, die
Moleküle eines strahlungsaktiven organischen Materials 4 in gasförmigem Zustand bereitstellt. Die Moleküle des Materials 4 werden in einem Verdampfungskegel C hin zu einem Substrat 2 an einem Substrathalter 25 emittiert. Zwischen dem Substrat 2 und der Quelle 6 befindet sich eine Gitterelektrode 8 mit einer mittleren Gitterkonstanten k.
Zwischen der Quelle 6 und der Gitterelektrode 8 ist eine elektrische Spannung U2 angelegt. Eine Spannung Ul ist ferner zwischen dem Substrat 2, das bevorzugt an einer der Quelle 6 zugewandten Seite eine elektrisch leitfähige Elektrode aufweist, angelegt. Durch ein durch die Spannungen Ul, U2 hervorgerufenes elektrisches Feld E, das bevorzugt eine
Feldstärke von mehreren kV/mm aufweist, sind die Moleküle des organischen Materials 4 an dem Substrat 2 mindestens
teilweise ausrichtbar. Hierdurch ist erreichbar, dass
Übergangsdipolmomente der Moleküle des Materials 4 parallel zu einer Hauptseite des Substrats 2 orientiert aufgebracht werden. Eine bevorzugte Emissionsrichtung der Moleküle des strahlungsaktiven organischen Materials 4 ist dann bevorzugt senkrecht zu einer Hauptseite 20 des Substrats 2 orientiert.
Beim Ausführungsbeispiel gemäß Figur 2 weist die Vorrichtung 10 ferner eine Maske 7 auf. Die Maske 7 kann als
Schattenmaske strukturiert sein und bereichsweise verhindern, dass das Material 4 zu dem Substrat 2 gelangt. Die Maske 7 kann geerdet sein oder es kann an der Maske 7 eine weitere elektrische Spannung angelegt sein.
Gemäß Figur 2 weist die Quelle zwei Verdampfertiegel 6a, 6b auf. Die Moleküle des strahlungsaktiven organischen Materials 4 sowie ein Matrixmaterial 5 werden gleichzeitig auf das Substrat 2 aufgebracht. Das Matrixmaterial 5 sowie das strahlungsaktive Material 4 bilden zusammen eine aktive
Schicht 45 aus, vergleiche auch Figur 3. Wie auch gemäß Figur 1, ist ein Abstand zwischen der
Gitterelektrode 8 und dem Substrat 2 bevorzugt kleiner als die mittlere Gitterkonstante k, beispielsweise um mindestens einen Faktor 2 oder 3 kleiner. Wie auch in allen anderen Ausführungsbeispielen ist es möglich, dass die
Gitterelektrode 8 beispielsweise mittels eines elektrischen Stroms beheizt wird, um ein Anlagern des Matrixmaterials 5 oder des strahlungsaktiven Materials 4 an der Gitterelektrode 8 zu verhindern.
Es ist möglich, dass die Gitterelektrode 8 und/oder das Substrat 2 relativ zu der Quelle 6a, 6b bewegt werden.
Bevorzugt jedoch ist eine laterale Ausdehnung der
Gitterelektrode 8 größer oder gleich einer Ausdehnung des Verdampfungskegels C, sodass insbesondere nur das Substrat 2 beispielsweise gedreht oder lateral verschoben zu werden braucht. Wird das Substrat 2 mittels des Substrathalters 25 relativ zur Quelle 6a, 6b bewegt, so befindet sich das
Substrat 2 bevorzugt nahe an der Quelle 6a, 6b und die
Gitterelektrode 8 wird dann bevorzugt nicht relativ zu der Quelle 6a, 6b bewegt.
Ferner ist es möglich, dass unterschiedliche Bereiche der Gitterelektrode 8, insbesondere Längsstreben und Querstreben der Gitterelektrode 8, mit unterschiedlichen elektrischen Potenzialen beaufschlagt werden, anders als gezeichnet.
