WO2015067245A1 - Method for producing an electro-optical organic component - Google Patents

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WO2015067245A1
WO2015067245A1 PCT/DE2014/100394 DE2014100394W WO2015067245A1 WO 2015067245 A1 WO2015067245 A1 WO 2015067245A1 DE 2014100394 W DE2014100394 W DE 2014100394W WO 2015067245 A1 WO2015067245 A1 WO 2015067245A1
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light
layers
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emitting
organic
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PCT/DE2014/100394
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Tobias Schwab
Malte Gather
Simone Hofmann
Tim Schaefer
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Technische Universität Dresden
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    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
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    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Definitions

  • the invention relates to a method for producing an electro-optical organic component.
  • a stack of layers is typically deposited on a substrate, such as a glass substrate.
  • the stack of layers comprises an electrode and a counterelectrode, wherein the electrode may be embodied as a base electrode and the counterelectrode as a cover electrode.
  • the electrode may be embodied as a base electrode and the counterelectrode as a cover electrode.
  • an array of organic layers having an optically active region.
  • the optically active region is designed as a light-emitting region in which charge carriers, upon application of an electrical voltage to the electrode and the counterelectrode, come from the electrodes into the arrangement of organic layers by means of charge carrier injection and due to Recombination of the charge carrier light is generated.
  • the generated light can be monochrome. But white light can be generated by using different emitter materials.
  • the optically active region is designed as a light-absorbing region in which electric charge separation occurs due to light absorption.
  • the light-emitting organic component can be embodied as a so-called bottom-emitting component, in which the light emission takes place through the base electrode.
  • the Li chtab radiation takes place in a so-called top-emitting construction by the cover electrode.
  • Light-emitting organic components are also known which allow light emission by the base electrode as well as by the cover electrode.
  • a major challenge in the design of light-emitting organic devices is that in the arrangement of organic layers in the light-emitting region to extract generated light as efficiently as possible from the component. More efficient light decoupling regularly requires minimizing losses in the layer stack (see Meerheim et al., Appl. Phys. Lett. 97, 253305 (2010)).
  • various technologies for improved light extraction have been proposed. This includes the provision of light-scattering structures at the base electrode, in which the substrate is provided with a surface roughness (see Fuchs et al, OPTICS EXPRESS, Vol. 21, No. 14, 16319-16330).
  • Koo et al. (Adv. Funct., Mater., 22, 3454-3459 (2012)) provide scattering structures in the region of the substrate and the ground electrode.
  • a microlens layer has been proposed for improving the light outcoupling (Thomschke et al, Nano Lett. 12, 424-428 (2012)). Organic materials have also been developed, whose deposition on the cover electrode led to improved light extraction in top-emitting organic devices (Huang et al., LOPE-C 56-59 (2011)). From document DE 10 2011 079 048 A1 a light-emitting component is known which has a first electrode, an organic electroluminescent layer structure on or above the first electrode, a second electrode on or above the organic electroluminescent layer structure and a mirror layer structure on or The mirror layer structure has a lateral thermal conductivity of at least 10 -3 W / K.
  • an optically translucent layer structure is arranged on or above the second electrode, the additional light-scattering Having particles which may consist of a dielectric material.
  • Document DE 10 2012 201 457 A1 discloses a method for producing an optoelectronic component, which comprises the following steps: applying a planarizing medium to a surface of a substrate, wherein the planarizing medium comprises a material comprising electromagnetic radiation having wavelengths of at most 600 nm absorbed; Applying a first electrode on or over the material; Forming an organic functional layer structure on or over the first electrode; and forming a second electrode on or over the organic functional layer structure.
  • an adhesive may be arranged which contains the dielectric scattering particles.
  • the object of the invention is to specify improved technologies in conjunction with an electro-optical organic component which enable an optimization of the efficiency of the component.
  • the decoupling of the light generated in the component is to be improved.
  • the efficiency of the conversion into electrical energy be optimized.
  • the technologies should be flexible for different components, especially in mass production.
  • an electro-optic organic device which is a light-emitting or light-absorbing organic device, wherein a stack of layers is deposited on a substrate, such as a glass substrate, by one or more manufacturing technologies known in the art.
  • a base electrode is first produced on the substrate, be it directly on the substrate or above one or more intermediate layers, which in turn are deposited on the substrate.
  • an array of organic layers comprising a single or multi-layer optically active region is prepared.
