WO2013139660A1 - Optoelektronisches bauelement und verfahren zum herstellen eines optoelektronischen bauelements - Google Patents

Optoelektronisches bauelement und verfahren zum herstellen eines optoelektronischen bauelements Download PDF

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WO2013139660A1
WO2013139660A1 PCT/EP2013/055132 EP2013055132W WO2013139660A1 WO 2013139660 A1 WO2013139660 A1 WO 2013139660A1 EP 2013055132 W EP2013055132 W EP 2013055132W WO 2013139660 A1 WO2013139660 A1 WO 2013139660A1
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WO
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phthalocyanine
substance
electron
generation layer
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PCT/EP2013/055132
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Arndt Jaeger
Carola Diez
Ulrich Niedermeier
Stefan Seidel
Thomas Dobbertin
Günter Schmid
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Osram Opto Semiconductors Gmbh
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    • C09K2211/18—Metal complexes
    • C09K2211/183—Metal complexes of the refractory metals, i.e. Ti, V, Cr, Zr, Nb, Mo, Hf, Ta or W

Definitions

  • An opto-electronic device e.g., an organic electronic device
  • OLED Light Emitting Diode
  • a white organic light emitting diode (White
  • Organic Light Emitting Diode, WOLED), a solar cell, etc. on an organic basis is usually characterized by its mechanical flexibility and moderate
  • an organic-based optoelectronic device can potentially be produced inexpensively due to the possibility of large-scale manufacturing methods (e.g., roll-to-roll manufacturing processes).
  • a WOLED consists e.g. of an anode and a cathode with a functional layer system in between.
  • functional layer system consists of one or more emitter layer (s) in which the light is generated, one or more charge carrier generation layer structure each consisting of two or more charge generating layers (CGL) for charge generation, and one or more electron block layers, too
  • hole transport layer HT
  • ETL electron transport layer
  • the carrier generation layer structure is composed of
  • electromagnetic radiation e.g., visible light
  • An OLED can be manufactured with good efficiency and lifetime by conductivity doping by using a p-i-n (p-doping - intrinsic - n-doped) transition analogous to the conventional inorganic LED.
  • the charge carriers from the p-doped or n-doped layers are specifically injected into the intrinsic layer in which the excitons are formed.
  • the p-doped and n-doped carrier generation layer may each consist of one or more organic / and / or inorganic / s (matrix).
  • the respective matrix is usually admixed with one or more organic or inorganic substances (dopants) in the production of the charge carrier generation layer in order to increase the conductivity of the matrix.
  • This doping may be electron (n-doped, dopants, e.g., metals with
  • low work function eg Na, Ca, CS, Li, Mg or Compounds thereof (p-doped, for example, Cs2CO3, CS3PO4 or organic dopants Company NOVALED such NDN-1, NDN-26) or holes; dopant, for example, transition metal oxides such as MoO x, WO x, VO x, organic compounds such as Cu (I ) pFBz, F4-TCNQ, or organic dopants from NOVALED, for example NDP-2, NDP-9) as charge carriers in the matrix.
  • dopant for example, transition metal oxides such as MoO x, WO x, VO x, organic compounds such as Cu (I ) pFBz, F4-TCNQ, or organic dopants from NOVALED, for example NDP-2, NDP-9) as charge carriers in the matrix.
  • an inorganic substance may be one in a chemically uniform form, regardless of the particular state of matter
  • an organic-inorganic substance can be a
  • the term "substance” encompasses all of the abovementioned substances, for example an organic substance, an inorganic substance, and / or a hybrid substance
  • a substance mixture may be understood to mean components of two or more different substances whose
  • components are very finely divided.
  • Optoelectronic component are a simple structure, ie as few layers that are as easy to manufacture. Furthermore, a small voltage drop across the CGL, as well as the highest possible transmission of CGL layers necessary, ie the lowest possible absorption losses in the spectral range, which is emitted by the OLED. Unlike inorganic layers in semiconductor devices, the molecules of organic layers can partially diffuse into other organic layers
  • Diffusion of conductive polymers is directed in an electric field. This limits the operating time
  • a diffusion barrier layer may be inserted between the individual organic layers, e.g. between the p-doped and n-doped carrier generation layer, a diffusion barrier layer are inserted.
  • the diffusion barrier layer provides an optoelectronic resistor in the
  • Carrier-generating layer structure and can reduce the efficiency of the optoelectronic device.
  • optoelectronic resistance of a layer in various embodiments absorption of
  • Electromagnetic radiation such as visible light
  • an electrical resistance for example by a voltage drop across it
  • Optoelectronic device and a method for its preparation provided with a hole-conducting
  • Carrier generation layer and a Diffusion barrier layer structure with lower optoelectronic resistance are Carrier generation layer and a Diffusion barrier layer structure with lower optoelectronic resistance.
  • An optoelectronic component comprising: a first organic functional layer structure, a second organic functional layer structure and a carrier generation layer structure between the first organic functional layer structure and the second organic functional layer structure, wherein the carrier generation layer structure comprises: a hole-conducting carrier generating layer; a
  • Diffusion barrier layer structure at least one
  • the hole-conducting charge carrier generation layer may include or be formed from an intrinsically hole-conducting substance.
  • the material of the intrinsic hole transporting charge generating layer HAT-CN HAT-CN
  • the substance of the intrinsically hole-conducting charge carrier generation layer F16CuPc and / or LG-101 may include or be formed from.
  • Charge generating layer may be formed from a mixture of matrix and p-type dopant.
  • hole-conducting carrier generation layer to be a substance selected from the group of substances consisting of: MoO x, WO x, VO x, Cu (I) pFBz, F4-TCNQ, NDP-2, NDP-9, or
  • the material of the hole-conducting carrier generation layer may have a transmittance greater than about 90% in a wavelength range of approximately
  • Charge generating layer have a layer thickness in a range of about 1 nm to about 500 nm.
  • Carrier generation layer intrinsically
  • the material of the intrinsically electron-conducting charge carrier generation layer may be any material of the intrinsically electron-conducting charge carrier generation layer.
  • Charge generating layer may be formed from a mixture of matrix and n-type dopant.
  • electron-conducting carrier generation layer is a substance selected from the group of substances consisting of: NET-18, or the like.
  • electron-conducting carrier generation layer is a substance selected from the group of substances consisting of: NDN-1, NDN-26, Na, Ca, CS, Li, Mg, CS2CO3, CS3PO4, or the like.
  • the electron-transporting carrier generation layer may have a layer thickness in a range of about 1 nm to about 500 nm.
  • the valence band of the substance or substance mixture of the electron-conducting charge carrier generation layer may be higher than the conduction band of the substance or substance mixture of the hole-conducting charge carrier generation layer.
  • the diffusion barrier layer structure may comprise or be formed from an inorganic substance.
  • the diffusion barrier layer structure may comprise or be formed from an organic substance. In yet another embodiment, the diffusion barrier layer structure may be formed from an organic-inorganic hybrid material.
  • the diffusion barrier layer structure may be a mixture of two or more
  • inorganic matter an organic matter and an organic-inorganic hybrid.
  • the diffusion barrier layer structure may be the same or the same material
  • the diffusion barrier layer structure may be the same or the same material
  • Charge generating layer wherein the substance or the mixture of substances may have a different physical structure.
  • the physical structure may include at least one of the following parameters: the density of the substance or mixture of substances; the
  • Crystal orientation of the substance or of the substance mixture and / or the local doping density of the substance or of the substance mixture.
  • the diffusion barrier layer structure may have a heterogeneous layer cross section
  • the different heterogeneous regions may be partial or complete crystallizations in an amorphous portion of the substance or mixture of the barrier layer structure.
  • the barrier effect of the diffusion barrier layer structure can be increased by at least local orientation of the molecules of the barrier layer structure, for example when the longest crystal axis of the crystallized regions is oriented parallel to at least one interface of the p-doped and n-doped carrier generation layer connected by the barrier layer structure.
  • Interface of the diffusion barrier layer structure may be oriented with the electron-conducting carrier generation layers.
  • Interface of the diffusion barrier layer structure may be oriented with the hole-conducting carrier generation layers.
  • Layer cross section of the barrier layer structure two or more layers each of a substance of the mixture of the Barrie layer structure or different
  • Parameter includes: the density of the substance or the
  • the diffusion barrier layer structure may have a layer thickness of about 1 nm to about 200 nm.
  • the common interface of the diffusion barrier layer structure with the hole-conducting charge carrier generation layer can be plane-parallel to the common interface of the barrier layer structure with the electron-conducting charge carrier generation layer
  • the diffusion barrier layer structure can be formed from an electrically insulating substance or substance mixture and the valence band of the
  • the diffusion barrier layer structure may be the optoelectronic efficiency of the
  • optoelectronic device to a maximum of about 10% in a wavelength range of about 450 nm to about 600 nm.
  • the diffusion barrier layer structure in the wavelength range from about 450 nm to about 600 nm may have a transmission greater than about 90%.
  • the layer cross section of the diffusion barrier layer structure may be structurally stable up to a temperature of up to about 120 ° C.
  • Phthalocyanine derivative have at least one metal oxide phthalocyanine or consist thereof.
  • the metal oxide phthalocyanine may be selected from the group of metal oxide phthalocyanines consisting of: VOPc, TiOPc, CuOPc.
  • Component be configured as an organic light emitting diode.
  • the method comprising: forming a first organic functional layer structure, forming a carrier generation layer structure over or on the first organic functional layer structure, and forming a second organic functional layer structure
  • a layer structure over or on the carrier generation layer structure, wherein forming the carrier generation layer structure comprises forming a layer
  • the electron-conducting carrier generation layer forming a diffusion barrier layer structure over or on the electron-conducting carrier generation layer, wherein the diffusion barrier layer structure is at least one
  • hole-conducting carrier generation layer over or on the diffusion barrier layer structure.
  • Carrier generation layer intrinsically
  • the material of the intrinsic hole transporting charge generating layer HAT-CN HAT-CN
  • the material of the intrinsically hole-conducting charge carrier generation layer F16CuPc and / or LG-101 may include or be formed from.
  • the hole-conducting charge carrier generation layer can be formed from a mixture of matrix and p-type dopant.
  • the dopant used may be the
  • hole-conducting carrier generation layer a substance selected from the group of substances consisting of: MoOx, WOx, VOx, Cu (I) pFBz, F4-TCNQ, NDP-2, NDP-9, or the like.
  • the material of the hole-conducting carrier generation layer may have a transmittance greater than about 90% in a wavelength range of approximately
  • Carrier generation layer having a film thickness in a range of about 1 nm to about 500 nm.
  • Carrier generation layer intrinsically
  • a substance may be selected from the group of substances consisting of: NDN-1, NDN-26, MgAg, or the like as the substance of the intrinsically electron-conducting charge carrier generation layer.
  • Charge generating layer may be formed from a mixture of matrix and n-type dopant.
  • Electron conductive carrier generation layer is a substance selected from the group of substances consisting of: NET-18, or the like.
  • a substance may be selected from the group of substances consisting of: NDN-1, NDN-26, Na, Ca, CS, Li, Mg, Cs 2 CO 3, Cs 3 PO 4, or like that.
  • Carrier generation layer having a film thickness in a range of about 1 nm to about 500 nm.
  • the valence band of the substance or mixture of the electron-conducting charge carrier generation layer can be higher than the conduction band of the
  • the diffusion barrier layer structure may comprise or be formed from an inorganic substance.
  • the diffusion barrier layer structure may comprise or be formed from an organic substance.
  • the diffusion barrier layer structure can be formed from an organic-inorganic hybrid material.
  • the diffusion barrier layer structure may include or be formed from a mixture of two or more substances, wherein the substances may be selected from a group consisting of:
  • the diffusion barrier layer structure may be the same or the same material
  • Mixture or be formed therefrom such as the substance or mixture of the hole-conducting charge carrier generating layer, but wherein the substance or the
  • the diffusion barrier layer structure may be the same or the same material
  • the physical structure may include the diffusion barrier layer structure at least one other of the following parameters: the density of the substance or mixture of substances; the crystallinity of the substance or mixture of substances; the crystal orientation of the substance or mixture of substances; and / or the local doping density of the substance or of the substance mixture.
  • the diffusion barrier layer structure may have a heterogeneous layer cross section
  • the crystallinity and / or crystal orientation of the substance of the diffusion barrier layer can be adjusted by means of process parameters.
  • the process parameters may include at least one of the following parameters:
  • Interface of the diffusion barrier layer structure may be oriented with the electron-conducting carrier generation layers.
  • Interface of the diffusion barrier layer structure may be oriented with the hole-conducting carrier generation layers.
  • Layer cross section of the barrier layer structure two or more layers each of a substance of the mixture of the Barrie layer structure or different
  • Parameters include: the density of the substance or the
  • the diffusion barrier layer structure may be formed with a layer thickness of about 1 nm to about 200 nm.
  • the common interface of the diffusion barrier layer structure with the hole-conducting charge carrier generation layer can be plane-parallel to the common interface of the barrier layer structure with the electron-conducting charge carrier generation layer
  • the diffusion barrier layer structure can be formed from an electrically insulating substance or substance mixture and the valence band of the
  • Diffusion barrier layer energetically above the conduction band of the physically connected hole-conducting carrier generation layer and over the valence band of the physically connected electron-conducting carrier generation layer.
  • the diffusion barrier layer structure may be the optoelectronic efficiency of the
  • the diffusion barrier layer structure in the wavelength range of about 450 nm to about 600 nm has a transmission greater than about 90%.
  • the layer cross section of the diffusion barrier layer structure may be structurally stable up to a temperature of up to about 120 ° C.
  • the diffusion barrier layer structure may comprise or be formed from the at least one phthalocyanine derivative at least one metal oxide phthalocyanine.
  • the diffusion barrier layer structure may comprise or be formed from a metal oxide phthalocyanine from the group of metal oxide phthalocyanines consisting of: VOPc, TiOPc, CuOPc.
  • the method may further comprise
  • the method may further comprise
  • Component be produced as an organic light emitting diode.
  • Figure 1 is a cross-sectional view of an optoelectronic
  • Embodiments; 2 is a cross-sectional view of a functional
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of a charge carrier
  • FIG. 4 shows a measured optical transmission of a
  • a carrier generation layer structure according to a first and second implementation
  • FIG. 5 shows a measured temperature / voltage stability of a
  • a carrier generation layer structure according to a first and second implementation
  • FIG. 6 shows a measured conductivity of a charge carrier generation layer structure according to a first and second implementation.
  • Embodiments as a light emitting device, for example as an organic light emitting diode (organic light emitting diode, OLED) or as an organic light emitting transistor to be formed.
  • OLED organic light emitting diode
  • OLED organic light emitting diode
  • Optoelectronic device can be used in different ways
  • Embodiments be part of an integrated circuit. Furthermore, a plurality of light-emitting
  • the optoelectronic component can also be designed as a solar cell.
  • the various exemplary embodiments are described below with reference to an OLED, these embodiments can, however, also be applied without difficulty to the other, above-mentioned, optoelectronic components.
  • FIG. 1 shows a cross-sectional view of an optoelectronic component 100 according to various exemplary embodiments.
  • the optoelectronic component 100 in the form of a
  • the light-emitting component for example in the form of an organic light-emitting diode 100, may have a substrate 102.
  • the substrate 102 may, for example, as a carrier element for electronic elements or layers, for example light-emitting elements.
  • the substrate 102 may include or be formed from glass, quartz, and / or a semiconductor material, or any other suitable material.
  • the substrate 102 may be a
  • the plastic may be one or more polyolefins (eg, high or low density polyethylene (PE) or
  • the plastic may be polyvinyl chloride (PVC), polystyrene (PS), polyester and / or polycarbonate (PC),
  • PVC polyvinyl chloride
  • PS polystyrene
  • PC polycarbonate
  • the substrate 102 may include one or more of the above materials.
  • the substrate 102 may be translucent or even transparent.
  • translucent or “translucent layer” can be understood in various embodiments that a layer is permeable to light
  • the light generated by the light emitting device for example one or more
  • Wavelength ranges for example, for light in one
  • Wavelength range of the visible light for example, at least in a partial region of the wavelength range of 380 nm to 780 nm.
  • the term "translucent layer” in various embodiments is to be understood to mean that substantially all of them are in one
  • Quantity of light is also coupled out of the structure (for example, layer), wherein part of the light can be scattered here.
  • the term "transparent” or “transparent layer” can be understood to mean that a layer is permeable to light
  • Embodiments as a special case of "translucent" to look at.
  • the optically translucent layer structure at least in a partial region of the wavelength range of the desired monochrome light or for the limited
  • the organic light emitting diode 100 (or else the light emitting devices according to the above or hereinafter described
  • Embodiments may be configured as a so-called top and bottom emitter.
  • a top and bottom emitter can also be referred to as an optically transparent component, for example a transparent organic light-emitting diode.
  • On or above the substrate 102 may be in different
  • Embodiments optionally a barrier layer (not shown) may be arranged.
  • the barrier layer may comprise or consist of one or more of the following materials: alumina, zinc oxide, zirconia, titania, hafnia, tantalum oxide, lanthania, silica,
  • Indium zinc oxide aluminum-doped zinc oxide, as well
  • Barrier layer in various embodiments have a layer thickness in a range of about 0.1 nm (one atomic layer) to about 5000 nm, for example, a layer thickness in a range of about 10 nm to about 200 nm, for example, a layer thickness of about 40 nm.
  • An electrically active region 104 of the light-emitting component 100 may be arranged on or above the barrier layer.
  • the electrically active region 104 can be understood as the region of the light-emitting component 100 in which an electric current for operating the optoelectronic component, for example the light-emitting component
  • Component 100 flows. In different
  • the electrically active region 104 may comprise a first electrode 106, a second electrode 108 and a functional layer system 110, as shown in FIG.
  • the first electrode 106 (eg, in the form of a first
  • Electrode layer 106) may be applied.