Hierdurch ist ein besonders homogenes Aufbringen des
strahlungsaktiven Materials 4 sowie des Matrixmaterials 5 erzielbar .
In Figur 3 ist ein optoelektronisches organisches Bauteil 1 in Form einer organischen Leuchtdiode dargestellt. Auf dem Substrat 2 ist an der Hauptseite 20 eine erste Elektrode 3a angebracht. Bei der Elektrode 3a kann es sich um eine Anode handeln, die aus einem transparenten leitfähigen Oxid, kurz TCO, gefertigt ist. Beispielsweise umfasst oder besteht die Elektrode 3a aus Indium-Zinn-Oxid. In Richtung weg von dem Substrat 3 folgt der Elektrode 3a eine organische
Schichtenfolge 40 mit der aktiven Schicht 45 nach. Die aktive Schicht 45 umfasst das strahlungsaktive organische Material 4 und das Matrixmaterial 5. Zusätzliche funktionale Schichten wie Ladungsträgerinjektionsschichten oder Barriereschichten sind in Figur 1 nicht dargestellt.
An einer dem Substrat 2 abgewandten Seite der Schichtenfolge 40 ist eine zweite Elektrode 3b aufgebracht, die bevorzugt als Kathode ausgestaltet ist und ein Metall wie Silber,
Aluminium, Cadmium, Barium, Indium, Magnesium, Kalzium,
Lithium oder Gold umfasst oder aus einem oder mehreren der genannten Metalle besteht. Die Elektrode 3b kann hierbei aus mehreren Teilschichten aufgebaut sein. Ebenso ist es möglich, dass die Elektrode 3b strahlungsdurchlässig ist und ein
Material, insbesondere ein transparentes, leitfähiges Oxid wie ITO, aufweist oder hieraus besteht.
In Figur 4 ist schematisch die aktive Schicht 45 dargestellt.
In Figur 4A sind, stark schematisiert, Dipolmomente p der Moleküle des strahlungsaktiven Materials 4 als Pfeile
dargestellt, die Moleküle sind durch Ellipsen symbolisiert.
Beim Aufbringen der aktiven Schicht 45 richten sich die
Dipole p näherungsweise parallel zu dem elektrischen Feld E aus. Bei den Dipolmomenten p kann es sich um permanente
Grundzustandsdipolmomente oder um induzierte Dipolmomente, auch als Verschiebungspolarisation bezeichnet, handeln. Demgegenüber sind in Figur 4B Übergangsdipolmomente M als Doppelpfeile symbolisiert. Durch die Ausrichtung der
Dipolmomente p parallel zu dem elektrischen Feld E ist erzielbar, dass die Übergangsdipolmomente M parallel oder überwiegend parallel zu der in Figur 4 nicht gezeichneten Hauptseite 20 des Substrats 2 ausgerichtet werden.
Gemäß Figur 5 erfolgt die Ausrichtung der
Übergangsdipolmomente M der Moleküle des strahlungsaktiven Materials 4 durch das elektrische Feld E mittelbar über eine Ausrichtung der Moleküle des Matrixmaterials 5. Die Moleküle des Matrixmaterials 5 sind schematisch als Rechtecke
dargestellt. Die Dipolmomente p des Matrixmaterials 5 sind näherungsweise parallel zu dem elektrischen Feld E
ausgerichtet. Die Moleküle des strahlungsaktiven Materials 4, wieder symbolisiert als Ellipsen, werden dann derart in das Matrixmaterial 5 eingebaut, dass die Übergangsdipolmomente M parallel oder näherungsweise parallel zur Hauptseite 20 des Substrats 2, in Figur 5 nicht gezeichnet, ausgerichtet werden.