  • One or more transport layers which serve to transport the free charge carriers in the arrangement of organic layers when applying an electrical voltage, whether to the electrodes or away from them, are regularly provided.
  • the transport layers serve to transport the charge carriers, namely electrons and holes, injected into the organic layers when an electrical voltage is applied to the electrodes of the component, so that the charge carriers then enter the light-emitting region and there together can recombine under light.
  • the arrangement of organic layers may, in the case of the embodiment as a light-emitting organic component, in one embodiment comprise one or more so-called light-emitting units, each having its own light-emitting region.
  • one or more emitter materials can be provided, which emit light of the same or different wavelengths.
  • the light-emitting area is set up to produce white light.
  • the cover electrode is then produced, which forms the counter electrode to the base electrode. It is then intended to produce a light-scattering layer.
  • the light-scattering layer is set up to support and promote the decoupling of the light generated in the light-emitting region from the component, for which reason the light-scattering layer is then a decoupling layer.
  • a polymer suspension is deposited which contains light-scattering nanoparticles of a dielectric material in dispersed form. After drying the deposited suspension, a light-scattering layer is formed, in which the light entering the light-scattering layer is scattered on the nanoparticles, which, for example, in the case of the light-emitting organic component promotes the efficiency of light extraction from the device.
  • the light-scattering layer itself is transparent to light, at least for the light generated in the light-emitting region, which is the result in particular of the use of a light-transparent polymer material.
  • the polymer suspension is chemically orthogonal at least to the materials of the previously deposited organic layers.
  • Chemical orthogonality means that no solution reaction takes place between the constituents of the polymer suspension on the one hand and the materials of the previously deposited layers in the stack, through which previously deposited layers would be partially or completely dissolved.
  • one or more solvents used in the preparation of the polymer suspension are chemically orthogonal to the materials of the previously deposited layers, be it the organic layers and / or the material of the cover electrode.
  • orthogonal solvents are useful for preparing the polymer suspension with the dielectric nanoparticles dispersed therein, which form light-scattering particles.
  • the polymer suspension is prepared using a fluorinated solvent.
  • the polymer suspension may contain exactly one fluorinated solvent, in particular solvents of the class of hydrofluoroethers. Highly fluorinated solvents (HFE, especially HFE 7500) in which at least or more than 60% of the CH bonds are fluorinated are preferably used.
  • nanoparticles of dielectric material for example TiO 2
  • disperse in the orthogonal solvent although the dielectric constants of the matched materials differ significantly, for example between HFE on the one hand and nanoparticles of dielectric materials such as TiO 2 on the other hand.
  • the light-scattering layer can be deposited directly on the cover electrode.
  • the arrangement of layers here is free of intermediate layers between the cover electrode and the light-scattering layer.
  • the outer layer of the electro-optical organic component can be produced with the light-scattering layer.
  • the light-scattering layer may be covered by another layer with which the outer cover layer of the component is then formed.
  • the light-scattering nanoparticles of the dielectric material may have a refractive index of at least 1.8 in the visible wavelength range.
  • TiO 2 nanoparticles can be used.
  • the following nano-particles can also be used: ZrO2, ZnO, ZnS, WO3, MoO3, HfO2 and diamond.
  • the following nanoparticles can be used: BaTiO3, La2O3, Nd2O3, Sm2O3, Eu2O3, Gd2O3, Dy2O3, Ho2O3, Yb2O3, Lu2O3 and Y2O3.
  • the light-scattering layer can contain nano-particles of only a single material or nano-particles that are of two or more materials.
  • the light-diffusing nanoparticles of the dielectric material may have a diameter between about 30nm and about 600nm. Nanoparticles of these or other diameters may be present in the polymer suspension at a level of from about 30 to about 60 mg / ml polymer solution, preferably in an amount of about 40 to 50 mg / ml polymer solution.
  • the light scattering layer is deposited using at least one of the following methods: dip coating, spin coating, curtain coating, spray coating and blade coating.
  • the methods curtain coating, spray coating and blade coating are particularly suitable for large-area substrates.
  • the electro-optical organic device can be fabricated as a light-emitting organic device in which the optically active region is implemented as a light-emitting region and the light-scattering layer is formed as a coupling-out layer.
  • an embodiment may provide that the light-emitting organic component is produced as a top-emitting component with a cover electrode which is transparent, at least for light generated in the light-emitting region.
  • the Li chtab radiation takes place exclusively through the light-transparent cover electrode. It can also be provided a design in which Li chtab radiation takes place both through the cover and through the base electrode.