  • the first electrode 106 (hereinafter also referred to as lower electrode 106) may be formed of or be made of an electrically conductive material, such as a metal or a conductive conductive oxide (TCO) or a layer stack of multiple layers of the same metal or different metals and / or the same TCO or different TCOs.
  • Transparent conductive oxides are transparent, conductive materials, for example metal oxides, such as zinc oxide, tin oxide, cadmium oxide, titanium oxide, indium oxide, or indium tin oxide (ITO).
  • binary metal oxygen compounds such as ZnO, SnO 2, or ⁇ 2 ⁇ 3 also include ternary metal oxygen compounds, such as AlZnO, Zn 2 SnO 4, CdSn03, ZnSn03, Mgln204, Galn03, Zn2ln20s or
  • the TCOs do not necessarily correspond to one stoichiometric composition and may also be p-doped or n-doped.
  • Electrode 106 comprises a metal; For example, Ag, Pt, Au, Mg, Al, Ba, In, Ag, Au, Mg, Ca, Sm or Li, and
  • Electrode 106 may be formed by a stack of layers of a combination of a layer of a metal on a layer of a TCO, or vice versa.
  • An example is one
  • ITO indium tin oxide
  • Electrode 106 may provide one or more of the following materials, as an alternative or in addition to the materials mentioned above: networks of metallic nanowires and particles, such as Ag; Networks off
  • the first electrode 106 may be electrically conductive polymers or transition metal oxides or electrically
  • Electrode 106 and the substrate 102 translucent or
  • the first electrode 106 may have a layer thickness of less than or equal to about 25 nm, for example, one
  • the first electrode 106 may have, for example, a layer thickness of greater than or equal to is about 10 nm, for example, a layer thickness of greater than or equal to about 15 nm.
  • the first electrode 106 a the first electrode 106 a
  • Layer thickness in a range of about 10 nm to about 25 nm for example, a layer thickness in a range of about 10 nm to about 18 nm, for example, a layer thickness in a range of about 15 nm to about 18 nm.
  • the first electrode 106 is formed of a conductive transparent oxide (TCO), the first electrode 106, for example, a layer thickness
  • the first electrode 106 is made of, for example, a network of metallic nanowires, for example of Ag, which may be combined with conductive polymers, a network of carbon nanotubes, which may be combined with conductive polymers, or of graphene Layers and composites is formed, the first electrode 106, for example, a
  • Layer thickness in a range of about 1 nm to about 500 nm for example, a layer thickness in a range of about 10 nm to about 400 nm,
  • the first electrode 106 can be used as the anode, ie as
  • hole-injecting electrode may be formed or as
  • Cathode that is as an electron-injecting electrode.
  • the first electrode 106 may be a first electrical
  • a first electrical potential (provided by a power source (not shown), For example, a power source or a voltage source) can be applied.
  • the first electrical potential may be applied to the substrate 102, and may then be indirectly applied to the first electrode 106.
  • the first electrical potential may be, for example, the ground potential or another predetermined reference potential.
  • the organic electroluminescent layer structure 110 may include a plurality of organic functional layer structures 112, 116. In various embodiments, however, the organic electroluminescent layer structure 110 may also be more than two organic functional ones
  • the first organic functional layer structure 112 may be disposed on or above the first electrode 106.
  • Layer structure 116 may be disposed on or above the first organic functional layer structure 112.
  • a charge generation layer structure 114 CGL
  • CGL charge generation layer structure
  • Layer structure may be provided a respective charge carrier generation layer structure.
  • each of the organic functional layer structures 112, 116 may each have one or more emitter layers, for example with fluorescent and / or phosphorescent emitters, and one or more hole line layers (not shown in FIG. 1) (also referred to as hole transport layer (en)).
  • one or more electron conduction layers also referred to as electron transport layer (s) may be used.
  • Embodiments of the emitter layer (s) may include organic or organometallic compounds such as derivatives of polyfluorene, polythiophene and polyphenylene (e.g., 2- or 2-, 5-substituted poly-p-phenylenevinylene), as well as metal complexes, for example
  • organic or organometallic compounds such as derivatives of polyfluorene, polythiophene and polyphenylene (e.g., 2- or 2-, 5-substituted poly-p-phenylenevinylene), as well as metal complexes, for example
  • Iridium complexes such as blue phosphorescent FIrPic
  • Such non-polymeric emitters can be deposited by means of thermal evaporation, for example. Furthermore, it is possible to use polymer emitters, which in particular are produced by means of a wet-chemical method, such as For example, a spin-on (also referred to as spin coating), can be deposited.
  • a spin-on also referred to as spin coating
  • the emitter materials may be suitably embedded in a matrix material.
  • Emitter materials are also provided in other embodiments.
  • light emitting device 100 may be selected so that light emitting device 100 emits white light.
  • the emitter layer (s) may include several emitter materials of different colors (for example blue and yellow or blue, green and red)
  • the emitter layer (s) may also be composed of several sub-layers, such as a blue-fluorescent emitter layer or blue-phosphorescent emitter layer, a green-phosphorescent emitter layer and a red-phosphorescent emitter layer. By mixing the different colors, the emission of light can result in a white color impression. Alternatively, it can also be provided in the beam path through this
  • Layers generated primary emission to arrange a converter material that at least partially absorbs the primary radiation and emits a secondary radiation of different wavelength, so that from a (not yet white)
  • the emitter materials of various organic functional layer structures can be or be chosen so that, although the individual emitter materials light
  • a light of predetermined color such as white light
  • the organic functional layer structures 112, 116 may generally be one or more electroluminescent
  • electroluminescent layers may or may not be organic polymers, organic oligomers, organic monomers,
  • electroluminescent layered structure 110 comprise one or more electroluminescent layers, which may be referred to as
  • Hole transport layer is or are designed so that, for example, in the case of an OLED an effective
  • the organic functional layer structures 112, 116 may include one or more functional layers referred to as
  • Electron transport layer is or are designed so that, for example, in an OLED an effective
  • Electron injection into an electroluminescent layer or an electroluminescent region is made possible.
  • a material for the hole transport layer can be any material for the hole transport layer.
  • the one or more electroluminescent layers may or may not be referred to as
  • Layer structure 112 a hole injection layer 202
  • a first hole transport layer 204 may be applied, for example
  • a first emitter layer 206 may be applied, for example deposited.
  • the emitter materials that may be provided for the first emitter layer 206, for example, are described above.
  • a first electron transport layer 208 may be arranged on or above the first emitter layer 206,
  • Electron transport layer 208 one or more of
  • NET-18 have or consist of the following materials: NET-18, LG-201, or the like.
  • Electron transport layer 208 may have a layer thickness
  • nm to about 50 nm in a range of about 10 nm to about 50 nm, for example, in a range of about 15 nm to about 40 nm, for example, in a range of about 20 nm to about 30 nm.
  • a charge carrier generation layer structure (CGL) 114 is arranged, which will be described in more detail below.
  • the second organic functional layer structure 116 is arranged.
  • the second organic functional layer structure 116 may, in various embodiments, be a second
  • Hole transport layer 210 is disposed on or above the carrier generation layer structure 114.
  • the second hole transport layer 210 may be in physical contact with the surface of the carrier generation layer structure 114, in other words, they share a common interface.
  • the second hole transport layer 210 may include or consist of one or more of the following materials: HT-508, or the like.
  • the second hole transport layer 210 may have a layer thickness in a range of about 10 nm to about 50 nm,
  • nm for example, in a range of about 15 nm to about 40 nm, for example, in a range of about 20 nm to about 30 nm.
  • the second emitter layer 212 may have the same emitter materials as the first one
  • Emitter layer 212 may be configured such that they
  • Electromagnetic radiation such as visible light, of the same wavelength (s) emitted as the first
  • the second emitter layer 212 may be configured to emit electromagnetic radiation, such as visible light, others
  • Wavelength (s) emitted as the first emitter layer 206 may be materials as described above. Of course, other suitable emitter materials may be provided for both the first emitter layer 206 and the second emitter layer 212. Furthermore, the second organic functional
  • Layer structure 116 may include a second electron transport layer 214, which may be disposed on or over the second emitter layer 212, for example, deposited.
  • the second electron transport layer 214 may be disposed on or over the second emitter layer 212, for example, deposited.
  • the second electron transport layer 214 may be disposed on or over the second emitter layer 212, for example, deposited.
  • Electron transport layer 214 one or more of
  • the second electron transport layer 214 may be a
  • Layer thickness in a range of about 10 nm to about 50 nm, for example in a range of about 15 nm to about 40 nm, for example in a range of about 20 nm to about 30 nm.
  • Electron injection layer 216 applied, for example deposited.
  • the (optional) second hole transport layer 210, the second emitter layer 212, the (optional) second electron transport layer 214, and the (optional) electron injection layer 216 form the second organic functional layer structure 116.
  • the organic electroluminescent layer structure 110 (ie.
  • Electron transport layer (s), etc.) have a layer thickness of at most about 1.5 ym, for example, a layer thickness of at most about 1.2 ym, for example one Layer thickness of at most about 1 ym, for example, a layer thickness of about 800 nm, for example, a layer thickness of about 500 nm, for example, a layer thickness of about 400 nm, for example, a layer thickness of about 300 nm.
  • a layer thickness of at most about 1.5 ym for example, a layer thickness of at most about 1.2 ym, for example one Layer thickness of at most about 1 ym, for example, a layer thickness of about 800 nm, for example, a layer thickness of about 500 nm, for example, a layer thickness of about 400 nm, for example, a layer thickness of about 300 nm.
  • the organic electroluminescent layer structure 110 may include a stack of
  • each OLED has light emitting diodes (OLEDs).
  • a layer thickness may have a maximum of about 1.5 ym, for example, a layer thickness of at most about 1.2 ym, for example, a layer thickness of at most about 1 ym, for example, a layer thickness of at most about 800 nm, for example, a layer thickness of at most about 500 nm
  • the organic electroluminescent layer structure 110 may comprise, for example, a stack of two, three, or four directly stacked OLEDs, in which case, for example, the organic electroluminescent one
  • Layer structure 110 may have a layer thickness of at most about 3 ym.
  • the light emitting device 100 may generally include other organic functional layers, for example
  • Layer structure 110 or optionally on or over the one or more other organic compound
  • the second electrode layer 108 (for example in the form of a second electrode layer 108), as described above.
  • the second electrode layer 108 (for example in the form of a second electrode layer 108), as described above.
  • the second electrode layer 108 (for example in the form of a second electrode layer 108), as described above.
  • Electrode 108 have the same materials or be formed therefrom as the first electrode 106, wherein in
  • metals are particularly suitable.
  • Electrode 108 (for example in the case of a metallic second electrode 108), for example, have a layer thickness of less than or equal to approximately 50 nm,
  • a layer thickness of less than or equal to approximately 45 nm for example a layer thickness of less than or equal to approximately 40 nm, for example a layer thickness of less than or equal to approximately 35 nm, for example a layer thickness of less than or equal to approximately 30 nm,
  • a layer thickness of less than or equal to about 25 nm for example, a layer thickness of less than or equal to about 20 nm, for example, a layer thickness of less than or equal to about 15 nm, for example, a layer thickness of less than or equal to about 10 nm.
  • the second electrode 108 may generally be formed similar to, or different from, the first electrode 106.
  • the second electrode 108 in various embodiments, may be formed of one or more of the materials and with the respective layer thickness, as described above in connection with the first electrode 106. In different
  • the first electrode 106 and the second electrode 108 are both formed translucent or transparent. Thus, the shown in Fig.l
  • the light emitting device 100 may be configured as a top and bottom emitter (in other words, as a transparent light emitting device 100).
  • the second electrode 108 may be formed as an anode, ie as a hole-injecting electrode or as
  • the second electrode 108 may have a second electrical connection to which a second electrical connection
  • the second electrical potential may, for example, have a value such that the
  • Difference from the first electrical potential has a value in a range of about 1.5 V to about 20 V, for example, a value in a range of about 2.5 V to about 15 V, for example, a value in a range of about 3 V. up to about 12 V.
  • On or above the second electrode 108 and thus on or above the electrically active region 104 may optionally be an encapsulation 118, for example in the form of a
  • Barrier thin film / thin film encapsulation 118 may be formed or be.
  • a “barrier thin film” or a “barrier thin film” 118 can be understood, for example, as a layer or layer structure which is suitable for providing a barrier to chemical contaminants or atmospheric substances, in particular to water (moisture) and Oxygen, form.
  • the barrier film 118 is formed to be resistant to OLED damaging agents, such as
  • Water, oxygen or solvents can not or at most be penetrated to very small proportions.
  • the barrier film 118 may be formed as a single layer (in other words, as
  • the barrier thin film 118 may comprise a plurality of sublayers formed on each other.
  • the barrier thin-film layer 118 can be used as a stack of layers (stack).
  • the barrier film 118 or one or more sublayers of the barrier film 118 may be formed, for example, by a suitable deposition process, e.g. by means of a
  • Atomic Layer Deposition e.g. plasma-enhanced atomic layer deposition (PEALD) or plasmaless
  • PECVD plasma enhanced chemical vapor deposition
  • plasmaless vapor deposition plasmaless vapor deposition
  • ALD atomic layer deposition process
  • Barrier thin film 118 having multiple sublayers, all sublayers formed by an atomic layer deposition process.
  • a layer sequence comprising only ALD layers may also be referred to as "nanolaminate”.
  • Barrier thin film 118 having a plurality of sub-layers, one or more sub-layers of the barrier film 118 by means of a different deposition method than one
  • Atomic layer deposition processes are deposited
  • the barrier film 118 may, in one embodiment, have a film thickness of about 0.1 nm (one atomic layer) to about 1000 nm, for example, a film thickness of about 10 nm to about 100 nm according to a
  • Embodiment for example, about 40 nm according to an embodiment.
  • all partial layers may have the same layer thickness. According to another embodiment in which the barrier thin-film layer 118 has a plurality of partial layers, all partial layers may have the same layer thickness. According to another embodiment in which the barrier thin-film layer 118 has a plurality of partial layers, all partial layers may have the same layer thickness. According to another embodiment in which the barrier thin-film layer 118 has a plurality of partial layers, all partial layers may have the same layer thickness. According to another
  • Barrier thin layer 118 have different layer thicknesses. In other words, at least one of
  • Partial layers have a different layer thickness than one or more other of the sub-layers.
  • the barrier thin-film layer 118 or the individual partial layers of the barrier thin-film layer 118 may, according to one embodiment, be formed as a translucent or transparent layer.
  • the barrier film 118 (or the individual sublayers of the barrier film 118) may be made of a translucent or transparent material (or combination of materials that is translucent or transparent).
  • the barrier thin layer 118 or (in the case of a layer stack having a plurality of partial layers) one or more of the partial layers of the
  • Barrier thin film 118 comprise or consist of one of the following materials: alumina, zinc oxide, zirconia, titania, hafnia, tantalum oxide
  • Silicon oxynitride indium tin oxide, indium zinc oxide, aluminum ⁇ doped zinc oxide, and mixtures and alloys
  • Layer stack having a plurality of sublayers one or more of the sublayers of the barrier film 118 one or more high refractive index materials, in other words one or more high refractive index materials, for example having a refractive index of at least 2.
  • an adhesive and / or a protective varnish 120 may be provided, by means of which, for example, a
  • Cover 122 (for example, a glass cover 122) attached to encapsulation 118, for example, is glued.
  • translucent layer of adhesive and / or protective varnish 120 have a layer thickness of greater than 1 ym
  • a layer thickness of several ym for example, a layer thickness of several ym.
  • the adhesive may include or may be a lamination adhesive.
  • Adhesive layer can be embedded in various embodiments still light scattering particles, which contribute to a further improvement of the color angle distortion and the
  • Exemplary embodiments may be provided as light-scattering particles, for example, dielectric scattering particles such as, for example, metal oxides such as silicon oxide (S1O2), zinc oxide (ZnO), zirconium oxide (ZrO2), indium tin oxide (ITO) or indium zinc oxide (IZO), gallium oxide ( Ga20 a )
  • dielectric scattering particles such as, for example, metal oxides such as silicon oxide (S1O2), zinc oxide (ZnO), zirconium oxide (ZrO2), indium tin oxide (ITO) or indium zinc oxide (IZO), gallium oxide ( Ga20 a )
  • Alumina, or titania may also be suitable provided they have a refractive index that is different from the effective refractive index of the translucent matrix
  • Layer structure is different, for example, air bubbles, acrylate, or glass bubbles.
  • metallic nanoparticles, metals such as gold, silver, iron nanoparticles, or the like can be provided as light-scattering particles.
  • an electrically insulating layer (not illustrated) may or may not be applied between the second electrode 108 and the layer of adhesive and / or protective lacquer 120,
  • SiN for example, with a layer thickness in a range of about 300 nm to about 1.5 ym, for example, with a layer thickness in a range of about 500 nm to about 1 ym to protect electrically unstable materials, for example during a wet chemical process.
  • Embodiments can be completely dispensed with an adhesive 120, for example in embodiments in which the cover 122, for example made of glass, by means of, for example, plasma spraying on encapsulation 118th
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing the structure of a carrier generation layer 114 according to various ones
  • Charge generation layer structure 114 a hole-conducting carrier generation layer 302 and a
  • Electron transport layer 208 may be arranged
  • the electron-conducting carrier generation layer 306 may be on or above the hole-conducting carrier. Generating layer 302 may be arranged, wherein between these two layers 302, 306, a diffusion barrier layer structure 304 is provided. On or above the hole-conducting carrier generation layer 306, the second hole transport layer 210 may be disposed.
  • organic layers can partially interdiffuse into other layers (partial
  • Layer interdiffusion e.g. Portions of the electron-conducting carrier generation layer 302 into the hole-conducting carrier generation layer 306 of a carrier generation layer structure 302 in an optoelectronic component, for example an OLED.
  • diffusion barrier layer structure 304 are inserted.