Abweichend von den Darstellungen ist es auch möglich, dass das elektrische Feld E nicht senkrecht zu der Hauptseite 20 des Substrats 2 orientiert ist, sondern hierzu einen
bestimmten, definierten Winkel bildet. Hierdurch kann ein genaueres Einstellen der Übergangsdipolmomente M parallel zur Hauptseite 20 des Substrats 2 erzielbar sein, insbesondere falls die Dipolmomente p des strahlungsaktiven Materials 4 oder des Matrixmaterials 5 zur Erzielung der Parallelisierung der Übergangsdipolmomente M nicht senkrecht zur Hauptseite 20 zu orientieren sind. Wie auch in allen anderen Ausführungsbeispielen ist es möglich, dass ein Anteil der Moleküle des strahlungsaktiven Materials 4, bezogen auf eine Anzahl von Molekülen des
Matrixmaterials 5, bei mindestens 2 % oder bei mindestens 5 % und/oder bei höchstens 40 % oder bei höchstens 30 % liegt.
Beispielsweise liegt der Anteil bei ungefähr 8 Gewichts-% und eine Dicke der aktiven Schicht 45 liegt bei ungefähr 10 nm.
Eine Messung der Richtungsverteilung der
Übergangsdipolmomente M kann beispielsweise spektroskopisch erfolgen, insbesondere über Photolumineszenz und
richtungsaufgelöste und polarisationsaufgelöste Detektion des emittierten Lichts. Eine weitere Vorrichtung 10 für das Verfahren ist in Figur 6 illustriert. Die Vorrichtung 10 ist zu einer organischen Gasphasenabscheidung eingerichtet. An den Quellen 6a, 6b verdampftes strahlungsaktives Material 4 sowie Matrixmaterial 5 wird über einen Gasstrom eines Trägergases, symbolisiert durch Pfeile, und einen Gasduschkopf 15 zu dem Substrat 2 geleitet. Der Gasduschkopf 15 weist eine Vielzahl von
Öffnungen auf, über die ein gleichmäßiger Gasstrom hin zu dem Substrat 2 realisierbar ist. Zwischen dem Substrat 2 und dem Gasduschkopf 15 ist die Spannung U für das elektrische Feld E angelegt. Anders als in Figur 6 dargestellt, ist es optional möglich, dass sich eine Gitterelektrode und/oder eine Maske zwischen dem Gasduschkopf 15 und dem Substrat 2 befindet.
Die hier beschriebene Erfindung ist nicht durch die
Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele beschränkt.
Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist .

Claims

- 2S
Patentansprüche
Verfahren zur Herstellung optoelektronischer
organischer Bauteile (1) mit den Schritten:
- Bereitstellen eines Substrats (2),
- Bereitstellen einer Quelle (6) für ein
strahlungsaktives organisches Material (4), wobei das organische Material (4) mindestens teilweise in
gasförmigem Zustand von der Quelle (6) freigesetzt wird,
- Anlegen eines elektrischen Feldes (E) zwischen dem Substrat (2) und der Quelle (6), und
- Aufbringen des organischen Materials (4) auf dem Substrat (2) aus der Gasphase heraus während das elektrische Feld (E) angelegt ist,
wobei Moleküle des organischen Materials (4) mittels des elektrischen Feldes (E) anisotrop orientiert auf das Substrat (2) aufgebracht werden,
wobei als organisches Material (4) ein Iridium-Komplex der folgenden Formel ausgewählt ist:
Figure imgf000030_0001
wobei CnN ein zumindest zweizähniger Ligand ist, der mit dem Ir-Atom einen metallacyclischen Ring bildet und wobei Ri, R2 und R3 - unabhängig voneinander - unverzweigte Alkylreste, verzweigte Alkylreste, kondensierte und/oder ringförmige Alkylreste und/oder Arylreste sind, die jeweils vollständig oder teilweise substituiert sind und wobei R2 auch H oder F sein kann, wobei das strahlungsaktive organische Material (4) und ein Matrixmaterial (5) gemeinsam abgeschieden
wobei das strahlungsaktive organische Material (4) und ein Matrixmaterial (5) gemeinsam abgeschieden werden, wobei als Matrixmaterial (5) ein Material des Typs A-K B ausgewählt wird,
wobei das Strukturelement K für eine Struktur Ar1-X-Ar steht, wobei Ar1 und Ar2 gleiche oder verschiedene aromatische Ringe sind und X für eine Einfachbindung, eine weitere aromatische Gruppe oder für eine
Verknüpfung von Ar1 und Ar2 mittels eines annelierten Rings steht,
wobei die Strukturelemente A und B gleich oder
verschieden sind und jeweils zumindest einen
aromatischen Ring umfassen, und
wobei das Bauteil eine organische Leuchtdiode ist.