  • the electro-optic organic device may alternatively be fabricated as a light-absorbing organic device in which the optically active region is implemented as a light-absorbing region.
  • the statements made above in connection with the method for manufacturing apply accordingly.
  • FIG. 2 is a schematic representation of a layer arrangement for an embodiment of a light-emitting organic component
  • Fig. 7 is a schematic representation of a light-absorbing organic device (solar cell).
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a light-emitting organic component in which a stack of layers 2 is arranged on a substrate 1.
  • a base electrode 3 is deposited directly on the substrate 1 in the illustrated embodiment.
  • an arrangement 4 of organic layers is formed, on which then a cover electrode 5 is arranged, which may be formed in one or more layers.
  • light is generated in the light-emitting area due to recombination of charge carriers which are injected into the array 4 of organic layers upon application of an electric voltage to the base electrode 3 and the cover electrode 5.
  • FIG. 2 shows a schematic representation of an embodiment of a light-emitting organic component with the following layer structure: 1.1 glass substrate
  • TCTA TPBI (4,4 ', 4 "-tris (carbazol-9-yl) -triphenylamines: 2,2', 2" - (l, 3,5-phenylene) tris (1-phenyl-1H-benzimidazole ), 1.5 nm
  • the production of the light-scattering layer 6 above the cover electrode 5 can be carried out by various methods including, in particular, dip coating, spin coating, curtain coating, spray coating, and blade coating.
  • FIG. 3 shows a schematic representation for producing the light-scattering layer 6 by means of dip-coating.
  • a polymer suspension 31 which may optionally be filtered, is disposed with the nanoparticles 32 dispersed therein.
  • the semifinished product 33 is immersed in the polymer suspension 31.
  • the dip coating is preferably carried out in an inert atmosphere.
  • a vibrational or ultrasonic bath can be used to disperse the nanoparticles in the polymer solution.
  • FIG. 4 shows images of a microscopic examination of a coupling-out layer with TiO 2 nanoparticles with a diameter of 250 nm on a glass substrate.
  • the layer deposition took place under the same conditions as during the production of the scattering layer in the component in FIG. 2.
  • FIG. 5 and 6 show experimental test results for light-emitting organic components provided with the light-scattering layer 6, wherein different polymer solutions were used for producing the coupling-out layer as follows: 50 mg of TiO 2 nanoparticles in one milliliter of polymer solution (Example 1) and 40 mg of TiO 2 Nanoparticles in one milliliter of polymer solution (Example 2).
  • the TiO 2 nanoparticles have a diameter of 250 nm.
  • FIGS. 5 and 6 show experimental results for Examples 1 and 2 with the basic layer structure according to FIG. 2 as well as reference components 1 and 2 with the same structure but without coupling-out layer.
  • an increase of the external quantum efficiency was achieved from about 200 cd / m 2 , the increase was up to 18% at 1000 cd / m 2 .
  • FIG. 7 shows a schematic representation of a light-absorbing organic component in which a stack of layers 11 is arranged on a substrate 10.
  • a base electrode 12 is deposited directly on the substrate 10 in the illustrated embodiment.
  • an arrangement 13 of organic layers is formed, on which then a cover electrode 14 is arranged, which may be formed one or more layers.
  • light is absorbed in the light-absorbing region, resulting in the generation of charge carriers which, upon application of an electrical voltage in the arrangement 13, of organic layers to the base electrode 12 and the cover electrode 14 are transported.
  • a light-scattering layer 15 made of a polymer material is disposed on the cover electrode 14, in which nanoparticles 16 of a dielectric material are embedded in a homogeneous distribution, which act as light scattering particles.
  • the explanations given above in connection with the light-scattering layer 6 of the light-emitting component formed as coupling-out layer apply correspondingly.

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Abstract

The invention relates to a method for producing an electro-optical organic component in which a stack of layers is deposited on a substrate. The method has the following steps: producing a base electrode, producing an arrangement of organic layers, which have an optically active region, above the base electrode, and producing a cover electrode above the arrangement of organic layers. A light scattering layer is produced above the cover electrode in the stack of layers, a polymer suspension containing dispersed light-scattering nanoparticles made of a dielectric material being deposited. One or more solvents which are used during the production of the polymer suspension are chemically orthogonal to the materials of the previously deposited organic layers such that the polymer suspension is deposited without a solvent reaction between components of the polymer suspension and materials of the previously deposited layers, said reaction partly or completely dissolving the previously deposited layers.