  • Diffusion barrier layer structure 304 (also referred to as "interlayer") between the carrier generation layers 302 and 306 expands to a partial
  • Electron conductive carrier generation layer 302 of a plurality of substances for example, a mixture of substances, or be composed of a single substance (for this reason, the electron-conducting carrier generation layer 302 may also be referred to as undoped n-type carrier generation layer 302) ,
  • Carrier generation layer 302 is a low
  • any substance satisfying these conditions may be provided, for example, a NET-18 matrix with NDN-26 dopant (compound mixture) or NDN-26 (substance).
  • the substance of the electron-transporting charge generating layer 302 any substance satisfying these conditions may be provided, for example, a NET-18 matrix with NDN-26 dopant (compound mixture) or NDN-26 (substance).
  • the substance of the electron-transporting charge generating layer 302 any substance satisfying these conditions may be provided, for example, a NET-18 matrix with NDN-26 dopant (compound mixture) or NDN-26 (substance).
  • Electron conductive carrier generation layer 302 have a layer thickness in a range of about 1 nm to about 500 nm, for example in a range of about 3 nm to about 100 nm, for example in a range of about 10 nm to about 90 nm, for example in one
  • the hole-conducting carrier generation layer 306 can be composed of a plurality of substances, for example a mixture of substances, or also of a single substance (for this reason, the hole-conducting carrier generation layer 306 can also be described as undoped p-type carrier generation) Layer 306).
  • Charge generating layer 306 forms, that is, for example, the substance from which the hole-conducting
  • Carrier generation layer 306 may have a high hole conductivity. Furthermore, the material of the hole-conducting carrier generation layer 306 may be high Work function and have a low absorption of visible light. In various embodiments, as the material of the hole-conductive carrier generation layer 306, any material satisfying these conditions may be provided, for example, HAT-CN, LG-101, F16CuPc, or the like.
  • the hole-conducting carrier generation layer 306 may have a layer thickness in a range of about 1 nm to about
  • 500 nm for example in a range of about 3 nm to about 100 nm, for example in a range of about 10 nm to about 90 nm, for example in a range of about 20 nm to about 80 nm, for example in a range of about 30 nm to about 70 nm, for example in a range from about 40 nm to about 60 nm, for example a layer thickness of about 50 nm.
  • the p-type carrier generation layer 306 may be incorporated in FIG.
  • the substance or mixture of the p-type carrier generation layer 306 comprises a LUMO, that energy is at the same level as or lower than the HOMO of the substance of the n-type carrier generation layer 302.
  • the diffusion barrier layer structure 304 may include a
  • Layer thickness in a range of about 1 nm to about 200 nm, for example in a range of about 3 nm to about 100 nm, for example in a range of about 5 nm to about 10 nm, for example a
  • the charge carrier line through the diffusion barrier layer structure 304 may be direct or indirect.
  • the substance or the substance mixture of the diffusion barrier layer structure 304 may be used in an indirect process
  • Carrier line to be an electrical insulator to be an electrical insulator.
  • the HOMO of the electrically insulating substance of the diffusion barrier layer pattern 304 may be higher than the LUMO of the directly adjacent p-type carrier generation layer 306 and higher than the HOMO of the directly adjacent n-type carrier generation layer 302. As a result, a tunneling current can occur through the diffusion barrier layer structure 304.
  • Suitable substances for the diffusion barrier layer structure 304 are phthalocyanine derivatives, for example metal oxide phthalocyanine compounds, for example vanadium oxide phthalocyanine (VOPc), titanium oxide phthalocyanine (TiOPc) or copper oxide phthalocyanine (CuOPc).
  • metal oxide phthalocyanine compounds for example vanadium oxide phthalocyanine (VOPc), titanium oxide phthalocyanine (TiOPc) or copper oxide phthalocyanine (CuOPc).
  • the charge carrier generation layer structure 114 has the following layers:
  • n-carrier generation layer 302
  • VOPc with a layer thickness of approximately 6 nm; and p-carrier generation layer 306:
  • Electron transport layer 208 NET-18 having a layer thickness of about 50 nm
  • Hole transport layer 210 in this implementation have HT-508 with a layer thickness of about 50 nm.
  • the carrier generation layer structure 114 has the following layers:
  • n-carrier generation layer 302
  • TiOPc with a layer thickness of approximately 6 nm; and p-carrier generation layer 306:
  • HAT-CN with a layer thickness of approximately 15 nm.
  • Electron transport layer 208 NET-18 having a layer thickness of about 50 nm
  • Hole transport layer 210 in this implementation have HT-508 with a layer thickness of about 50 nm.
  • FIG. 4 shows a measured optical transmission diagram 400 of a carrier generation layer structure 114 according to a first concrete implementation 406 and a second concrete implementation 408 of the carrier generation layer structure 114 in comparison to an optical one
  • Transmission Diagram 400 Shown are the measured transmission 402 depending on the wavelength of the
  • FIG. 5 shows a measured temperature / voltage diagram 500 of a charge carrier generation layer structure 114 according to a first concrete implementation 512 and a second concrete implementation 510 of the charge carrier generation layer structure 114 as well as a diffusion barrier layer structure 304 with previously used substance NET- 39 508 or without a 506 diffusion barrier layer structure 304 in the charge carrier generation layer structure 114
  • Temperature / voltage diagram 500 is a measured
  • a high voltage stability of the charge carrier generation layer structure 114 with VOPc 512 and TiOPc 510 can be seen as a substance for the diffusion barrier layer structure 304 in comparison with the previously used substance NET-39 508 or without 506
  • FIG. 6 shows a conductivity diagram 600 of FIG.
  • Charge generation layer structure 114 according to a first concrete implementation 608 and a second concrete implementation 606 of the carrier generation layer structure 114 and a diffusion barrier layer structure 304 with previously used substance NET-39 610. Shown in the conductivity diagram 600 is a measured current density 602 as a function of a created
  • VOPc 608, TiOPc 606 and NET-39 610 are in the form of a pn diode characteristic.
  • Optoelectronic device for example, provided for an OLED, a carrier generation layer structure, wherein the optoelectronic resistance of the carrier generation layer structure is lower than in previously used carrier-generating layer structures.
  • Carrier generation layer structure wherein the p-type carrier generation layer is formed of a single substance and thus without doped layers becomes, for example HAT-CN. In other words, no layer is realized with a dopant in a matrix.
  • a carrier-generation layer structure provided, wherein the diffusion barrier layer structure as a substance one or more phthalocyanine derivatives, for example
  • metal oxide phthalocyanines Has metal oxide phthalocyanines.
  • the metal oxide phthalocyanine used as the substance for the diffusion barrier layer structure for example VOPc,
  • the optical resistance is particularly low in a combination of HAT-CN (single-carrier p-type carrier generation layer) and the metal oxide phthalocyanine, which manifests itself in higher transmission in the wavelength range of 450 nm to 650 nm than in the case of Previously used material for the diffusion barrier layer structure NET-39.
  • Optoelectronic component substantially preserved compared to previously used combinations of substances.
  • Substance can be evaporated at temperatures below 500 ° C.

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Abstract

In verschiedenen Ausführungsbeispielen wird ein optoelektronisches Bauelement (100) bereitgestellt, aufweisend: eine erste organische funktionelle Schichtenstruktur (112); eine zweite organische funktionelle Schichtenstruktur (116); und eine Ladungsträger-Erzeugungs- Schichtenstruktur (114) zwischen der ersten organischen funktionellen Schichtenstruktur (112) und der zweiten organischen funktionellen Schichtenstruktur (116), wobei die Ladungsträger-Erzeugungs-Schichtenstruktur (114) eine lochleitende Ladungsträger-Erzeugungs-Schicht (306), eine elektronenleitende Ladungsträger-Erzeugungs-Schicht (302) und eine Diffusionsbarriere-Schichtstruktur (304) zwischen lochleitender Ladungsträger-Erzeugungs-Schicht (306) und elektronenleitender Ladungsträger-Erzeugungs-Schicht (302) aufweist und wobei die Diffusionsbarriere-Schichtstruktur (304) mindestens ein Phthalocyanin-Derivat aufweist.

Description

Beschreibung
Optoelektronisches Bauelement und Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements
Verschiedene Ausführungsbeispiele betreffen ein
optoelektronisches Bauelement und ein Verfahren zum
Herstellen eines optoelektronischen Bauelements. Ein optoelektronisches Bauelement (z.B. eine organische
Leuchtdiode (Organic Light Emitting Diode, OLED) ,
beispielsweise eine weiße organische Leuchtdiode (White
Organic Light Emitting Diode, WOLED) , eine Solarzelle, etc.) auf organischer Basis zeichnet sich üblicherweise durch ihre mechanische Flexibilität und moderaten
Herstellungsbedingungen aus. Verglichen mit einem Bauelement aus anorganischen Materialien kann ein optoelektronisches Bauelement auf organischer Basis aufgrund der Möglichkeit großflächiger Herstellungsmethoden (z.B. Rolle-zu-Rolle- Herstellungsverfahren) potentiell kostengünstig hergestellt werden .
Eine WOLED besteht z.B. aus einer Anode und einer Kathode mit einem funktionellen Schichtensystem dazwischen. Das
funktionelle Schichtensystem besteht aus einer oder mehreren Emitterschicht/en, in der/denen das Licht erzeugt wird, einer oder mehreren Ladungsträger-Erzeugungs-Schichtenstruktur aus jeweils zwei oder mehr Ladungsträger-Erzeugungs-Schichten („Charge generating layer", CGL) zur Ladungserzeugung, sowie einer oder mehrerer Elektronenblockadeschichten, auch
bezeichnet als Lochtransportschicht (en) („hole transport layer" -HTL) , und einer oder mehrerer Lochblockadeschichten, auch bezeichnet als Elektronentransportschicht (en) („electron transport layer" - ETL) , um den Stromfluss zu richten.
Die Ladungsträger-Erzeugungs-Schichtstruktur besteht
herkömmlich in einfachster Ausführung aus einer p-dotierten und einer n-dotierten Ladungsträger-Erzeugungs-Schicht, die in direkter Verbindung zueinander stehen, so dass anschaulich ein pn-Übergang gebildet wird. In dem pn-Übergang kommt es zur Ausbildung einer Raumladungszone, bei der Elektronen der n-dotierten Ladungsträger-Erzeugungs-Schicht in die p- dotierte Ladungsträger-Erzeugungs-Schicht migrieren. Durch Anlegen einer Spannung an dem pn-Übergang in Sperrrichtung werden in der Raumladungszone Wannier-Mott-Exzitonen erzeugt, die in den Emitter-Schichten durch Rekombination
elektromagnetische Strahlung erzeugen können (z.B. sichtbares Licht) .
Eine OLED kann mit guter Effizienz und Lebensdauer mittels Leitfähigkeitsdotierung durch Verwendung eines p-i-n (p- dotier - intrinsisch - n-dotiert) Überganges analog zur herkömmlichen anorganischen LED hergestellt werden. Hierbei werden die Ladungsträger aus den p-dotierten bzw. n-dotierten Schichten gezielt in die intrinsische Schicht injiziert, in der die Exzitonen gebildet werden. Durch Übereinanderstapeln einer oder mehrerer intrinsischer Schichten (stacking) kann in der OLED bei praktisch gleicher Effizienz und identischer Leuchtdichte deutlich längere
Lebensdauern gegenüber einer OLED mit nur einer intrinsischen Schicht erzielt werden. Bei gleicher Stromdichte kann so die doppelte bis dreifache Leuchtdichte realisiert werden. Für das Übereinanderstapeln werden Ladungsträger-Erzeugungs- Schichten benötigt, die aus einem hochdotierten pn-Übergang bestehen . Die p-dotierte und n-dotierte Ladungsträger-Erzeugungs- Schicht kann jeweils aus einem oder mehreren organischem/n und/oder anorganischem/n Stoff/en (Matrix) bestehen. Der jeweiligen Matrix wird üblicherweise in der Herstellung der Ladungsträger-Erzeugungs-Schicht ein oder mehrere organische oder anorganische Stoffe (Dotierstoffe) beigemengt, um die Leitfähigkeit der Matrix zu erhöhen. Diese Dotierung kann Elektronen (n-dotiert; Dotierstoffe z.B. Metalle mit
niedriger Austrittsarbeit z.B. Na, Ca, CS, Li, Mg oder Verbindungen daraus z.B. CS2CO3, CS3PO4, bzw. organische Dotanden der Firma NOVALED, z.B. NDN-1, NDN-26) oder Löcher (p-dotiert; Dotierstoff z.B. Übergangsmetalloxide z.B. MoOx, WOx, VOx, organische Verbindungen z.B. Cu(I)pFBz, F4-TCNQ, bzw. organische Dotanden der Firma NOVALED, z.B. NDP-2, NDP- 9) als Ladungsträger in der Matrix erzeugen.
Im Rahmen dieser Beschreibung kann unter einem organischen Stoff eine, ungeachtet des jeweiligen Aggregatzustandes , in chemisch einheitlicher Form vorliegende, durch
charakteristische physikalische und chemische Eigenschaften gekennzeichnete Verbindung des Kohlenstoffs verstanden werden. Weiterhin kann im Rahmen dieser Beschreibung unter einem anorganischen Stoff eine, ungeachtet des jeweiligen Aggregatzustandes , in chemisch einheitlicher Form
vorliegende, durch charakteristische physikalische und chemische Eigenschaften gekennzeichnete Verbindung ohne
Kohlenstoff oder einfacher KohlenstoffVerbindung verstanden werden. Im Rahmen dieser Beschreibung kann unter einem organisch-anorganischen Stoff (hybrider Stoff) eine,
ungeachtet des jeweiligen Aggregatzustandes , in chemisch einheitlicher Form vorliegende, durch charakteristische physikalische und chemische Eigenschaften gekennzeichnete Verbindung mit Verbindungsteilen die Kohlenstoff enthalten und frei von Kohlenstoff sind, verstanden werden. Im Rahmen dieser Beschreibung umfasst der Begriff „Stoff" alle oben genannten Stoffe, beispielsweise einen organischen Stoff, einen anorganischen Stoff, und/oder einen hybriden Stoff. Weiterhin kann im Rahmen dieser Beschreibung unter einem Stoffgemisch etwas verstanden werden, was Bestandteile aus zwei oder mehr verschiedenen Stoffen besteht, deren
Bestandteile beispielsweise sehr fein verteilt sind.
Voraussetzung für den Einsatz einer CGL in einem
optoelektronischen Bauteil sind ein einfacher Aufbau, d.h. möglichst wenige Schichten, die möglichst leicht herzustellen sind. Weiterhin ist ein geringer Spannungsabfall über die CGL, sowie eine möglichst hohe Transmission der CGL Schichten notwendig, d.h. möglichst geringe Absorptionsverluste im Spektralbereich, der von der OLED emittierten wird. Anders als bei anorganischen Schichten in Halbleiter- Bauelementen können die Moleküle organischer Schichten partiell in andere organische Schichten diffundieren
(partielle Schichtinterdiffusion), z.B. Teile der n-dotierte Ladungsträger-Erzeugungs-Schicht in die p-dotierte
Ladungsträger-Erzeugungs-Schicht einer Ladungsträger-
Erzeugungs-Schichtstruktur in einer OLED. Bei Anlegen eines elektrischen Feldes an die Ladungsträger-Erzeugende- Schichtstruktur ist mittels der Schichtinterdiffusion ein Spannungsabfall über diese Schichtstruktur messbar. Dieser Spannungsabfall nimmt mit der Betriebsdauer zu, da die
Diffusion leitfähiger Polymere in einem elektrischen Feld gerichtet wird. Dies begrenzt die Betriebsdauer
optoelektronischer Bauelemente. Um die partielle Schichtinterdiffusion zu unterdrücken
(Barrierewirkung) kann zwischen die einzelnen organischen Schichten, z.B. zwischen die p-dotierten und n-dotierten Ladungsträger-Erzeugungs-Schicht, eine Diffusionsbarriere- Schicht eingefügt werden. Die Diffusionsbarriere-Schicht stellt jedoch einen optoelektronischen Widerstand in der
Ladungsträger-Erzeugenden-Schichtstruktur dar und kann den Wirkungsgrad des optoelektronischen Bauelementes verringern. Als optoelektronischer Widerstand einer Schicht kann in verschiedenen Ausführungsformen eine Absorption von
elektromagnetischer Strahlung, beispielsweise sichtbares Licht, in der Schicht und einem elektrischen Widerstand, beispielsweise durch einen Spannungsabfall über diese
Schicht, verstanden werden. In verschiedenen Ausführungsformen werden ein
optoelektronisches Bauelement sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung bereitgestellt, mit einer lochleitenden
Ladungsträger-Erzeugungs-Schicht und einer Diffusionsbarriere-Schichtstruktur mit geringerem optoelektronischem Widerstand.
In verschiedenen Ausführungsformen wird ein
optoelektronisches Bauelement bereitgestellt, aufweisend: eine erste organische funktionelle Schichtenstruktur, eine zweite organische funktionelle Schichtenstruktur und eine Ladungsträger-Erzeugungs-Schichtenstruktur zwischen der ersten organischen funktionellen Schichtenstruktur und der zweiten organischen funktionellen Schichtenstruktur, wobei die Ladungsträger-Erzeugungs-Schichtenstruktur aufweist: eine lochleitende Ladungsträger-Erzeugungs-Schicht; eine
elektronenleitende Ladungsträger-Erzeugungs-Schicht und eine Diffusionsbarriere-Schichtstruktur zwischen lochleitender Ladungsträger-Erzeugungs-Schicht und elektronenleitender Ladungsträger-Erzeugungs-Schicht, wobei die
Diffusionsbarriere-Schichtstruktur mindestens ein
Phthalocyanin-Derivat aufweist. In einer Ausgestaltung kann die lochleitende Ladungsträger- Erzeugungs-Schicht einen intrinsisch lochleitenden Stoff aufweisen oder daraus gebildet sein.