Verfahren nach dem vorhergehende Anspruch,
bei dem eine aktive Schicht (45) mit dem organischen Material (4) eine Dicke zwischen einschließlich 4 nm und 100 nm aufweist,
wobei elektrische Übergangsdipolmomente (M) der
Moleküle des organischen Materials (4) mittels des elektrischen Feldes (E) überwiegend parallel zu einer Hauptseite (20) des Substrats (2) ausgerichtet werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das elektrische Feld (E) eine Feldstärke zwischen einschließlich 0,1 kV/mm und 10 kV/mm
aufweist .
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem eine Abscheiderate beim Aufbringen des
organischen Materials (4) und/oder des Matrixmaterials (5) zwischen einschließlich 0,01 nm/s und 0,5 nm/s liegt .
Vorrichtung (10) zur Herstellung optoelektronischer organischer Bauteile (1) mit einem Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, aufweisend:
- die Quelle (6) für das strahlungsaktive organische Material (4) , und
- einen Substrathalter (25) zum Halten des mit dem organischen Material (4) zu beschichtenden Substrats (2) .
Vorrichtung (10) nach dem vorhergehenden Anspruch, die ferner eine Gitterelektrode (8) umfasst,
wobei die Gitterelektrode (8) zwischen dem
Substrathalter (25) und der Quelle (6) angeordnet und dazu eingerichtet ist, dass durch die Gitterelektrode (8) hindurch das organische Material (4) auf das
Substrat (2) abgeschieden wird.
Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 5 oder 6, bei der ein Abstand (d) zwischen der Gitterelektrode
(8) und einer Aufwachsseite des Substrats (2) so einstellbar ist, dass der Abstand (d) kleiner ist als eine mittlere Gitterkonstante (k) der Gitterelektrode
(8) ,
wobei die mittlere Gitterkonstante (k) zwischen einschließlich 0,1 mm und 5 mm liegt.
Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, bei der die Gitterelektrode (8) voneinander elektrisch isolierte Längsstreben und Querstreben aufweist, wobei an die Längsstreben und Querstreben
unterschiedliche elektrische Potentiale anlegbar sind. Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 5 bis 8, bei dem die Gitterelektrode (8) heizbar ist.
Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 5 bis 9, die eine Maske (7) zwischen der Gitterelektrode (8) und dem Substrathalter (25) aufweist,
wobei die Maske (7) dazu eingerichtet ist, das
organische Material (4) strukturiert auf das Substrat
(2) aufzubringen.
Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 5 bis 10, die für eine organische Gasphasendeposition
eingerichtet ist, wobei ein Gasduschkopf zum Anlegen des elektrischen Feldes (E) auf ein von Null
verschiedenes elektrisches Potential bringbar ist, wobei sich zwischen dem Gasduschkopf (15) und dem
Substrathalter (25) keine Gitterelektrode (8) befindet.
Optoelektronisches organisches Bauteil (1) mit
- einer aktiven Schicht (45) mit einem
strahlungsaktiven organischen Material (4), und
- einem Substrat (2), an dem die aktive Schicht (45) angebracht ist,
wobei die aktive Schicht (45) eine Dicke zwischen einschließlich 4 nm und 100 nm aufweist und
Übergangsdipolmomente (M) von Molekülen des
strahlungsaktiven organischen Materials (4) überwiegend parallel zu einer Hauptseite (20) des Substrats (2) ausgerichtet sind.
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