Description

Verfahren zum Herstellen eines elektrooptischen organischen Bauelementes  Method for producing an electro-optical organic component
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines elektrooptischen organischen Bauelementes. The invention relates to a method for producing an electro-optical organic component.
Hintergrund background
Beim Herstellen derartiger Bauelemente wird üblicherweise auf einem Substrat, beispielsweise einem Glassubstrat, ein Stapel von Schichten abgeschieden. Der Stapel von Schichten um- fasst eine Elektrode und eine Gegenelektrode, wobei die Elektrode als Grundelektrode und die Gegenelektrode als Deckelektrode ausgeführt sein können. Zwischen den Elektroden ist eine Anordnung von organischen Schichten gebildet, die einen optisch aktiven Bereich aufweist. Der optisch aktive Bereich ist im Fall eines organischen lichtemittierenden Bauelementes (OLED) als ein lichtemittierender Bereich ausgeführt, in welchem Ladungsträger, beim Anlegen einer elektrischen Spannung an die Elektrode und die Gegenelektrode, mittels Ladungsträgerinjektion aus den Elektroden in die Anordnung organischer Schichten gelangen und aufgrund von Rekombination der Ladungsträger Licht erzeugt wird. Das erzeugte Licht kann einfarbig sein. Aber auch Weißlicht kann mittels Verwendung unterschiedlicher Emittermaterialien erzeugt werden. In fabricating such devices, a stack of layers is typically deposited on a substrate, such as a glass substrate. The stack of layers comprises an electrode and a counterelectrode, wherein the electrode may be embodied as a base electrode and the counterelectrode as a cover electrode. Between the electrodes is formed an array of organic layers having an optically active region. In the case of an organic light-emitting component (OLED), the optically active region is designed as a light-emitting region in which charge carriers, upon application of an electrical voltage to the electrode and the counterelectrode, come from the electrodes into the arrangement of organic layers by means of charge carrier injection and due to Recombination of the charge carrier light is generated. The generated light can be monochrome. But white light can be generated by using different emitter materials.
Im Fall eines lichtabsorbierenden organischen Bauelementes (Solarzelle) ist der optisch aktive Bereich als ein lichtabsorbierender Bereich ausgeführt, in welchem aufgrund von Lichtabsorption eine elektrische Ladungstrennung stattfindet. Das lichtemittierende organische Bauelement kann als sogenanntes bottom-emittierendes Bauelement ausgeführt werden, bei dem die Lichtemission durch die Grundelektrode erfolgt. Im Unterschied hierzu erfolgt die Li chtab Strahlung bei einer sogenannten top-emittierenden Bauweise durch die Deckelektrode. Es sind auch lichtemittierende organische Bauelemente bekannt, die sowohl durch die Grund- als auch durch die Deckelektrode Lichtab Strahlung er- lauben. In the case of a light-absorbing organic device (solar cell), the optically active region is designed as a light-absorbing region in which electric charge separation occurs due to light absorption. The light-emitting organic component can be embodied as a so-called bottom-emitting component, in which the light emission takes place through the base electrode. In contrast, the Li chtab radiation takes place in a so-called top-emitting construction by the cover electrode. Light-emitting organic components are also known which allow light emission by the base electrode as well as by the cover electrode.
Eine wesentliche Herausforderung bei dem Design lichtemittierender organischer Bauelemente besteht darin, das in der Anordnung organischer Schichten im lichtemittierenden Bereich erzeugte Licht möglichst effizient aus dem Bauelement auszukoppeln. Eine effizientere Lichtauskopplung fordert regelmäßig, Verluste in dem Schichtstapel zu minimieren (vgl. Meerheim et al., Appl. Phys. Lett. 97, 253305 (2010)). In Verbindung mit bottom-emittierenden organischen Bauelementen wurden verschiedene Technologien zur verbesserten Lichtauskopplung vorgeschlagen. Hierzu gehört das Vorsehen von lichtstreuenden Strukturen an der Grundelektrode, in dem das Substrat mit einer Oberflä- chenrauigkeit versehen wird (vgl. Fuchs et al, OPTICS EXPRESS, Vol. 21, No. 14, 16319- 16330). Auch Koo et al. (Adv. Funct. Mater. 22, 3454-3459 (2012)) sehen Streustrukturen im Bereich des Substrats und der Grundelektrode vor. A major challenge in the design of light-emitting organic devices is that in the arrangement of organic layers in the light-emitting region to extract generated light as efficiently as possible from the component. More efficient light decoupling regularly requires minimizing losses in the layer stack (see Meerheim et al., Appl. Phys. Lett. 97, 253305 (2010)). In connection with bottom-emitting organic devices, various technologies for improved light extraction have been proposed. This includes the provision of light-scattering structures at the base electrode, in which the substrate is provided with a surface roughness (see Fuchs et al, OPTICS EXPRESS, Vol. 21, No. 14, 16319-16330). Koo et al. (Adv. Funct., Mater., 22, 3454-3459 (2012)) provide scattering structures in the region of the substrate and the ground electrode.