In noch einer Ausgestaltung kann der Stoff der intrinsisch lochleitenden Ladungsträger-Erzeugungs-Schicht HAT-CN
aufweisen oder daraus gebildet sein.
In noch einer Ausgestaltung kann der Stoff der intrinsisch lochleitenden Ladungsträger-Erzeugungs-Schicht F16CuPc und/oder LG-101 aufweisen oder daraus gebildet sein.
In noch einer Ausgestaltung kann die lochleitende
Ladungsträger-Erzeugungs-Schicht aus einem Stoffgemisch aus Matrix und p-Dotierstoff gebildet sein.
In noch einer Ausgestaltung kann der Dotierstoff der
lochleitenden Ladungsträger-Erzeugungs-Schicht ein Stoff sein ausgewählt aus der Gruppe von Stoffen bestehend aus: MoOx, WOx, VOx, Cu(I)pFBz, F4-TCNQ, NDP-2, NDP-9, oder
dergleichen . In noch einer Ausgestaltung kann der Stoff der lochleitenden Ladungsträger-Erzeugungs-Schicht eine Transmission größer als ungefähr 90 % in einem Wellenlängenbereich von ungefähr
450 nm bis ungefähr 600 nm haben. In noch einer Ausgestaltung kann die lochleitende
Ladungsträger-Erzeugungs-Schicht eine Schichtdicke in einem Bereich von ungefähr 1 nm bis ungefähr 500 nm aufweisen.
In noch einer Ausgestaltung kann die elektronenleitende
Ladungsträger-Erzeugungs-Schicht einen intrinsisch
elektronenleitenden Stoff aufweisen oder daraus gebildet sein .
In noch einer Ausgestaltung kann der Stoff der intrinsisch elektronenleitender Ladungsträger-Erzeugungs-Schicht ein
Stoff sein ausgewählt aus der Gruppe von Stoffen bestehend aus: NDN-1, NDN-26, MgAg, oder dergleichen.
In noch einer Ausgestaltung kann die elektronenleitende
Ladungsträger-Erzeugungs-Schicht aus einem Stoffgemisch aus Matrix und n-Dotierstoff gebildet sein.
In noch einer Ausgestaltung kann die Matrix der
elektronenleitender Ladungsträger-Erzeugungs-Schicht ein Stoff sein ausgewählt aus der Gruppe von Stoffen bestehend aus: NET-18, oder dergleichen.
In noch einer Ausgestaltung kann der Dotierstoff der
elektronenleitender Ladungsträger-Erzeugungs-Schicht ein Stoff sein ausgewählt aus der Gruppe von Stoffen bestehend aus: NDN-1, NDN-26, Na, Ca, CS, Li, Mg, CS2CO3, CS3PO4, oder dergleichen . In noch einer Ausgestaltung kann die elektronenleitender Ladungsträger-Erzeugungs-Schicht eine Schichtdicke in einem Bereich von ungefähr 1 nm bis ungefähr 500 nm aufweisen.
In noch einer Ausgestaltung kann das Valenzband des Stoff oder Stoffgemisches der elektronenleitenden Ladungsträger- Erzeugungs-Schicht höher liegen als das Leitungsband des Stoff oder Stoffgemisches der lochleitenden Ladungsträger- Erzeugungs-Schicht.
In noch einer Ausgestaltung kann die Diffusionsbarriere- Schichtstruktur einen anorganischen Stoff aufweisen oder daraus gebildet sein.
In noch einer Ausgestaltung kann die Diffusionsbarriere- Schichtstruktur einen organischen Stoff aufweisen oder daraus gebildet sein. In noch einer Ausgestaltung kann die Diffusionsbarriere- Schichtstruktur aus einem organisch-anorganischem Hybridstoff gebildet sein.
In noch einer Ausgestaltung kann die Diffusionsbarriere- Schichtstruktur aus ein Stoffgemisch aus zwei oder mehr
Stoffen aufweisen oder daraus gebildet sein, wobei die Stoffe ausgewählt sind aus einer Gruppe bestehend aus einem
anorganischen Stoff, einem organischen Stoff und einem organisch-anorganischem Hybridstoff .
In noch einer Ausgestaltung kann die Diffusionsbarriere- Schichtstruktur der gleiche Stoff oder das gleiche
Stoffgemisch aufweisen oder daraus gebildet sein wie der Stoff oder das Stoffgemisch der lochleitenden Ladungsträger- Erzeugungs-Schicht, wobei jedoch der Stoff oder das
Stoffgemisch eine andere physikalische Struktur aufweisen kann . In noch einer Ausgestaltung kann die Diffusionsbarriere- Schichtstruktur der gleiche Stoff oder das gleiche
Stoffgemisch aufweisen oder daraus gebildet sein wie der Stoff oder das Stoffgemisch der elektronenleitenden
Ladungsträger-Erzeugungs-Schicht, wobei jedoch der Stoff oder das Stoffgemisch eine andere physikalische Struktur aufweisen kann .
In noch einer Ausgestaltung kann die physikalische Struktur mindestens einen der folgenden Parameter beinhalten: die Dichte des Stoffes oder des Stoffgemisches ; die
Kristallinität des Stoffes oder des Stoffgemisches ; die
Kristallorientierung des Stoffes oder des Stoffgemisches ; und/oder die lokale Dotierungsdichte des Stoffes oder des Stoffgemisches .
In noch einer Ausgestaltung kann die Diffusionsbarriere- Schichtstruktur einen heterogenen Schichtquerschnitt
aufweisen .
In noch einer Ausgestaltung kann der heterogene
Schichtquerschnitt Bereiche unterschiedlicher Kristallinität des Stoff oder des Stoffgemischs aufweisen oder von diesen gebildet sein.
Die unterschiedlichen heterogenen Bereiche können teilweise oder vollständige Kristallisierungen in einem amorphen Anteil des Stoff oder Stoffgemisches der Barriere-Schichtstruktur sein .
In noch einer Ausgestaltung kann der heterogene
Schichtquerschnitt Bereiche unterschiedlicher
Kristallorientierung des Stoff oder Stoffgemischs aufweisen oder von diesen gebildet sein.
Die Barrierewirkung der Diffusionsbarriere-Schichtstruktur kann durch eine wenigstens lokale Orientierung der Moleküle der Barriere-Schichtstruktur erhöht werden, beispielsweise wenn die längste Kristallachse der kristallisierten Bereiche parallel zu wenigstens einer Grenzflächen der durch die Barriere-Schichtstruktur verbundenen p-dotierten und n- dotierten Ladungsträger-Erzeugungs-Schicht orientiert ist.
In noch einer Ausgestaltung kann die längste Kristallachse des kristallisierten Stoff oder Stoffgemisches der
Diffusionsbarriere-Schichtstruktur parallel zu der
Grenzfläche der Diffusionsbarriere-Schichtstruktur mit der elektronenleitenden Ladungsträger-Erzeugungs-Schichten orientiert sein.
In noch einer Ausgestaltung kann die längste Kristallachse des kristallisierten Stoff oder Stoffgemisches der
Diffusionsbarriere-Schichtstruktur parallel zu der
Grenzfläche der Diffusionsbarriere-Schichtstruktur mit der lochleitenden Ladungsträger-Erzeugungs-Schichten orientiert sein . In noch einer Ausgestaltung kann der heterogene
Schichtquerschnitt der Barriere-Schichtstruktur zwei oder mehrere Schichten aus jeweils einem Stoff des Stoffgemisches der Barrie-Schichtstruktur oder unterschiedliche
physikalische Strukturen des Stoffes der Barriere- Schichtstruktur aufweisen.
In noch einer Ausgestaltung kann die physikalische
Strukturunterscheidung mindestens einen der folgenden
Parameter beinhaltet: die Dichte des Stoffs oder des
Stoffgemischs , die Kristallinität des Stoffs oder des
Stoffgemischs , die Kristallorientierung des Stoffs oder des Stoffgemischs , und/oder die lokale Dotierungsdichte des Stoffs oder des Stoffgemischs . In noch einer Ausgestaltung kann die Diffusionsbarriere- Schichtstruktur eine Schichtdicke von ungefähr 1 nm bis ungefähr 200 nm aufweisen. In noch einer Ausgestaltung kann die gemeinsame Grenzfläche der Diffusionsbarriere-Schichtstruktur mit der lochleitenden Ladungsträger-Erzeugungs-Schicht Planparallelität zu der gemeinsamen Grenzfläche der Barriere-Schichtstruktur mit der elektronenleitenden Ladungsträger-Erzeugungs-Schicht
aufweisen .
In noch einer Ausgestaltung kann die Diffusionsbarriere- Schichtstruktur aus einem elektrisch isolierendem Stoff oder Stoffgemisch gebildet sein und das Valenzband der
Diffusionsbarriere-Schicht energetisch über dem Leitungsband der körperlich verbundenen lochleitenden Ladungsträger- Erzeugungs-Schicht und über dem Valenzband der körperlich verbundenen elektronenleitenden Ladungsträger-Erzeugungs- Schicht sein, d.h. die Ladungsträgerleitung erfolgt durch einen Tunnelstrom.
In noch einer Ausgestaltung kann die Diffusionsbarriere- Schichtstruktur die optoelektronische Effizienz des
optoelektronischen Bauelementes bis maximal ungefähr 10% beeinflusst in einem Wellenlängenbereich von ungefähr 450 nm bis ungefähr 600 nm.
In noch einer Ausgestaltung kann die Diffusionsbarriere- Schichtstruktur im Wellenlängenbereich von ungefähr 450 nm bis ungefähr 600 nm eine Transmission größer als ungefähr 90 % aufweisen.
In noch einer Ausgestaltung kann der Schichtquerschnitt der Diffusionsbarriere-Schichtstruktur strukturell bis zu einer Temperatur von bis zu ungefähr 120 °C stabil sein.
In noch einer Ausgestaltung kann das mindestens eine
Phthalocyanin-Derivat mindestens ein Metalloxid-Phthalocyanin aufweisen oder daraus bestehen. In noch einer Ausgestaltung kann das Metalloxid-Phthalocyanin ausgewählt sein aus der Gruppe der Metalloxid-Phthalocyanine bestehend aus: VOPc, TiOPc, CuOPc. In noch einer Ausgestaltung kann das optoelektronische
Bauelement als eine organische Leuchtdiode eingerichtet sein.
In verschiedenen Ausführungsformen wird ein Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelementes
bereitgestellt, wobei das Verfahren aufweist: Bilden einer ersten organischen funktionellen Schichtenstruktur, Bilden einer Ladungsträger-Erzeugungs-Schichtenstruktur über oder auf der ersten organischen funktionellen Schichtenstruktur, und Bilden einer zweiten organischen funktionellen
Schichtenstruktur über oder auf der Ladungsträger-Erzeugungs- Schichtenstruktur, wobei das Bilden der Ladungsträger- Erzeugungs-Schichtenstruktur aufweist, Bilden einer
elektronenleitenden Ladungsträger-Erzeugungs-Schicht, Bilden einer Diffusionsbarriere-Schichtstruktur über oder auf der elektronenleitenden Ladungsträger-Erzeugungs-Schicht, wobei die Diffusionsbarriere-Schichtstruktur mindestens ein
Phthalocyanin-Derivat aufweist, und Bilden einer
lochleitenden Ladungsträger-Erzeugungs-Schicht über oder auf der Diffusionsbarriere-Schichtstruktur .
In noch einer Ausgestaltung kann die lochleitende
Ladungsträger-Erzeugungs-Schicht einen intrinsisch
lochleitenden Stoff aufweisen oder daraus gebildet werden. In noch einer Ausgestaltung kann der Stoff der intrinsisch lochleitenden Ladungsträger-Erzeugungs-Schicht HAT-CN
aufweisen oder daraus gebildet werden.
In noch einer Ausgestaltung kann der Stoff der intrinsisch lochleitenden Ladungsträger-Erzeugungs-Schicht F16CuPc und/oder LG-101 aufweisen oder daraus gebildet werden. In noch einer Ausgestaltung kann die lochleitende Ladungsträger-Erzeugungs-Schicht aus einem Stoffgemisch aus Matrix und p-Dotierstoff gebildet werden. In noch einer Ausgestaltung kann als Dotierstoff der
lochleitenden Ladungsträger-Erzeugungs-Schicht ein Stoff ausgewählt werden aus der Gruppe von Stoffen bestehend aus: MoOx, WOx, VOx, Cu(I)pFBz, F4-TCNQ, NDP-2, NDP-9, oder dergleichen .
In noch einer Ausgestaltung kann der Stoff der lochleitenden Ladungsträger-Erzeugungs-Schicht eine Transmission größer als ungefähr 90 % in einem Wellenlängenbereich von ungefähr
450 nm bis ungefähr 600 nm haben.
In noch einer Ausgestaltung kann die lochleitende
Ladungsträger-Erzeugungs-Schicht mit einer Schichtdicke in einem Bereich von ungefähr 1 nm bis ungefähr 500 nm gebildet werden .
In noch einer Ausgestaltung kann die elektronenleitende
Ladungsträger-Erzeugungs-Schicht einen intrinsisch
elektronenleitenden Stoff aufweisen oder daraus gebildet werden .
In noch einer Ausgestaltung kann als Stoff der intrinsisch elektronenleitender Ladungsträger-Erzeugungs-Schicht ein Stoff ausgewählt werden aus der Gruppe von Stoffen bestehend aus: NDN-1, NDN-26, MgAg, oder dergleichen.
In noch einer Ausgestaltung kann die elektronenleitende
Ladungsträger-Erzeugungs-Schicht aus einem Stoffgemisch aus Matrix und n-Dotierstoff gebildet werden. In noch einer Ausgestaltung kann für die Matrix der
elektronenleitender Ladungsträger-Erzeugungs-Schicht ein Stoff ausgewählt werden aus der Gruppe von Stoffen bestehend aus: NET-18, oder dergleichen. In noch einer Ausgestaltung kann als der Dotierstoff der elektronenleitender Ladungsträger-Erzeugungs-Schicht ein Stoff ausgewählt werden aus der Gruppe von Stoffen bestehend aus: NDN-1, NDN-26, Na, Ca, CS, Li, Mg, Cs2C03, Cs3P04, oder dergleichen .
In noch einer Ausgestaltung kann die elektronenleitende
Ladungsträger-Erzeugungs-Schicht mit einer Schichtdicke in einem Bereich von ungefähr 1 nm bis ungefähr 500 nm gebildet werden .
In noch einer Ausgestaltung kann das Valenzband des Stoff oder Stoffgemisches der elektronenleitenden Ladungsträger- Erzeugungs-Schicht höher liegen als das Leitungsband des
Stoff oder Stoffgemisches der lochleitenden Ladungsträger- Erzeugungs-Schicht .
In noch einer Ausgestaltung kann die Diffusionsbarriere- Schichtstruktur einen anorganischen Stoff aufweisen oder daraus gebildet werden.
In noch einer Ausgestaltung kann die Diffusionsbarriere- Schichtstruktur einen organischen Stoff aufweisen oder daraus gebildet werden.
In noch einer Ausgestaltung kann die Diffusionsbarriere- Schichtstruktur aus einem organisch-anorganischem Hybridstoff gebildet werden.
In noch einer Ausgestaltung kann die Diffusionsbarriere- Schichtstruktur ein Stoffgemisch aus zwei oder mehr Stoffen aufweisen oder daraus gebildet werden, wobei die Stoffe ausgewählt werden können aus einer Gruppe bestehend aus:
einem anorganischen Stoff, einem organischen Stoff und einem organisch-anorganischem Hybridstoff . In noch einer Ausgestaltung kann die Diffusionsbarriere- Schichtstruktur der gleiche Stoff oder das gleiche
Stoffgemisch aufweisen oder daraus gebildet werden, wie der Stoff oder das Stoffgemisch der lochleitenden Ladungsträger- Erzeugungs-Schicht, wobei jedoch der Stoff oder das
Stoffgemisch eine andere physikalische Struktur aufweist.
In noch einer Ausgestaltung kann die Diffusionsbarriere- Schichtstruktur den gleichen Stoff oder das gleiche
Stoffgemisch aufweisen oder daraus gebildet werden wie der Stoff oder das Stoffgemisch der elektronenleitenden
Ladungsträger-Erzeugungs-Schicht, wobei jedoch der Stoff oder das Stoffgemisch eine andere physikalische Struktur aufweist. In noch einer Ausgestaltung kann die physikalische Struktur die Diffusionsbarriere-Schichtstruktur mindestens einen anderen der folgenden Parameter beinhalten: die Dichte des Stoffs oder des Stoffgemischs ; die Kristallinität des Stoffs oder des Stoffgemischs ; die Kristallorientierung des Stoffs oder des Stoffgemischs ; und/oder die lokale Dotierungsdichte des Stoffs oder des Stoffgemischs .
In noch einer Ausgestaltung kann die Diffusionsbarriere- Schichtstruktur einen heterogenen Schichtquerschnitt
aufweisen.
In noch einer Ausgestaltung kann der heterogene
Schichtquerschnitt Bereiche unterschiedlicher Kristallinität des Stoff oder des Stoffgemischs aufweisen oder von diesen gebildet werden.
In noch einer Ausgestaltung kann der heterogene
Schichtquerschnitt Bereiche unterschiedlicher
Kristallorientierung des Stoff oder Stoffgemischs aufweisen oder von diesen gebildet werden. In noch einer Ausgestaltung kann die Kristallinität und/oder Kristallorientierung des Stoffes der Diffusionsbarriere- Schicht mittels Prozessparameter eingestellt werden. In noch einer Ausgestaltung können die Prozessparameter mindestens einen der folgenden Parameter beinhalten:
Anwesenheit und Ausrichtung elektromagnetischer Felder;
Bilden von Nukleationskeimen auf der elektronenleitenden Schicht vor dem Bilden der Diffusionsbarriere- Schichtstruktur.
In noch einer Ausgestaltung kann die längste Kristallachse des kristallisierten Stoff oder Stoffgemisches der
Diffusionsbarriere-Schichtstruktur parallel zu der
Grenzfläche der Diffusionsbarriere-Schichtstruktur mit der elektronenleitenden Ladungsträger-Erzeugungs-Schichten orientiert sein.
In noch einer Ausgestaltung kann die längste Kristallachse des kristallisierten Stoff oder Stoffgemisches der
Diffusionsbarriere-Schichtstruktur parallel zu der
Grenzfläche der Diffusionsbarriere-Schichtstruktur mit der lochleitenden Ladungsträger-Erzeugungs-Schichten orientiert sein .
In noch einer Ausgestaltung kann der heterogene
Schichtquerschnitt der Barriere-Schichtstruktur zwei oder mehrere Schichten aus jeweils einem Stoff des Stoffgemisches der Barrie-Schichtstruktur oder unterschiedliche
physikalische Strukturen des Stoffes der Barriere- Schichtstruktur aufweisen.
In noch einer Ausgestaltung kann die physikalische
Strukturunterscheidung mindestens einen der folgenden
Parameter beinhalten: die Dichte des Stoffs oder des
Stoffgemischs ; die Kristallinität des Stoffs oder des
Stoffgemischs ; die Kristallorientierung des Stoffs oder des Stoffgemischs ; und/oder die lokale Dotierungsdichte des Stoffs oder des Stoffgemischs .
In noch einer Ausgestaltung kann die Diffusionsbarriere- Schichtstruktur mit einer Schichtdicke von ungefähr 1 nm bis ungefähr 200 nm gebildet werden.
In noch einer Ausgestaltung kann die gemeinsame Grenzfläche der Diffusionsbarriere-Schichtstruktur mit der lochleitenden Ladungsträger-Erzeugungs-Schicht Planparallelität zu der gemeinsamen Grenzfläche der Barriere-Schichtstruktur mit der elektronenleitenden Ladungsträger-Erzeugungs-Schicht
aufweisen . In noch einer Ausgestaltung kann die Diffusionsbarriere- Schichtstruktur aus einem elektrisch isolierendem Stoff oder Stoffgemisch gebildet werden und das Valenzband der
Diffusionsbarriere-Schicht energetisch über dem Leitungsband der körperlich verbundenen lochleitenden Ladungsträger- Erzeugungs-Schicht und über dem Valenzband der körperlich verbundenen elektronenleitenden Ladungsträger-Erzeugungs- Schicht sein.
In noch einer Ausgestaltung kann die Diffusionsbarriere- Schichtstruktur die optoelektronische Effizienz des
optoelektronischen Bauelementes bis maximal ungefähr 10% beeinflussen in einem Wellenlängenbereich von ungefähr 450 nm bis ungefähr 600 nm. In noch einer Ausgestaltung kann die Diffusionsbarriere- Schichtstruktur im Wellenlängenbereich von ungefähr 450 nm bis ungefähr 600 nm eine Transmission größer als ungefähr 90 % aufweist. In noch einer Ausgestaltung kann der Schichtquerschnitt der Diffusionsbarriere-Schichtstruktur strukturell bis zu einer Temperatur von bis zu ungefähr 120 °C stabil sein. In noch einer Ausgestaltung kann die Diffusionsbarriere- Schichtstruktur das mindestens eine Phthalocyanin-Derivat mindestens ein Metalloxid-Phthalocyanin aufweisen oder daraus gebildet werden.
In noch einer Ausgestaltung kann die Diffusionsbarriere- Schichtstruktur ein Metalloxid-Phthalocyanin aufweisen oder daraus gebildet werden aus der Gruppe der Metalloxid- Phthalocyanine bestehend aus: VOPc, TiOPc, CuOPc.
In noch einer Ausgestaltung kann das Verfahren ferner
aufweisen: Bilden einer Elektronenleiterschicht ; Bilden der elektronenleitenden Ladungsträger-Erzeugungs-Schicht auf oder über der Elektronenleiterschicht; Bilden einer
Lochleiterschicht auf oder über der lochleitenden
Ladungsträger-Erzeugungs-Schicht .
In noch einer Ausgestaltung kann das Verfahren ferner
aufweisen: Bilden einer ersten Elektrode; Bilden der ersten organischen funktionellen Schichtenstruktur auf oder über der ersten Elektrode; Bilden einer zweiten Elektrode auf oder über der zweiten organischen funktionellen Schichtenstruktur.
In noch einer Ausgestaltung kann das optoelektronische
Bauelement als eine organische Leuchtdiode hergestellt werden .
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert.
Es zeigen
Figur 1 eine Querschnittansicht eines optoelektronischen
Bauelements gemäß verschiedenen
Ausführungsbeispielen; 2 eine Querschnittansicht eines funktionellen
Schichtensystems eines optoelektronischen Bauelements gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen; Figur 3 eine Querschnittansicht einer Ladungsträger-
Erzeugungs-Schichtenstruktur eines optoelektronischen Bauelements gemäß verschiedenen
Ausführungsbeispielen; Figur 4 eine gemessene optische Transmission einer
Ladungsträger-Erzeugungs-Schichtstruktur gemäß einer ersten und zweiten Implementierung;
Figur 5 eine gemessene Temperatur/Spannungs-Stabilität einer
Ladungsträger-Erzeugungs-Schichtstruktur gemäß einer ersten und zweiten Implementierung; und
Figur 6 eine gemessene Leitfähigkeit einer Ladungsträger- Erzeugungs-Schichtstruktur gemäß einer ersten und zweiten Implementierung.
In der folgenden ausführlichen Beschreibung wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, die Teil dieser bilden und in denen zur Veranschaulichung spezifische
Ausführungsformen gezeigt sind, in denen die Erfindung ausgeübt werden kann. In dieser Hinsicht wird
Richtungsterminologie wie etwa „oben", „unten", „vorne", „hinten", „vorderes", „hinteres", usw. mit Bezug auf die Orientierung der beschriebenen Figur (en) verwendet. Da
Komponenten von Ausführungsformen in einer Anzahl
verschiedener Orientierungen positioniert werden können, dient die Richtungsterminologie zur Veranschaulichung und ist auf keinerlei Weise einschränkend. Es versteht sich, dass andere Ausführungsformen benutzt und strukturelle oder logische Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Es versteht sich, dass die Merkmale der hierin beschriebenen verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen miteinander kombiniert werden können, sofern nicht spezifisch anders angegeben. Die folgende ausführliche Beschreibung ist deshalb nicht in einschränkendem Sinne aufzufassen, und der
Schutzumfang der vorliegenden Erfindung wird durch die angefügten Ansprüche definiert.
Im Rahmen dieser Beschreibung werden die Begriffe
"verbunden", "angeschlossen" sowie "gekoppelt" verwendet zum Beschreiben sowohl einer direkten als auch einer indirekten Verbindung, eines direkten oder indirekten Anschlusses sowie einer direkten oder indirekten Kopplung. In den Figuren werden identische oder ähnliche Elemente mit identischen Bezugszeichen versehen, soweit dies zweckmäßig ist. Ein optoelektronisches Bauelement kann in verschiedenen
Ausführungsbeispielen als ein lichtemittierendes Bauelement, beispielsweise als eine organische lichtemittierende Diode (organic light emitting diode, OLED) oder als ein organischer lichtemittierender Transistor ausgebildet sein. Das
optoelektronische Bauelement kann in verschiedenen
Ausführungsbeispielen Teil einer integrierten Schaltung sein. Weiterhin kann eine Mehrzahl von lichtemittierenden
Bauelementen vorgesehen sein, beispielsweise untergebracht in einem gemeinsamen Gehäuse. In verschiedenen
Ausführungsbeispielen kann das optoelektronische Bauelement auch als Solarzelle ausgebildet sein. Auch wenn im Folgenden die verschiedenen Ausführungsbeispiele anhand einer OLED beschrieben werden, so können diese Ausführungsbeispiele jedoch ohne weiteres auch auf die anderen, oben genannten optoelektronischen Bauelemente angewendet werden.
Fig.l zeigt eine Querschnittansicht eines optoelektronischen Bauelements 100 gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen. Das optoelektronische Bauelement 100 in Form eines
lichtemittierenden Bauelements, beispielsweise in Form einer organischen Leuchtdiode 100, kann ein Substrat 102 aufweisen. Das Substrat 102 kann beispielsweise als ein Trägerelement für elektronische Elemente oder Schichten, beispielsweise lichtemittierende Elemente, dienen. Beispielsweise kann das Substrat 102 Glas, Quarz, und/oder ein Halbleitermaterial oder irgendein anderes geeignetes Material aufweisen oder daraus gebildet sein. Ferner kann das Substrat 102 eine
Kunststofffolie oder ein Laminat mit einer oder mit mehreren Kunststofffolien aufweisen oder daraus gebildet sein. Der Kunststoff kann ein oder mehrere Polyolefine (beispielsweise Polyethylen (PE) mit hoher oder niedriger Dichte oder
Polypropylen (PP) ) aufweisen oder daraus gebildet sein.
Ferner kann der Kunststoff Polyvinylchlorid (PVC) , Polystyrol (PS) , Polyester und/oder Polycarbonat (PC) ,
Polyethylenterephthalat (PET), Polyethersulfon (PES) und/oder Polyethylennaphthalat (PEN) aufweisen oder daraus gebildet sein. Das Substrat 102 kann eines oder mehrere der oben genannten Materialien aufweisen. Das Substrat 102 kann transluzent oder sogar transparent ausgeführt sein.
Unter dem Begriff „transluzent" bzw. „transluzente Schicht" kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen verstanden werden, dass eine Schicht für Licht durchlässig ist,
beispielsweise für das von dem Lichtemittierenden Bauelement erzeugte Licht, beispielsweise einer oder mehrerer
Wellenlängenbereiche, beispielsweise für Licht in einem
Wellenlängenbereich des sichtbaren Lichts (beispielsweise zumindest in einem Teilbereich des Wellenlängenbereichs von 380 nm bis 780 nm) . Beispielsweise ist unter dem Begriff „transluzente Schicht" in verschiedenen Ausführungsbeispielen zu verstehen, dass im Wesentlichen die gesamte in eine
Struktur (beispielsweise eine Schicht) eingekoppelte
Lichtmenge auch aus der Struktur (beispielsweise Schicht) ausgekoppelt wird, wobei ein Teil des Licht hierbei gestreut werden kann Unter dem Begriff „transparent" oder „transparente Schicht" kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen verstanden werden, dass eine Schicht für Licht durchlässig ist
(beispielsweise zumindest in einem Teilbereich des Wellenlängenbereichs von 380 nm bis 780 nm) , wobei in eine Struktur (beispielsweise eine Schicht) eingekoppeltes Licht im Wesentlichen ohne Streuung oder Lichtkonversion auch aus der Struktur (beispielsweise Schicht) ausgekoppelt wird.
Somit ist „transparent" in verschiedenen
Ausführungsbeispielen als ein Spezialfall von „transluzent" anzusehen .
Für den Fall, dass beispielsweise ein lichtemittierendes monochromes oder im Emissionsspektrum begrenztes
elektronisches Bauelement bereitgestellt werden soll, ist es ausreichend, dass die optisch transluzente Schichtenstruktur zumindest in einem Teilbereich des Wellenlängenbereichs des gewünschten monochromen Lichts oder für das begrenzte
Emissionsspektrum transluzent ist.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die organische Leuchtdiode 100 (oder auch die lichtemittierenden Bauelemente gemäß den oben oder noch im Folgenden beschriebenen
Ausführungsbeispielen) als ein so genannter Top- und Bottom- Emitter eingerichtet sein. Ein Top- und Bottom-Emitter kann auch als optisch transparentes Bauelement, beispielsweise eine transparente organische Leuchtdiode, bezeichnet werden. Auf oder über dem Substrat 102 kann in verschiedenen
Ausführungsbeispielen optional eine Barriereschicht (nicht dargestellt) angeordnet sein. Die Barriereschicht kann eines oder mehrere der folgenden Materialien aufweisen oder daraus bestehen: Aluminiumoxid, Zinkoxid, Zirkoniumoxid, Titanoxid, Hafniumoxid, Tantaloxid Lanthaniumoxid, Siliziumoxid,
Siliziumnitrid, Siliziumoxinitrid, Indiumzinnoxid,
Indiumzinkoxid, Aluminium-dotiertes Zinkoxid, sowie
Mischungen und Legierungen derselben. Ferner kann die
Barriereschicht in verschiedenen Ausführungsbeispielen eine Schichtdicke aufweisen in einem Bereich von ungefähr 0,1 nm (eine Atomlage) bis ungefähr 5000 nm, beispielsweise eine Schichtdicke in einem Bereich von ungefähr 10 nm bis ungefähr 200 nm, beispielsweise eine Schichtdicke von ungefähr 40 nm. Auf oder über der Barriereschicht kann ein elektrisch aktiver Bereich 104 des lichtemittierenden Bauelements 100 angeordnet sein. Der elektrisch aktive Bereich 104 kann als der Bereich des lichtemittierenden Bauelements 100 verstanden werden, in dem ein elektrischer Strom zum Betrieb des optoelektronischen Bauelements, beispielsweise des lichtemittierenden
Bauelements 100 fließt. In verschiedenen
Ausführungsbeispielen kann der elektrisch aktive Bereich 104 eine erste Elektrode 106, eine zweite Elektrode 108 und ein funktionelles Schichtensystem 110 aufweisen, wie es im
Folgenden noch näher erläutert wird.
So kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen auf oder über der Barriereschicht (oder, wenn die Barriereschicht nicht vorhanden ist, auf oder über dem Substrat 102) die erste Elektrode 106 (beispielsweise in Form einer ersten
Elektrodenschicht 106) aufgebracht sein. Die erste Elektrode 106 (im Folgenden auch als untere Elektrode 106 bezeichnet) kann aus einem elektrisch leitfähigen Material gebildet werden oder sein, wie beispielsweise aus einem Metall oder einem leitfähigen transparenten Oxid (transparent conductive oxide, TCO) oder einem Schichtenstapel mehrerer Schichten desselben Metalls oder unterschiedlicher Metalle und/oder desselben TCO oder unterschiedlicher TCOs . Transparente leitfähige Oxide sind transparente, leitfähige Materialien, beispielsweise Metalloxide, wie beispielsweise Zinkoxid, Zinnoxid, Cadmiumoxid, Titanoxid, Indiumoxid, oder Indium- Zinn-Oxid (ITO). Neben binären MetallsauerstoffVerbindungen, wie beispielsweise ZnO, Sn02, oder Ιη2θ3 gehören auch ternäre MetallsauerstoffVerbindungen, wie beispielsweise AlZnO, Zn2Sn04, CdSn03, ZnSn03, Mgln204, Galn03, Zn2ln20s oder
In4Sn30]_2 oder Mischungen unterschiedlicher transparenter leitfähiger Oxide zu der Gruppe der TCOs und können in verschiedenen Ausführungsbeispielen eingesetzt werden.
Weiterhin entsprechen die TCOs nicht zwingend einer stöchiometrischen Zusammensetzung und können ferner p-dotiert oder n-dotiert sein.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die erste
Elektrode 106 ein Metall aufweisen; beispielsweise Ag, Pt, Au, Mg, AI, Ba, In, Ag, Au, Mg, Ca, Sm oder Li, sowie
Verbindungen, Kombinationen oder Legierungen dieser
Materialien . In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die erste
Elektrode 106 gebildet werden von einem Schichtenstapel einer Kombination einer Schicht eines Metalls auf einer Schicht eines TCOs, oder umgekehrt. Ein Beispiel ist eine
Silberschicht, die auf einer Indium-Zinn-Oxid-Schicht (ITO) aufgebracht ist (Ag auf ITO) oder ITO-Ag-ITO Multischichten .
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die erste
Elektrode 106 eines oder mehrere der folgenden Materialien vorsehen alternativ oder zusätzlich zu den oben genannten Materialien: Netzwerke aus metallischen Nanodrähten und - teilchen, beispielsweise aus Ag; Netzwerke aus
Kohlenstoff-Nanoröhren; Graphen-Teilchen und -Schichten; Netzwerke aus halbleitenden Nanodrähten. Ferner kann die erste Elektrode 106 elektrisch leitfähige Polymere oder Übergangsmetalloxide oder elektrisch
leitfähige transparente Oxide aufweisen.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen können die erste
Elektrode 106 und das Substrat 102 transluzent oder
transparent ausgebildet sein. In dem Fall, dass die erste Elektrode 106 aus einem Metall gebildet wird, kann die erste Elektrode 106 beispielsweise eine Schichtdicke aufweisen von kleiner oder gleich ungefähr 25 nm, beispielsweise eine
Schichtdicke von kleiner oder gleich ungefähr 20 nm,
beispielsweise eine Schichtdicke von kleiner oder gleich ungefähr 18 nm. Weiterhin kann die erste Elektrode 106 beispielsweise eine Schichtdicke aufweisen von größer oder gleich ungefähr 10 nm, beispielsweise eine Schichtdicke von größer oder gleich ungefähr 15 nm. In verschiedenen
Ausführungsbeispielen kann die erste Elektrode 106 eine
Schichtdicke aufweisen in einem Bereich von ungefähr 10 nm bis ungefähr 25 nm, beispielsweise eine Schichtdicke in einem Bereich von ungefähr 10 nm bis ungefähr 18 nm, beispielsweise eine Schichtdicke in einem Bereich von ungefähr 15 nm bis ungefähr 18 nm. Weiterhin kann für den Fall, dass die erste Elektrode 106 aus einem leitfähigen transparenten Oxid (TCO) gebildet wird, die erste Elektrode 106 beispielsweise eine Schichtdicke
aufweisen in einem Bereich von ungefähr 50 nm bis ungefähr 500 nm, beispielsweise eine Schichtdicke in einem Bereich von ungefähr 75 nm bis ungefähr 250 nm, beispielsweise eine
Schichtdicke in einem Bereich von ungefähr 100 nm bis
ungefähr 150 nm.