Für bottom-emittierende organische Bauelemente wurde weiterhin die Verwendung einer lichtstreuenden Auskoppelschicht mit Nanopartikeln aus Titandioxid (Ti02) vorgeschlagen, wobei die Auskoppelschicht zwischen dem Substrat und der Grundelektrode angeordnet ist (Chang et al., Organic Electronics 13, 1073-1080 (2012)) und Chang et al., J. Appl. Phys. 113, 204502 (2013)). For bottom-emitting organic components, it has furthermore been proposed to use a light-scattering coupling-out layer with nanoparticles of titanium dioxide (TiO 2 ), the coupling-out layer being arranged between the substrate and the base electrode (Chang et al., Organic Electronics 13, 1073-1080 (2012) ) and Chang et al., J. Appl. Phys. 113, 204502 (2013)).
Im Zusammenhang mit top-emittierenden organischen Bauelementen wurde zur Verbesserung der Lichtauskopplung die Verwendung einer Schicht mit Mikrolinsen vorgeschlagen (Thomschke et al, Nano Lett. 12, 424-428 (2012)). Auch wurden organische Materialien entwickelt, deren Abscheidung auf der Deckelektrode zu einer verbesserten Lichtauskopplung bei top-emittierenden organischen Bauelementen führte (Huang et al., LOPE-C 56-59 (2011)). Aus dem Dokument DE 10 2011 079 048 AI ist ein lichtemittierendes Bauelement bekannt, welches eine erste Elektrode, eine organische elektrolumineszente Schichtstruktur auf oder über der ersten Elektrode, eine zweite Elektrode auf oder über der organischen elektrolumi- neszenten Schichtstruktur und eine Spiegel-Schichtstruktur auf oder über der zweiten Elektrode aufweist, wobei die Spiegel-Schichtenstruktur einen lateralen Wärmeleitwert von min- destens 10"3 W/K aufweist. In einer Ausführung kann vorgesehen sein, dass auf oder über der zweiten Elektrode eine optisch transluzente Schichtenstruktur angeordnet ist, die zusätzliche lichtstreuende Partikel aufweist, welche aus einem dielektrischen Material bestehen können. Im Dokument DE 10 2012 201 457 AI ist ein Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelementes bekannt, welches die folgenden Schritte aufweist: Aufbringen eines Planarisierungsmediums auf eine Oberfläche eines Substrats, wobei das Planarisierungsmedi- um ein Material aufweist, welches elektromagnetische Strahlung mit Wellenlängen von maximal 600 nm absorbiert; Aufbringen einer ersten Elektrode auf oder über dem Material; Bilden einer organischen funktionellen Schichten struktur auf oder über der ersten Elektrode; und ein Bilden einer zweiten Elektrode auf oder über der organischen funktionellen Schichtenstruktur. Auf oder über einer Verkapselung kann ein Klebstoff angeordnet sein, welcher die- lektrische Streupartikel enthält. In the context of top-emitting organic devices, the use of a microlens layer has been proposed for improving the light outcoupling (Thomschke et al, Nano Lett. 12, 424-428 (2012)). Organic materials have also been developed, whose deposition on the cover electrode led to improved light extraction in top-emitting organic devices (Huang et al., LOPE-C 56-59 (2011)). From document DE 10 2011 079 048 A1 a light-emitting component is known which has a first electrode, an organic electroluminescent layer structure on or above the first electrode, a second electrode on or above the organic electroluminescent layer structure and a mirror layer structure on or The mirror layer structure has a lateral thermal conductivity of at least 10 -3 W / K. In one embodiment it can be provided that an optically translucent layer structure is arranged on or above the second electrode, the additional light-scattering Having particles which may consist of a dielectric material. Document DE 10 2012 201 457 A1 discloses a method for producing an optoelectronic component, which comprises the following steps: applying a planarizing medium to a surface of a substrate, wherein the planarizing medium comprises a material comprising electromagnetic radiation having wavelengths of at most 600 nm absorbed; Applying a first electrode on or over the material; Forming an organic functional layer structure on or over the first electrode; and forming a second electrode on or over the organic functional layer structure. On or above an encapsulation, an adhesive may be arranged which contains the dielectric scattering particles.
Im Dokument Zakhidov et al : Hydrofluoroethers as Orthogonal Solvents for the Chemical processing of Organic Elektronic Materials. In: Advanced Materials, Vol:20(18), 2008, S. 3481-3484 wird die Eignung des orthogonalen Lösungsmittels HFE beim Prozessieren orga- nischer elektronischer Filme untersucht. Für einen Teil der untersuchten Materialien stellt HFE ein orthogonales Lösungsmittel dar. In the document Zakhidov et al: Hydrofluoroethers as Orthogonal Solvents for the Chemical Processing of Organic Electronic Materials. In: Advanced Materials, Vol: 20 (18), 2008, pp. 3481-3484, the suitability of the orthogonal solvent HFE in the processing of organic electronic films is investigated. For some of the materials studied, HFE is an orthogonal solvent.
Im Zusammenhang mit top-emittierenden organischen Bauelementen besteht eine besondere Herausforderung darin, dass die Ausbildung von weiteren Schichten im Stapel oberhalb der Anordnung von organischen Schichten schwierig sein kann, da das Abscheiden solcher Schichten nicht zur Beschädigung der zuvor hergestellten organischen Schichten aus kleinen Molekülen führen darf, die regelmäßig besonders sensibel gegenüber schichtabscheidenden Lösungen sind. Diese Herausforderung besteht sowohl beim Herstellen der Deckelektrode als auch möglicher anderer Schichten oberhalb der Anordnung von organischen Schichten. In the context of top-emitting organic devices, a particular challenge is that the formation of further layers in the stack above the array of organic layers may be difficult since the deposition of such layers must not damage the previously prepared organic small-molecule layers who are regularly particularly sensitive to layering solutions. This challenge exists both in making the top electrode and possible other layers above the array of organic layers.
Zusammenfassung Summary
Aufgabe der Erfindung ist es, verbesserte Technologien in Verbindung mit einem elektroopti- schen organischen Bauelement anzugeben, die eine Optimierung der Effizienz des Bauele- mentes ermöglichen. Im Fall des lichtemittierenden organischen Bauelementes soll insbesondere die Auskopplung des in dem Bauelement erzeugten Lichtes verbessert werden. Bei den lichtabsorbierenden Bauelementen soll die Effizienz der Umwandlung in elektrische Energie optimiert werden. Gleichzeitig sollen die Technologien flexibel für unterschiedliche Bauelemente einsetzbar sein, insbesondere auch in der Massenfertigung. The object of the invention is to specify improved technologies in conjunction with an electro-optical organic component which enable an optimization of the efficiency of the component. In the case of the light-emitting organic component, in particular the decoupling of the light generated in the component is to be improved. In the case of light-absorbing components, the efficiency of the conversion into electrical energy be optimized. At the same time, the technologies should be flexible for different components, especially in mass production.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum Herstellen eines elektrooptischen organi- sehen Bauelementes nach dem unabhängigen Anspruch 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von abhängigen Unteransprüchen. The object is achieved by a method for producing an electro-optical organic-see component according to the independent claim 1. Advantageous embodiments of the invention are the subject of dependent subclaims.
Nach einem Aspekt ist ein Verfahren zum Herstellen eines elektrooptischen organischen Bauelementes, welches als lichtemittierendes oder lichtabsorbierendes organisches Bauelement ausführbar ist, geschaffen, bei dem auf einem Substrat, beispielsweise einem Glassubstrat, ein Stapel von Schichten mittels einer oder mehrerer an sich bekannter Herstellungstechnologien abgeschieden wird. Hierbei wird auf dem Substrat zunächst eine Grundelektrode hergestellt, sei es direkt auf dem Substrat oder oberhalb einer oder mehrerer Zwischenschichten, die ihrerseits auf dem Substrat abgeschieden sind. In one aspect, there is provided a method of making an electro-optic organic device which is a light-emitting or light-absorbing organic device, wherein a stack of layers is deposited on a substrate, such as a glass substrate, by one or more manufacturing technologies known in the art. In this case, a base electrode is first produced on the substrate, be it directly on the substrate or above one or more intermediate layers, which in turn are deposited on the substrate.