Ferner kann für den Fall, dass die erste Elektrode 106 aus beispielsweise einem Netzwerk aus metallischen Nanodrähten, beispielsweise aus Ag, die mit leitfähigen Polymeren kombiniert sein können, einem Netzwerk aus Kohlenstoff- Nanoröhren, die mit leitfähigen Polymeren kombiniert sein können, oder von Graphen-Schichten und Kompositen gebildet wird, die erste Elektrode 106 beispielsweise eine
Schichtdicke aufweisen in einem Bereich von ungefähr 1 nm bis ungefähr 500 nm, beispielsweise eine Schichtdicke in einem Bereich von ungefähr 10 nm bis ungefähr 400 nm,
beispielsweise eine Schichtdicke in einem Bereich von
ungefähr 40 nm bis ungefähr 250 nm.
Die erste Elektrode 106 kann als Anode, also als
löcherinjizierende Elektrode ausgebildet sein oder als
Kathode, also als eine elektroneninjizierende Elektrode.
Die erste Elektrode 106 kann einen ersten elektrischen
Anschluss aufweisen, an den ein erstes elektrisches Potential (bereitgestellt von einer Energiequelle (nicht dargestellt) , beispielsweise einer Stromquelle oder einer Spannungsquelle) anlegbar ist. Alternativ kann das erste elektrische Potential an das Substrat 102 angelegt werden oder sein und darüber dann mittelbar der ersten Elektrode 106 zugeführt werden oder sein. Das erste elektrische Potential kann beispielsweise das Massepotential oder ein anderes vorgegebenes Bezugspotential sein .
Weiterhin kann der elektrisch aktive Bereich 104 des
lichtemittierenden Bauelements 100 ein funktionelles
Schichtensystem 110, auch bezeichnet als eine organische elektrolumineszente Schichtenstruktur 110, aufweisen, die auf oder über der ersten Elektrode 106 aufgebracht ist oder wird. Die organische elektrolumineszente Schichtenstruktur 110 kann mehrere organische funktionelle Schichtenstrukturen 112, 116 aufweisen. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die organische elektrolumineszente Schichtenstruktur 110 aber auch mehr als zwei organische funktionelle
Schichtenstrukturen aufweisen, beispielsweise 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, oder sogar mehr.
In Fig.l sind eine erste organische funktionelle
Schichtenstruktur 112 und eine zweite organische funktionelle Schichtenstruktur 116 dargestellt.
Die erste organische funktionelle Schichtenstruktur 112 kann auf oder über der ersten Elektrode 106 angeordnet sein.
Weiterhin kann die zweite organische funktionelle
Schichtenstruktur 116 auf oder über der ersten organischen funktionellen Schichtenstruktur 112 angeordnet sein. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann zwischen der ersten organischen funktionellen Schichtenstruktur 112 und der zweiten organischen funktionellen Schichtenstruktur 116 eine Ladungsträger-Erzeugungs-Schichtenstruktur 114 (engl.: Charge Generation Layer, CGL) angeordnet sein. In
Ausführungsbeispielen, in denen mehr als zwei organische funktionelle Schichtenstruktur und vorgesehen sind kann zwischen jeweils zwei organischen funktionellen
Schichtenstruktur eine jeweilige Ladungsträger-Erzeugungs- Schichtenstruktur vorgesehen sein. Wie im Folgenden noch näher erläutert wird kann jede der organischen funktionellen Schichtenstruktur 112, 116 jeweils eine oder mehrere Emitterschichten aufweisen, beispielsweise mit fluoreszierenden und/oder phosphoreszierenden Emittern, sowie eine oder mehrere Lochleitungsschichten (in Fig.l nicht dargestellt) (auch bezeichnet als Lochtransportschicht (en) ) . In verschiedenen Ausführungsbeispielen können alternativ oder zusätzlich eine oder mehrere Elektronenleitungsschichten (auch bezeichnet als Elektronentransportschicht (en) )
vorgesehen sein.
Beispiele für Emittermaterialien, die in dem
lichtemittierenden Bauelement 100 gemäß verschiedenen
Ausführungsbeispielen für die Emitterschicht (en) eingesetzt werden können, schließen organische oder organometallische Verbindungen, wie Derivate von Polyfluoren, Polythiophen und Polyphenylen (z.B. 2- oder 2 , 5-substituiertes Poly-p- phenylenvinylen) sowie Metallkomplexe, beispielsweise
Iridium-Komplexe wie blau phosphoreszierendes FIrPic
(Bis (3, 5-difluoro-2- (2-pyridyl) phenyl- (2-carboxypyridyl) - iridium III), grün phosphoreszierendes Ir (ppy) 3 (Tris (2- phenylpyridin) iridium III), rot phosphoreszierendes Ru (dtb- bpy) 3*2 (PF6) (Tris [ 4 , 4 ' -di-tert-butyl- (2,2')- bipyridin] ruthenium (III) komplex) sowie blau fluoreszierendes DPAVBi (4, 4-Bis [4- (di-p-tolylamino) styryl] biphenyl) , grün fluoreszierendes TTPA ( 9, 10-Bis [N, -di- (p-tolyl) - amino ] anthracen) und rot fluoreszierendes DCM2 (4- Dicyanomethylen) -2-methyl-6-j ulolidyl- 9-enyl-4H-pyran) als nichtpolymere Emitter ein. Solche nichtpolymeren Emitter sind beispielsweise mittels thermischen Verdampfens abscheidbar. Ferner können Polymeremitter eingesetzt werden, welche insbesondere mittels eines nasschemischen Verfahrens, wie beispielsweise einem Aufschleuderverfahren (auch bezeichnet als Spin Coating) , abscheidbar sind.
Die Emittermaterialien können in geeigneter Weise in einem Matrixmaterial eingebettet sein.
Es ist darauf hinzuweisen, dass andere geeignete
Emittermaterialien in anderen Ausführungsbeispielen ebenfalls vorgesehen sind.
Die Emittermaterialien der Emitterschicht (en) des
lichtemittierenden Bauelements 100 können beispielsweise so ausgewählt sein, dass das lichtemittierende Bauelement 100 Weißlicht emittiert. Die Emitterschicht (en) kann/können mehrere verschiedenfarbig (zum Beispiel blau und gelb oder blau, grün und rot) emittierende Emittermaterialien
aufweisen, alternativ kann/können die Emitterschicht (en) auch aus mehreren Teilschichten aufgebaut sein, wie einer blau fluoreszierenden Emitterschicht oder blau phosphoreszierenden Emitterschicht, einer grün phosphoreszierenden Emitterschicht und einer rot phosphoreszierenden Emitterschicht. Durch die Mischung der verschiedenen Farben kann die Emission von Licht mit einem weißen Farbeindruck resultieren. Alternativ kann auch vorgesehen sein, im Strahlengang der durch diese
Schichten erzeugten Primäremission ein Konvertermaterial anzuordnen, das die Primärstrahlung zumindest teilweise absorbiert und eine Sekundärstrahlung anderer Wellenlänge emittiert, so dass sich aus einer (noch nicht weißen)
Primärstrahlung durch die Kombination von primärer Strahlung und sekundärer Strahlung ein weißer Farbeindruck ergibt. Auch können die Emittermaterialien verschiedener organischer funktionelle Schichtenstrukturen so gewählt sein oder werden, dass zwar die einzelnen Emittermaterialien Licht
unterschiedlicher Farbe (beispielsweise blau, grün oder rot oder beliebige andere Farbkombinationen, beispielsweise beliebige andere Komplementär-Farbkombinationen) emittieren, dass aber beispielsweise das Gesamtlicht, das insgesamt von allen organischen funktionellen Schichtenstruktur emittiert wird und von der OLED nach außen emittiert wird, ein Licht vorgegebener Farbe, beispielsweise Weißlicht, ist.
Die organischen funktionellen Schichtenstrukturen 112, 116 können allgemein eine oder mehrere elektrolumineszente
Schichten aufweisen. Die eine oder mehreren
elektrolumineszenten Schichten kann oder können organische Polymere, organische Oligomere, organische Monomere,
organische kleine, nicht-polymere Moleküle („small
molecules") oder eine Kombination dieser Materialien
aufweisen. Beispielsweise kann die organische
elektrolumineszente Schichtenstruktur 110 eine oder mehrere elektrolumineszente Schichten aufweisen, die als
Lochtransportschicht ausgeführt ist oder sind, so dass beispielsweise in dem Fall einer OLED eine effektive
Löcherinjektion in eine elektrolumineszierende Schicht oder einen elektrolumineszierenden Bereich ermöglicht wird.
Alternativ können in verschiedenen Ausführungsbeispielen die organischen funktionellen Schichtenstrukturen 112, 116, eine oder mehrere funktionelle Schichten aufweisen, die als
Elektronentransportschicht ausgeführt ist oder sind, so dass beispielsweise in einer OLED eine effektive
Elektroneninjektion in eine elektrolumineszierende Schicht oder einen elektrolumineszierenden Bereich ermöglicht wird. Als Material für die Lochtransportschicht können
beispielsweise tertiäre Amine, Carbazoderivate, leitendes Polyanilin oder Polythylendioxythiophen verwendet werden. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann oder können die eine oder die mehreren elektrolumineszenten Schichten als
elektrolumineszierende Schicht ausgeführt sein.
Wie in Fig.2 dargestellt ist, kann in verschiedenen
Ausführungsbeispielen die erste organische funktionelle
Schichtenstruktur 112 eine Lochinjektionsschicht 202
aufweisen, die auf oder über der ersten Elektrode 106 aufgebracht, beispielsweise abgeschieden, sein kann. Auf oder über der Lochinjektionsschicht 202 kann eine erste Lochtransportschicht 204 aufgebracht, beispielsweise
abgeschieden, sein oder werden. Auf oder über der Lochtransportschicht 204 kann eine erste Emitterschicht 206 aufgebracht, beispielsweise abgeschieden, sein. Die Emittermaterialien, die beispielsweise für die erste Emitterschicht 206 vorgesehen sein können, sind oben beschrieben .
Weiterhin kann auf oder über der ersten Emitterschicht 206 eine erste Elektronentransportschicht 208 angeordnet,
beispielsweise abgeschieden, sein. In verschiedenen
Ausführungsbeispielen kann die erste
Elektronentransportschicht 208 eines oder mehrere der
folgenden Materialien aufweisen oder daraus bestehen: NET-18, LG-201, oder dergleichen. Die erste
Elektronentransportschicht 208 kann eine Schichtdicke
aufweisen in einem Bereich von ungefähr 10 nm bis ungefähr 50 nm, beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 15 nm bis ungefähr 40 nm, beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 20 nm bis ungefähr 30 nm.
Wie oben beschrieben worden ist, bilden die (optionale)
Lochinjektionsschicht 202, die (optionale) erste
Lochtransportschicht 204, die erste Emitterschicht 106, sowie die (optionale) erste Elektronentransportschicht 208 die erste organische funktionelle Schichtenstruktur 112. Auf oder über der ersten organischen Funktion in
Schichtenstruktur 112 ist eine Ladungsträger-Erzeugung- Schichtenstruktur (CGL) 114 angeordnet, die im Folgenden noch näher beschrieben wird. Auf oder über der Ladungsträger-Erzeugung-Schichtenstruktur 114 ist in verschiedenen Ausführungsbeispielen die zweite organische funktionelle Schichtenstruktur 116 angeordnet. Die zweite organische funktionelle Schichtenstruktur 116 kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen eine zweite
Lochtransportschicht 210 aufweisen, wobei die zweite
Lochtransportschicht 210 auf oder über der Ladungsträger- Erzeugung-Schichtenstruktur 114 angeordnet ist.
Beispielsweise kann die zweite Lochtransportschicht 210 in körperlichem Kontakt mit der Oberfläche der Ladungsträger- Erzeugung-Schichtenstruktur 114 sein, anders ausgedrückt, sie teilen sich eine gemeinsame Grenzfläche. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die zweite Lochtransportschicht 210 eines oder mehrere der folgenden Materialien aufweisen oder daraus bestehen: HT-508, oder dergleichen. Die zweite Lochtransportschicht 210 kann eine Schichtdicke aufweisen in einem Bereich von ungefähr 10 nm bis ungefähr 50 nm,
beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 15 nm bis ungefähr 40 nm, beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 20 nm bis ungefähr 30 nm.
Weiterhin kann die zweite organische funktionelle
Schichtenstruktur 116 eine zweite Emitterschicht 212
aufweisen, die auf oder über der zweiten Lochtransportschicht 210 angeordnet sein kann. Die zweite Emitterschicht 212 kann die gleichen Emittermaterialien aufweisen wie die erste
Emitterschicht 206. Alternativ können die zweite
Emitterschicht 212 und die erste Emitterschicht 206
unterschiedliche Emittermaterialien aufweisen. In
verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die zweite
Emitterschicht 212 derart eingerichtet sein, dass sie
elektromagnetische Strahlung, beispielsweise sichtbares Licht, gleicher Wellenlänge (n) emittiert wie die erste
Emitterschicht 206. Alternativ kann die zweite Emitterschicht 212 derart eingerichtet sein, dass sie elektromagnetische Strahlung, beispielsweise sichtbares Licht, anderer
Wellenlänge (n) emittiert als die erste Emitterschicht 206. die Emittermaterialien der zweiten Emitterschicht können Materialien sein, wie sie oben beschrieben worden sind. Andere geeignete Emittermaterialien können selbstverständlich sowohl für die erste Emitterschicht 206 als auch für die zweite Emitterschicht 212 vorgesehen sein. Weiterhin kann die zweite organische funktionelle
Schichtenstruktur 116 eine zweite Elektronentransportschicht 214 aufweisen, die auf oder über der zweiten Emitterschicht 212 angeordnet, beispielsweise abgeschieden, sein kann. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die zweite
Elektronentransportschicht 214 eines oder mehrere der
folgenden Materialien aufweisen oder daraus bestehen: NET-18, LG-201, und dergleichen. Die zweite Elektronentransportschicht 214 kann eine
Schichtdicke aufweisen in einem Bereich von ungefähr 10 nm bis ungefähr 50 nm, beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 15 nm bis ungefähr 40 nm, beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 20 nm bis ungefähr 30 nm.
Ferner kann auf oder über der zweiten
Elektronentransportschicht 214 eine
Elektroneninjektionsschicht 216 aufgebracht, beispielsweise abgeschieden, sein.
Wie oben beschrieben worden ist, bilden die (optionale) zweite Lochtransportschicht 210, die zweite Emitterschicht 212, die (optionale) zweite Elektronentransportschicht 214, sowie die (optionale) Elektroneninjektionsschicht 216 die zweite organische funktionelle Schichtenstruktur 116.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die organische elektrolumineszente Schichtenstruktur 110 (also
beispielsweise die Summe der Dicken von
Lochtransportschicht (en) und Emitterschicht (en) und
Elektronentransportschicht (en) , etc.) eine Schichtdicke aufweisen von maximal ungefähr 1,5 ym, beispielsweise eine Schichtdicke von maximal ungefähr 1,2 ym, beispielsweise eine Schichtdicke von maximal ungefähr 1 ym, beispielsweise eine Schichtdicke von maximal ungefähr 800 nm, beispielsweise eine Schichtdicke von maximal ungefähr 500 nm, beispielsweise eine Schichtdicke von maximal ungefähr 400 nm, beispielsweise eine Schichtdicke von maximal ungefähr 300 nm. In verschiedenen
Ausführungsbeispielen kann die organische elektrolumineszente Schichtenstruktur 110 beispielsweise einen Stapel von
mehreren direkt übereinander angeordneten organischen
Leuchtdioden (OLEDs) aufweisen, wobei jede OLED
beispielsweise eine Schichtdicke aufweisen kann von maximal ungefähr 1,5 ym, beispielsweise eine Schichtdicke von maximal ungefähr 1,2 ym, beispielsweise eine Schichtdicke von maximal ungefähr 1 ym, beispielsweise eine Schichtdicke von maximal ungefähr 800 nm, beispielsweise eine Schichtdicke von maximal ungefähr 500 nm, beispielsweise eine Schichtdicke von maximal ungefähr 400 nm, beispielsweise eine Schichtdicke von maximal ungefähr 300 nm. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die organische elektrolumineszente Schichtenstruktur 110 beispielsweise einen Stapel von zwei, drei oder vier direkt übereinander angeordneten OLEDs aufweisen, in welchem Fall beispielsweise die organische elektrolumineszente
Schichtenstruktur 110 eine Schichtdicke aufweisen kann von maximal ungefähr 3 ym. Das lichtemittierende Bauelement 100 kann optional allgemein weitere organische Funktionsschichten, beispielsweise
angeordnet auf oder über der einen oder mehreren
Emitterschichten oder auf oder über der oder den
Elektronentransportschicht (en) aufweisen, die dazu dienen, die Funktionalität und damit die Effizienz des
lichtemittierenden Bauelements 100 weiter zu verbessern.
Auf oder über der organischen elektrolumineszenten
Schichtenstruktur 110 oder gegebenenfalls auf oder über der einen oder den mehreren weiteren organischen
Funktionsschichten kann die zweite Elektrode 108
(beispielsweise in Form einer zweiten Elektrodenschicht 108) aufgebracht sein, wie oben beschrieben worden ist. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die zweite
Elektrode 108 die gleichen Materialien aufweisen oder daraus gebildet sein wie die erste Elektrode 106, wobei in
verschiedenen Ausführungsbeispielen Metalle besonders geeignet sind.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die zweite
Elektrode 108 (beispielsweise für den Fall einer metallischen zweiten Elektrode 108) beispielsweise eine Schichtdicke aufweisen von kleiner oder gleich ungefähr 50 nm,
beispielsweise eine Schichtdicke von kleiner oder gleich ungefähr 45 nm, beispielsweise eine Schichtdicke von kleiner oder gleich ungefähr 40 nm, beispielsweise eine Schichtdicke von kleiner oder gleich ungefähr 35 nm, beispielsweise eine Schichtdicke von kleiner oder gleich ungefähr 30 nm,
beispielsweise eine Schichtdicke von kleiner oder gleich ungefähr 25 nm, beispielsweise eine Schichtdicke von kleiner oder gleich ungefähr 20 nm, beispielsweise eine Schichtdicke von kleiner oder gleich ungefähr 15 nm, beispielsweise eine Schichtdicke von kleiner oder gleich ungefähr 10 nm.