Oberhalb der Grundelektrode wird eine Anordnung von organischen Schichten hergestellt, die einen ein- oder mehrschichtigen optisch aktiven Bereich umfasst. Regelmäßig vorgesehen sind hierbei ein oder mehrere Transportschichten, die dazu dienen, beim Anlegen einer elektrischen Spannung die freien Ladungsträger in der Anordnung organischer Schichten zu transportieren, sei es zu den Elektroden hin oder von diesen weg. Im Fall eines lichtemittierenden organischen Bauelementes dienen die Transportschichten dazu, die beim Anlegen einer elektrischen Spannung an die Elektroden des Bauelementes in die organischen Schichten injizierten Ladungsträger, nämlich Elektronen und Löcher, zu transportieren, so dass die Ladungsträger dann in den lichtemittierenden Bereich gelangen und dort miteinander unter Lich- tabgabe rekombinieren können. Die Anordnung von organischen Schichten kann, im Fall der Ausgestaltung als lichtemittierendes organisches Bauelement, in einer Ausführung eine oder mehrere sogenannte lichtemittierende Einheiten aufweisen, die jeweils über einen eigenen lichtemittierenden Bereich verfügen. In dem lichtemittierenden Bereich können ein oder mehrere Emittermaterialien vorgesehen sein, die Licht gleicher oder unterschiedlicher Wellenlän- gen abgeben. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der lichtemittierende Bereich eingerichtet ist, Weißlicht zu erzeugen. Oberhalb der Anordnung organischer Schichten wird dann die Deckelektrode hergestellt, die die Gegenelektrode zur Grundelektrode bildet. Vorgesehen ist sodann das Herstellen einer Lichtstreuschicht. Bei der Ausgestaltung des Bauelementes als lichtemittierendes Bauelement ist die Lichtstreuschicht eingerichtet ist, das Auskoppeln des im lichtemittierenden Bereich erzeugten Lichtes aus dem Bauelement zu unterstützen und zu fördern, weshalb die Lichtstreuschicht dann eine Auskoppelschicht ist. Zum Herstellen der Lichtstreuschicht wird eine Polymersuspension abgeschieden, die lichtstreuende Nanopartikel aus einem dielektrischen Material in dispergierter Form enthält. Nach dem Trocknen der abgeschiedenen Suspension entsteht so eine lichtstreuende Schicht, in welcher das in die Lichtstreuschicht eintretende Licht an den Nanopartikeln gestreut wird, was zum Beispiel im Fall des lichtemittierenden organischen Bauelementes die Effizienz der Lichtauskopplung aus dem Bauelement fördert. Die Lichtstreuschicht selbst ist lichttransparent, zumindest für das im lichtemittierenden Bereich erzeugte Licht, was insbesondere die Folge der Verwendung eines lichttransparenten Polymermaterials ist. Above the base electrode, an array of organic layers comprising a single or multi-layer optically active region is prepared. One or more transport layers, which serve to transport the free charge carriers in the arrangement of organic layers when applying an electrical voltage, whether to the electrodes or away from them, are regularly provided. In the case of a light-emitting organic component, the transport layers serve to transport the charge carriers, namely electrons and holes, injected into the organic layers when an electrical voltage is applied to the electrodes of the component, so that the charge carriers then enter the light-emitting region and there together can recombine under light. The arrangement of organic layers may, in the case of the embodiment as a light-emitting organic component, in one embodiment comprise one or more so-called light-emitting units, each having its own light-emitting region. In the light-emitting region, one or more emitter materials can be provided, which emit light of the same or different wavelengths. In particular, it can be provided that the light-emitting area is set up to produce white light. Above the arrangement of organic layers, the cover electrode is then produced, which forms the counter electrode to the base electrode. It is then intended to produce a light-scattering layer. In the embodiment of the component as a light-emitting component, the light-scattering layer is set up to support and promote the decoupling of the light generated in the light-emitting region from the component, for which reason the light-scattering layer is then a decoupling layer. To produce the light-scattering layer, a polymer suspension is deposited which contains light-scattering nanoparticles of a dielectric material in dispersed form. After drying the deposited suspension, a light-scattering layer is formed, in which the light entering the light-scattering layer is scattered on the nanoparticles, which, for example, in the case of the light-emitting organic component promotes the efficiency of light extraction from the device. The light-scattering layer itself is transparent to light, at least for the light generated in the light-emitting region, which is the result in particular of the use of a light-transparent polymer material.