Die zweite Elektrode 108 kann allgemein in ähnlicher Weise ausgebildet werden oder sein wie die erste Elektrode 106, oder unterschiedlich zu dieser. Die zweite Elektrode 108 kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen aus einem oder mehreren der Materialien und mit der jeweiligen Schichtdicke ausgebildet sein oder werden, wie oben im Zusammenhang mit der ersten Elektrode 106 beschrieben. In verschiedenen
Ausführungsbeispielen sind die erste Elektrode 106 und die zweite Elektrode 108 beide transluzent oder transparent ausgebildet. Somit kann das in Fig.l dargestellte
lichtemittierende Bauelement 100 als Top- und Bottom-Emitter (anders ausgedrückt als transparentes lichtemittierendes Bauelement 100) eingerichtet sein. Die zweite Elektrode 108 kann als Anode, also als löcherinjizierende Elektrode ausgebildet sein oder als
Kathode, also als eine elektroneninjizierende Elektrode. Die zweite Elektrode 108 kann einen zweiten elektrischen Anschluss aufweisen, an den ein zweites elektrisches
Potential (welches unterschiedlich ist zu dem ersten
elektrischen Potential) , bereitgestellt von der
Energiequelle, anlegbar ist. Das zweite elektrische Potential kann beispielsweise einen Wert aufweisen derart, dass die
Differenz zu dem ersten elektrischen Potential einen Wert in einem Bereich von ungefähr 1,5 V bis ungefähr 20 V aufweist, beispielsweise einen Wert in einem Bereich von ungefähr 2,5 V bis ungefähr 15 V, beispielsweise einen Wert in einem Bereich von ungefähr 3 V bis ungefähr 12 V.
Auf oder über der zweiten Elektrode 108 und damit auf oder über dem elektrisch aktiven Bereich 104 kann optional noch eine Verkapselung 118, beispielsweise in Form einer
Barrierendünnschicht/Dünnschichtverkapselung 118 gebildet werden oder sein.
Unter einer „Barrierendünnschicht" bzw. einem „Barriere- Dünnfilm" 118 kann im Rahmen dieser Anmeldung beispielsweise eine Schicht oder eine Schichtenstruktur verstanden werden, die dazu geeignet ist, eine Barriere gegenüber chemischen Verunreinigungen bzw. atmosphärischen Stoffen, insbesondere gegenüber Wasser (Feuchtigkeit) und Sauerstoff, zu bilden. Mit anderen Worten ist die Barrierendünnschicht 118 derart ausgebildet, dass sie von OLED-schädigenden Stoffen wie
Wasser, Sauerstoff oder Lösemittel nicht oder höchstens zu sehr geringen Anteilen durchdrungen werden kann.
Gemäß einer Ausgestaltung kann die Barrierendünnschicht 118 als eine einzelne Schicht (anders ausgedrückt, als
Einzelschicht) ausgebildet sein. Gemäß einer alternativen Ausgestaltung kann die Barrierendünnschicht 118 eine Mehrzahl von aufeinander ausgebildeten Teilschichten aufweisen. Mit anderen Worten kann gemäß einer Ausgestaltung die Barrierendünnschicht 118 als Schichtstapel (Stack)
ausgebildet sein. Die Barrierendünnschicht 118 oder eine oder mehrere Teilschichten der Barrierendünnschicht 118 können beispielsweise mittels eines geeigneten Abscheideverfahrens gebildet werden, z.B. mittels eines
Atomlagenabscheideverfahrens (Atomic Layer Deposition (ALD) ) gemäß einer Ausgestaltung, z.B. eines plasmaunterstützten Atomlagenabscheideverfahrens (Plasma Enhanced Atomic Layer Deposition (PEALD) ) oder eines plasmalosen
Atomlageabscheideverfahrens (Plasma-less Atomic Layer
Deposition (PLALD) ) , oder mittels eines chemischen
Gasphasenabscheideverfahrens (Chemical Vapor Deposition
(CVD) ) gemäß einer anderen Ausgestaltung, z.B. eines
plasmaunterstützten Gasphasenabscheideverfahrens (Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition (PECVD) ) oder eines plasmalosen Gasphasenabscheideverfahrens (Plasma-less
Chemical Vapor Deposition (PLCVD) ) , oder alternativ mittels anderer geeigneter Abscheideverfahren.
Durch Verwendung eines Atomlagenabscheideverfahrens (ALD) können sehr dünne Schichten abgeschieden werden. Insbesondere können Schichten abgeschieden werden, deren Schichtdicken im Atomlagenbereich liegen.
Gemäß einer Ausgestaltung können bei einer
Barrierendünnschicht 118, die mehrere Teilschichten aufweist, alle Teilschichten mittels eines Atomlagenabscheideverfahrens gebildet werden. Eine Schichtenfolge, die nur ALD-Schichten aufweist, kann auch als „Nanolaminat" bezeichnet werden.
Gemäß einer alternativen Ausgestaltung können bei einer
Barrierendünnschicht 118, die mehrere Teilschichten aufweist, eine oder mehrere Teilschichten der Barrierendünnschicht 118 mittels eines anderen Abscheideverfahrens als einem
Atomlagenabscheideverfahren abgeschieden werden,
beispielsweise mittels eines Gasphasenabscheideverfahrens . Die Barrierendünnschicht 118 kann gemäß einer Ausgestaltung eine Schichtdicke von ungefähr 0.1 nm (eine Atomlage) bis ungefähr 1000 nm aufweisen, beispielsweise eine Schichtdicke von ungefähr 10 nm bis ungefähr 100 nm gemäß einer
Ausgestaltung, beispielsweise ungefähr 40 nm gemäß einer Ausgestaltung .
Gemäß einer Ausgestaltung, bei der die Barrierendünnschicht 118 mehrere Teilschichten aufweist, können alle Teilschichten dieselbe Schichtdicke aufweisen. Gemäß einer anderen
Ausgestaltung können die einzelnen Teilschichten der
Barrierendünnschicht 118 unterschiedliche Schichtdicken aufweisen. Mit anderen Worten kann mindestens eine der
Teilschichten eine andere Schichtdicke aufweisen als eine oder mehrere andere der Teilschichten.
Die Barrierendünnschicht 118 oder die einzelnen Teilschichten der Barrierendünnschicht 118 können gemäß einer Ausgestaltung als transluzente oder transparente Schicht ausgebildet sein. Mit anderen Worten kann die Barrierendünnschicht 118 (oder die einzelnen Teilschichten der Barrierendünnschicht 118) aus einem transluzenten oder transparenten Material (oder einer Materialkombination, die transluzent oder transparent ist) bestehen .
Gemäß einer Ausgestaltung kann die Barrierendünnschicht 118 oder (im Falle eines Schichtenstapels mit einer Mehrzahl von Teilschichten) eine oder mehrere der Teilschichten der
Barrierendünnschicht 118 eines der nachfolgenden Materialien aufweisen oder daraus bestehen: Aluminiumoxid, Zinkoxid, Zirkoniumoxid, Titanoxid, Hafniumoxid, Tantaloxid
Lanthaniumoxid, Siliziumoxid, Siliziumnitrid,
Siliziumoxinitrid, Indiumzinnoxid, Indiumzinkoxid, Aluminium¬ dotiertes Zinkoxid, sowie Mischungen und Legierungen
derselben. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die Barrierendünnschicht 118 oder (im Falle eines
Schichtenstapels mit einer Mehrzahl von Teilschichten) eine oder mehrere der Teilschichten der Barrierendünnschicht 118 ein oder mehrere hochbrechende Materialien aufweisen, anders ausgedrückt ein oder mehrere Materialien mit einem hohen Brechungsindex, beispielsweise mit einem Brechungsindex von mindestens 2.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann auf oder über der Verkapselung 118 kann ein Klebstoff und/oder ein Schutzlack 120 vorgesehen sein, mittels dessen beispielsweise eine
Abdeckung 122 (beispielsweise eine Glasabdeckung 122) auf Verkapselung 118 befestigt, beispielsweise aufgeklebt ist. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die optisch
transluzente Schicht aus Klebstoff und/oder Schutzlack 120 eine Schichtdicke von größer als 1 ym aufweisen,
beispielsweise eine Schichtdicke von mehreren ym. In
verschiedenen Ausführungsbeispielen kann der Klebstoff einen Laminations-Klebstoff aufweisen oder ein solcher sein.
In die Schicht des Klebstoffs (auch bezeichnet als
Kleberschicht) können in verschiedenen Ausführungsbeispielen noch lichtstreuende Partikel eingebettet sein, die zu einer weiteren Verbesserung des Farbwinkelverzugs und der
Auskoppeleffizienz führen können. In verschiedenen
Ausführungsbeispielen können als lichtstreuende Partikel beispielsweise dielektrische Streupartikel vorgesehen sein wie beispielsweise Metalloxide wie z.B. Siliziumoxid (S1O2), Zinkoxid (ZnO) , Zirkoniumoxid (Zr02), Indium-Zinn-Oxid (ITO) oder Indium-Zink-Oxid (IZO), Galliumoxid (Ga20a)
Aluminiumoxid, oder Titanoxid. Auch andere Partikel können geeignet sein, sofern sie einen Brechungsindex haben, der von dem effektiven Brechungsindex der Matrix der transluzenten
Schichtenstruktur verschieden ist, beispielsweise Luftblasen, Acrylat, oder Glashohlkugeln. Ferner können beispielsweise metallische Nanopartikel , Metalle wie Gold, Silber, Eisen- Nanopartikel , oder dergleichen als lichtstreuende Partikel vorgesehen sein. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann zwischen der zweiten Elektrode 108 und der Schicht aus Klebstoff und/oder Schutzlack 120 noch eine elektrisch isolierende Schicht (nicht dargestellt) aufgebracht werden oder sein,
beispielsweise SiN, beispielsweise mit einer Schichtdicke in einem Bereich von ungefähr 300 nm bis ungefähr 1,5 ym, beispielsweise mit einer Schichtdicke in einem Bereich von ungefähr 500 nm bis ungefähr 1 ym, um elektrisch instabile Materialien zu schützen, beispielsweise während eines nasschemischen Prozesses.
Ferner ist darauf hinzuweisen, dass in verschiedenen
Ausführungsbeispielen auch ganz auf einen Klebstoff 120 verzichtet werden kann, beispielsweise in Ausführungsformen, in denen die Abdeckung 122, beispielsweise aus Glas, mittels beispielsweise Plasmaspritzens auf Verkapselung 118
aufgebracht wird.
Ferner können in verschiedenen Ausführungsbeispielen
zusätzlich eine oder mehrere Entspiegelungsschichten
(beispielsweise kombiniert mit der Verkapselung 118,
beispielsweise der Dünnschichtverkapselung 118) in dem lichtemittierenden Bauelement 100 vorgesehen sein. In Fig.3 ist in einer Querschnittansicht der Aufbau einer Ladungsträger-Erzeugung-Schicht 114 gemäß verschiedenen
Ausführungsbeispielen dargestellt .
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die
Ladungsträger-Erzeugung-Schichtstruktur 114 eine lochleitende Ladungsträger-Erzeugungs-Schicht 302 und eine
elektronenleitende Ladungsträger-Erzeugungs-Schicht 306 aufweisen, wobei die lochleitende Ladungsträger-Erzeugung- Schicht 302 auf oder über der ersten
Elektronentransportschicht 208 angeordnet sein kann,
beispielsweise mit dieser in körperlichem Kontakt sein kann. Die elektronenleitende Ladungsträger-Erzeugung-Schicht 306 kann auf oder über der lochleitenden Ladungsträger- Erzeugungs-Schicht 302 angeordnet sein, wobei zwischen diesen beiden Schichten 302, 306 eine Diffusionsbarriere- Schichtstruktur 304 vorgesehen ist. Auf oder über der lochleitenden Ladungsträger-Erzeugung-Schicht 306 kann die zweite Lochtransportschicht 210 angeordnet sein oder werden.
Anders als bei anorganischen Schichten in Halbleiter- Bauelementen können organische Schichten partiell in andere Schichten interdiffundieren (partielle
Schichtinterdiffusion), z.B. Teile der elektronenleitenden Ladungsträger-Erzeugungs-Schicht 302 in die lochleitende Ladungsträger-Erzeugungs-Schicht 306 einer Ladungsträger- Erzeugungs-Schichtstruktur 302 in einem optoelektronischen Bauelement, beispielsweise einer OLED. Um die partielle
Schichtinterdiffusion zu unterdrücken (das heißt anschaulich eine Barrierewirkung zu erreichen) kann zwischen die
einzelnen organischen Schichten, z.B. zwischen die
lochleitende Ladungsträger-Erzeugungs-Schicht 306 und die elektronenleitenden Ladungsträger-Erzeugungs-Schicht 302, die Diffusionsbarriere-Schichtstruktur 304 eingefügt werden.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen wird die
Ladungsträger-Erzeugung-Schichtstruktur 114 um die
Diffusionsbarriere-Schichtstruktur 304 (auch bezeichnet als „Interlayer") zwischen den Ladungsträger-Erzeugungs-Schichten 302 und 306 erweitert, um eine partielle
Schichtinterdiffusion zwischen den Ladungsträger-Erzeugungs- Schichten 302 und 306 zu verhindern.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die
elektronenleitende Ladungsträger-Erzeugungs-Schicht 302 aus mehreren Stoffen, also beispielsweise einen Stoffgemisch, oder aus einem einzigen Stoff zusammengesetzt sein (aus diesem Grund kann die elektronenleitende Ladungsträger- Erzeugungs-Schicht 302 auch als undotierte n-Ladungsträger- Erzeugungs-Schicht 302 bezeichnet werden) . Der Stoff, der die elektronenleitende Ladungsträger-Erzeugungs-Schicht 302 bildet, das heißt beispielsweise der Stoff, aus dem die elektronenleitende Ladungsträger-Erzeugungs-Schicht 302 besteht, kann eine hohe Elektronenleitfähigkeit aufweisen.
Weiterhin kann der Stoff der elektronenleitenden
Ladungsträger-Erzeugungs-Schicht 302 eine niedrige
Austrittsarbeit (beispielsweise eine Austrittsarbeit von kleiner oder gleich ungefähr 3 eV) und eine geringe
Absorption von sichtbarem Licht aufweisen. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann als Stoff der elektronenleitenden Ladungsträger-Erzeugungs-Schicht 302 jeder Stoff vorgesehen sein, das bzw. der diese genannten Bedingungen erfüllt, beispielsweise eine NET-18 Matrix mit NDN-26 Dotierstoff (Stoffgemisch) oder NDN-26 (Stoff) . In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die
elektronenleitende Ladungsträger-Erzeugungs-Schicht 302 eine Schichtdicke aufweisen in einem Bereich von ungefähr 1 nm bis ungefähr 500 nm, beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 3 nm bis ungefähr 100 nm, beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 10 nm bis ungefähr 90 nm, beispielsweise in einem
Bereich von ungefähr 20 nm bis ungefähr 80 nm, beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 30 nm bis ungefähr 70 nm, beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 40 nm bis ungefähr 60 nm, beispielsweise eine Schichtdicke von ungefähr 50 nm.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die lochleitende Ladungsträger-Erzeugungs-Schicht 306 aus mehreren Stoffen, also beispielsweise einen Stoffgemisch, oder ebenfalls aus einem einzigen Stoff zusammengesetzt sein (aus diesem Grund kann die lochleitende Ladungsträger-Erzeugungs-Schicht 306 auch als undotierte p-Ladungsträger-Erzeugungs-Schicht 306 bezeichnet werden) . Der Stoff, der die lochleitende
Ladungsträger-Erzeugungs-Schicht 306 bildet, das heißt beispielsweise der Stoff, aus dem die lochleitende
Ladungsträger-Erzeugungs-Schicht 306 besteht, kann eine hohe Lochleitfähigkeit aufweisen. Weiterhin kann der Stoff der lochleitenden Ladungsträger-Erzeugungs-Schicht 306 eine hohe Austrittsarbeit und eine geringe Absorption von sichtbarem Licht aufweisen. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann als Stoff der lochleitenden Ladungsträger-Erzeugungs-Schicht 306 jedes Material bzw. jeder Stoff vorgesehen sein, das bzw. der diese genannten Bedingungen erfüllt, beispielsweise HAT- CN, LG-101, F16CuPc, oder dergleichen.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die lochleitende Ladungsträger-Erzeugungs-Schicht 306 eine Schichtdicke aufweisen in einem Bereich von ungefähr 1 nm bis ungefähr
500 nm, beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 3 nm bis ungefähr 100 nm, beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 10 nm bis ungefähr 90 nm, beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 20 nm bis ungefähr 80 nm, beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 30 nm bis ungefähr 70 nm, beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 40 nm bis ungefähr 60 nm, beispielsweise eine Schichtdicke von ungefähr 50 nm.
Die p-Ladungsträger-Erzeugungs-Schicht 306 kann in
verschiedenen Ausführungsbeispielen ein Stoff oder
Stoffgemisch sein mit hoher Lochleitfähigkeit und energetisch tiefliegendem Leitungsband (Lowest Unoccupied Molecule
Orbital, LUMO) bezüglich des Valenzbandes (Highest Occupied Molecule Orbital, HOMO) der direkt oder indirekt benachbarten n-Ladungsträger-Erzeugungs-Schicht 302. Anders ausgedrückt weist der Stoff oder das Stoffgemisch der p-Ladungsträger- Erzeugungs-Schicht 306 ein LUMO auf, dass energetisch auf der gleichen Höhe liegt wie oder tiefer liegt als das HOMO des Stoffs der n-Ladungsträger-Erzeugungs-Schicht 302.
Die Diffusionsbarriere-Schichtstruktur 304 kann eine
Schichtdicke aufweisen in einem Bereich von ungefähr 1 nm bis ungefähr 200 nm, beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 3 nm bis ungefähr 100 nm, beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 5 nm bis ungefähr 10 nm, beispielsweise eine
Schichtdicke von ungefähr 6 nm. Die Ladungsträgerleitung durch die Diffusionsbarriere-Schichtstruktur 304 kann direkt oder indirekt erfolgen. Der Stoff oder das Stoffgemisch der Diffusionsbarriere- Schichtstruktur 304 kann bei einer indirekten
Ladungsträgerleitung ein elektrischer Isolator sein. Das HOMO des elektrisch isolierenden Stoffes der Diffusionsbarriere- Schichtstruktur 304 kann höher als das LUMO der direkt benachbarten p-Ladungsträger-Erzeugungs-Schicht 306 und höher als das HOMO der direkt benachbarten n-Ladungsträger- Erzeugungs-Schicht 302 sein. Dadurch kann ein Tunnelstrom durch die Diffusionsbarriere-Schichtstruktur 304 erfolgen.
Geeignete Stoffe für die Diffusionsbarriere-Schichtstruktur 304 sind Phthalocyanin-Derivate, beispielsweise Metalloxid- Phthalocyanin Verbindungen beispielsweise Vanadiumoxid- Phthalocyanin (VOPc) , Titanoxid-Phthalocyanin (TiOPc) , oder Kupferoxid-Phthalocyanin (CuOPc) .
In einer ersten konkreten Implementierung verschiedener
Ausführungsbeispiele, die jedoch keinerlei einschränkenden Charakter aufweisen soll, weist die Ladungsträger-Erzeugungs- Schichtenstruktur 114 folgende Schichten auf:
n-Ladungsträger-Erzeugungs-Schicht 302:
NDN-26 Dotierstoff in einer NET-18 Matrix mit einer Schichtdicke von ungefähr 5 nm;
- Diffusionsbarriere-Schichtstruktur 304:
VOPc mit einer Schichtdicke von ungefähr 6 nm; und p-Ladungsträger-Erzeugungs-Schicht 306:
HAT-CN mit einer Schichtdicke von ungefähr 5 nm. In dieser Implementierung kann die erste
Elektronentransportschicht 208 NET-18 aufweisen mit einer Schichtdicke von ungefähr 50 nm. Ferner kann die zweite
Lochtransportschicht 210 in dieser Implementierung HT-508 aufweisen mit einer Schichtdicke von ungefähr 50 nm.
In einer zweiten konkreten Implementierung verschiedener Ausführungsbeispiele, die jedoch keinerlei einschränkenden Charakter aufweisen soll, weist die Ladungsträger-Erzeugungs- Schichtenstruktur 114 folgende Schichten auf:
n-Ladungsträger-Erzeugungs-Schicht 302:
NDN-26 Dotierstoff in einer NET-18 Matrix mit einer Schichtdicke von ungefähr 3 nm;
Diffusionsbarriere-Schichtstruktur 304:
TiOPc mit einer Schichtdicke von ungefähr 6 nm; und p-Ladungsträger-Erzeugungs-Schicht 306:
HAT-CN mit einer Schichtdicke von ungefähr 15 nm.
In dieser Implementierung kann die erste
Elektronentransportschicht 208 NET-18 aufweisen mit einer Schichtdicke von ungefähr 50 nm. Ferner kann die zweite
Lochtransportschicht 210 in dieser Implementierung HT-508 aufweisen mit einer Schichtdicke von ungefähr 50 nm.
Fig.4 zeigt ein gemessenes optisches Transmissionsdiagramm 400 einer Ladungsträger-Erzeugungs-Schichtstruktur 114 gemäß einer ersten konkreten Implementierung 406 und einer zweiten konkreten Implementierung 408 der Ladungsträger-Erzeugungs- Schichtenstruktur 114 im Vergleich zu einer optischen
Transmission einer Ladungsträger-Erzeugungs-Schichtenstruktur 114 mit bisher verwendeten Stoff NET-39 410 für die
Diffusionsbarriere-Schichtstruktur 304 in einem
Transmissionsdiagramm 400. Dargestellt sind die gemessene Transmission 402 abhängig von der Wellenlänge des
einfallenden Lichtes 404 in Kennlinien 406, 408 und 410. Es zeigt sich, dass die Transmission der Metalloxid- Phthalocyanine VOPc 406 und TiOPc 408 im Spektralbereich von ungefähr 450 nm bis ungefähr 600 nm höher ist als die
Transmission von NET-39 410.
Fig.5 zeigt eine gemessene Temperatur/Spannungs-Diagramm 500 einer Ladungsträger-Erzeugungs-Schichtstruktur 114 gemäß einer ersten konkreten Implementierung 512 und einer zweiten konkreten Implementierung 510 der Ladungsträger-Erzeugungs- Schichtenstruktur 114 sowie einer Diffusionsbarriere- Schichtstruktur 304 mit bisher verwendeten Stoff NET-39 508 bzw. ohne 506 Diffusionsbarriere-Schichtstruktur 304 in der Ladungsträger-Erzeugungs-Schichtenstruktur 114. In dem
Temperatur/Spannungs-Diagramm 500 ist ein gemessener
Spannungsabfall 502 über die Ladungsträger-Erzeugungs- Schichtstruktur 114 als Funktion der Zeit 504 bei einer vorgegebenen Temperatur (85 °C) und einer vorgegebenen
Stromdichte (10 mA/cm2) dargestellt. Zu erkennen ist eine hohe Spannungsstabilität der Ladungsträger-Erzeugungs- Schichtstruktur 114 mit VOPc 512 und TiOPc 510 als Stoff für die Diffusionsbarriere-Schichtstruktur 304 im Vergleich zum bisher verwendeten Stoff NET-39 508 bzw. ohne 506
Diffusionsbarriere-Schichtstruktur 304.
Fig.6 zeigt ein Leitfähigkeitsdiagramm 600 einer
Ladungsträger-Erzeugungs-Schichtstruktur 114 gemäß einer ersten konkreten Implementierung 608 und einer zweiten konkreten Implementierung 606 der Ladungsträger-Erzeugungs- Schichtenstruktur 114 sowie einer Diffusionsbarriere- Schichtstruktur 304 mit bisher verwendeten Stoff NET-39 610. In dem Leitfähigkeitsdiagramm 600 dargestellt ist eine gemessene Stromdichte 602 als Funktion einer angelegten
Spannung 604.
Es zeigt sich, dass die Kennlinie von VOPc 608, TiOPc 606 und NET-39 610 die Form einer Kennlinie einer pn-Diode aufweisen.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen wird für ein
optoelektronisches Bauelement, beispielsweise für eine OLED, eine Ladungsträger-Erzeugungs-Schichtstruktur bereitgestellt, wobei der optoelektronische Widerstand der Ladungsträger- Erzeugungs-Schichtstruktur geringer ist als bei bisher verwendeten Ladungsträger-Erzeugungs-Schichtstrukturen .
In verschiedenen Ausführungsbeispielen wird eine
Ladungsträger-Erzeugungs-Schichtstruktur bereitgestellt, wobei die p-Ladungsträger-Erzeugungs-Schicht aus einem einzigen Stoff und somit ohne dotierte Schichten gebildet wird, beispielsweise HAT-CN. Anders ausgedrückt wird keine Schicht mit einem Dotierstoff in einer Matrix realisiert.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen wird eine
Ladungsträger-Erzeugungs-Schichtstruktur bereitgestellt, wobei die Diffusionbarriere-Schichtstruktur als Stoff ein oder mehrere Phthalocyanin-Derivate beispielsweise
Metalloxid-Phthalocyanine aufweist . Die verwendeten Metalloxid-Phthalocyanin als Stoff für die Diffusionbarriere-Schichtstruktur, beispielsweise VOPc,
TiOPc, CuOPc, weisen mittels ihrer Kristallisationsstruktur eine bessere Barrierewirkung auf als der bisher verwendete Stoff NET-39. Dies zeigt sich in der besseren
Spannungsstabilität der Ladungsträger-Erzeugungs-
Schichtstruktur mit Metalloxid-Phthalocyanin als Stoffe der Diffusionbarriere-Schichtstruktur. Dadurch ist eine Erhöhung der Betriebsdauer des optoelektronischen Bauelementes
möglich, als beim bisher verwendeten Stoff für die
Diffusionsbarriere-Schichtstruktur NET-39.
Der optische Widerstand ist bei einer Kombination aus HAT-CN (p-Ladungsträger-Erzeugungs-Schicht aus einem einzigen Stoff) und den Metalloxid-Phthalocyanin besonders gering, was sich in einer höheren Transmission im Wellenlängenbereich von 450 nm bis 650 nm äußert, als beim bisher verwendeten Stoff für die Diffusionsbarriere-Schichtstruktur NET-39.
Durch den geringeren optoelektronischen Widerstand der
Stoffkombination aus HAT-CN und Metalloxid-Phthalocyanin, d.h. die geringe Absorption und der höheren
Spannungsstabilität, kann die Effizienz des
optoelektronischen Bauelementes gegenüber bisher verwendeten Stoffkombinationen wesentlicher konserviert werden.
Ein prozesstechnischer Vorteil dieses Ansatzes gemäß
verschiedenen Ausführungsbeispielen kann weiterhin darin gesehen werden, dass für die p-Ladungsträger-Erzeugungs- Schicht bzw. für die n-Ladungsträger-Erzeugungs-Schicht jeweils nur wenige organische Stoffe benötigt werden, die im Vakuum aus Verdampferquellen (auch bezeichnet als
Stoffquelle) bei Temperaturen unterhalb von 500 °C verdampft werden können.

Claims

Optoelektronisches Bauelement (100), aufweisend:
eine erste organische funktionelle Schichtenstruktur (112) ;
eine zweite organische funktionelle Schichtenstruktur (116) ; und
eine Ladungsträgerpaar-Erzeugungs-Schichtenstruktur (114) zwischen der ersten organischen funktionellen Schichtenstruktur (112) und der zweiten organischen funktionellen Schichtenstruktur (116), wobei die
Ladungsträgerpaar-Erzeugungs-Schichtenstruktur (114) aufweist :
• eine erste elektronenleitende Ladungsträgerpaar- Erzeugungs-Schicht (306); wobei die erste
elektronenleitende Ladungsträgerpaar-Erzeugungs- Schicht (306) einen intrinsisch elektronenleitenden Stoff aufweist oder daraus gebildet ist;
• eine zweite elektronenleitende Ladungsträgerpaar- Erzeugungs-Schicht (302); und
• eine Zwischenschicht (304) zwischen erster
elektronenleitender Ladungsträgerpaar-Erzeugungs- Schicht (306); und zweiter elektronenleitender
Ladungsträgerpaar-Erzeugungs-Schicht (302); und
• wobei die Zwischenschicht (304) mindestens ein
Phthalocyanin-Derivat aufweist.
Optoelektronisches Bauelement (100) gemäß Anspruch 1, wobei der Stoff der ersten intrinsisch
elektronenleitenden Ladungsträgerpaar-Erzeugungs-Schicht (306) HAT-CN, Cu(I)pFBz, MoOx, WOx, VOx, ReOx, F4-TCNQ, NDP-2, NDP-9, Bi(III)pFBz oder F16CuPc aufweist oder daraus gebildet ist. Optoelektronisches Bauelement (100) gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2,
wobei zweite organische funktionelle Schichtenstruktur (116) eine Lochtransportschicht (210) aufweist und wobei die Lochtransportschicht (210) über oder auf der ersten elektronenleitenden Ladungsträgerpaar-Erzeugungs-Schicht (306) ausgebildet ist.
4. Optoelektronisches Bauelement (100) gemäß Anspruch 3, wobei die Lochtransportschicht (210) aus einem
intrinsisch lochleitenden Stoff oder aus einem
Stoffgemisch aus Matrix und p-Dotierstoff gebildet ist.
5. Optoelektronisches Bauelement (100) gemäß einem der
Ansprüche 1 bis 4,
wobei die zweite elektronenleitende Ladungsträgerpaar- Erzeugungs-Schicht (302) einen intrinsisch
elektronenleitenden Stoff aufweist oder daraus gebildet ist, oder wobei die zweite elektronenleitende
Ladungsträgerpaar-Erzeugungs-Schicht (302) aus einem
Stoffgemisch aus Matrix und n-Dotierstoff gebildet ist.
6. Optoelektronisches Bauelement (100) gemäß einem der
Ansprüche 1 bis 5,
wobei die Zwischenschicht (304) einen Stoff oder mehrere
Stoffe aufweist oder daraus gebildet ist, ausgewählt aus einer Gruppe bestehend aus:
• anorganischer Stoff
• organischer Stoff
· organisch-anorganischer Hybridstoff
7. Optoelektronisches Bauelement (100) gemäß einem der
Ansprüche 1 bis 6,
wobei die Zwischenschicht (304) den gleichen Stoff oder das gleiche Stoffgemisch aufweist oder daraus gebildet ist wie der Stoff oder das Stoffgemisch der ersten elektronenleitenden Ladungsträgerpaar-Erzeugungs-Schicht (306), wobei jedoch der Stoff oder das Stoffgemisch eine andere physikalische Struktur aufweist, oder wobei die Zwischenschicht (304) den gleichen Stoff oder das gleiche Stoffgemisch aufweist oder daraus gebildet ist wie der Stoff oder das Stoffgemisch der zweiten
elektronenleitenden Ladungsträgerpaar-Erzeugungs-Schicht
(302), wobei jedoch der Stoff oder das Stoffgemisch eine andere physikalische Struktur aufweist.
8. Optoelektronisches Bauelement (100) gemäß einem der
Ansprüche 1 bis 7,
wobei das mindestens eine Phthalocyanin-Derivat
mindestens ein Metall-Phthalocyanin-Derivat oder
Metalloxid-Phthalocyanin-Derivat oder unsubstituiertes Phthalocyanin-Derivat aufweist oder daraus besteht.
9. Optoelektronisches Bauelement (100) gemäß Anspruch 8, wobei das Phthalocyanin-Derivat ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus: Vanadiumoxid-Phthalocyanin (VOPc) , Titanoxid-Phthalocyanin (TiOPc) , Kupfer-Phthalocyanin (CuPc) , unsubstituiertes Phthalocyanin (H2PC) , Kobalt-
Phthalocyanin (CoPc) , Aluminium-Phthalocyanin (AlPc) , Nickel-Phthalocyanin (NiPc) , Eisen—Phthalocyanin (FePc) , Zink-Phthalocyanin (ZnPc) oder Mangan-Phthalocyanin (MnPC) .
10. Optoelektronisches Bauelement (100) gemäß einem der
Ansprüche 1 bis 9,
wobei das optoelektronische Bauelement (100) als eine organische Leuchtdiode (100) eingerichtet ist.
11. Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen
Bauelementes (100), das Verfahren aufweisend:
Bilden einer ersten organischen funktionellen
Schichtenstruktur (112) ;
Bilden einer Ladungsträgerpaar-Erzeugungs-
Schichtenstruktur (114) über oder auf der ersten
organischen funktionellen Schichtenstruktur (112); und Bilden einer zweiten organischen funktionellen
Schichtenstruktur (116) über oder auf der
Ladungsträgerpaar-Erzeugungs-Schichtenstruktur (114) , wobei das Bilden der Ladungsträgerpaar-Erzeugungs- Schichtenstruktur (114) aufweist:
• Bilden einer zweiten elektronenleitenden
Ladungsträgerpaar-Erzeugungs-Schicht (302) ;
• Bilden einer Zwischenschicht (304) über oder auf der zweiten elektronenleitenden Ladungsträgerpaar- Erzeugungs-Schicht (302);
• wobei die Zwischenschicht (304) mindestens ein
Phthalocyanin-Derivat aufweist; und
• Bilden einer ersten elektronenleitenden
Ladungsträgerpaar-Erzeugungs-Schicht (306) über oder auf der Zwischenschicht (304), wobei die erste elektronenleitende Ladungsträgerpaar-Erzeugungs- Schicht (306) einen intrinsisch elektronenleitenden Stoff aufweist oder daraus gebildet wird.
Verfahren gemäß Anspruch 11,
wobei der Stoff der ersten intrinsisch
elektronenleitenden Ladungsträgerpaar-Erzeugungs-Schicht (306) HAT-CN, Cu(I)pFBz, MoOx, WOx, VOx, ReOx, F4-TCNQ, NDP-2, NDP-9, Bi(III)pFBz oder F16CuPc aufweist oder daraus gebildet wird.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 11 oder 12,
wobei das mindestens eine Phthalocyanin-Derivat der Zwischenschicht (304) mindestens ein Metall- Phthalocyanin-Derivat oder Metalloxid-Phthalocyanin- Derivat oder unsubstituiertes Phthalocyanin-Derivat aufweist oder daraus besteht.
Verfahren gemäß Anspruch 13,
wobei das Metalloxid-Phthalocyanin der Zwischenschicht (304) ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus:
Vanadiumoxid-Phthalocyanin (VOPc) , Titanoxid- Phthalocyanin (TiOPc) , Kupfer-Phthalocyanin (CuPc) , unsubstituiertes Phthalocyanin (H2PC) , Kobalt- Phthalocyanin (CoPc) , Aluminium-Phthalocyanin (AlPc) , Nickel-Phthalocyanin (NiPc) , Eisen-Phthalocyanin (FePc) , Zink-Phthalocyanin (ZnPc) oder Mangan-Phthalocyanin
(MnPC) .
15. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 11 bis 14,
wobei das optoelektronische Bauelement (100) als eine organische Leuchtdiode (100) hergestellt wird.
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