Die Polymersuspension ist chemisch orthogonal zumindest zu den Materialien der zuvor abgeschiedenen organischen Schichten. Die chemische Orthogonalität bedeutet, dass zwischen den Bestandteilen der Polymersuspension einerseits und den Materialien der zuvor abgeschiedenen Schichten im Stapel keine Lösungsreaktion stattfindet, durch die zuvor abgeschiedenen Schichten teilweise oder ganz aufgelöst würden. Insbesondere sind ein oder mehrere bei der Herstellung der Polymersuspension zum Einsatz kommende Lösungsmittel chemisch orthogonal zu den Materialien der zuvor abgeschiedenen Schichten, seien es die organischen Schichten und / oder das Material der Deckelektrode. Überraschend wurde gefunden, dass orthogonale Lösungsmittel für das Herstellen der Polymersuspension mit den hierin dispergierten dielektrischen Nanopartikeln, welche lichtstreuende Partikel bilden, nutzbar sind. Die Nanopartikel aus dielektrischem Material dispergieren, so dass die hergestellte Lichtstreuschicht eine Verteilung der Nanopartikel aufweist, die eine funktionsgerechte Lichtstreuung ermöglicht. Nachteilige Effekte des Klumpens der Nanopar- tikel traten nicht auf. Bei einer Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die Polymersuspension unter Verwendung eines fluorinierten Lösungsmittels hergestellt wird. Die Polymersuspension kann genau ein fluoriniertes Lösungsmittel enthalten, insbesondere Lösungsmittel der Klasse Hydrofluo- rether. Bevorzugt werden hoch fluorinierte Lösungsmittel (HFE, insbesondere HFE 7500) verwendet, bei denen wenigstens oder mehr als 60% der C-H-Bindungen fluoriniert sind. The polymer suspension is chemically orthogonal at least to the materials of the previously deposited organic layers. Chemical orthogonality means that no solution reaction takes place between the constituents of the polymer suspension on the one hand and the materials of the previously deposited layers in the stack, through which previously deposited layers would be partially or completely dissolved. In particular, one or more solvents used in the preparation of the polymer suspension are chemically orthogonal to the materials of the previously deposited layers, be it the organic layers and / or the material of the cover electrode. Surprisingly, it has been found that orthogonal solvents are useful for preparing the polymer suspension with the dielectric nanoparticles dispersed therein, which form light-scattering particles. The nanoparticles of dielectric material disperse, so that the produced light scattering layer has a distribution of the nanoparticles, which allows a functional light scattering. Adverse effects of clumping of the nanoparticles did not occur. In one embodiment, it can be provided that the polymer suspension is prepared using a fluorinated solvent. The polymer suspension may contain exactly one fluorinated solvent, in particular solvents of the class of hydrofluoroethers. Highly fluorinated solvents (HFE, especially HFE 7500) in which at least or more than 60% of the CH bonds are fluorinated are preferably used.
Es wurde gefunden, dass die Nanopartikel aus dielektrischem Material, zum Beispiel Ti02, in dem orthogonalen Lösungsmittel dispergieren, obwohl sich die dielektrischen Konstanten der zusammengebrachten Materialien deutlich unterscheiden, beispielsweise zwischen HFE ei- nerseits und Nanopartikel dielektrischer Materialien wie Ti02 andererseits. It has been found that the nanoparticles of dielectric material, for example TiO 2, disperse in the orthogonal solvent, although the dielectric constants of the matched materials differ significantly, for example between HFE on the one hand and nanoparticles of dielectric materials such as TiO 2 on the other hand.
Die Lichtstreuschicht kann direkt auf der Deckelektrode abgeschieden werden. Im Unterschied zu einer weiteren möglichen Ausführungsform ist die Anordnung von Schichten hier frei von Zwischenschichten zwischen der Deckelektrode und der Lichtstreuschicht. The light-scattering layer can be deposited directly on the cover electrode. In contrast to a further possible embodiment, the arrangement of layers here is free of intermediate layers between the cover electrode and the light-scattering layer.
Mit der Lichtstreuschicht kann in einer Ausgestaltung eine äußere Deckschicht des elektroop- tischen organischen Bauelementes hergestellt sein. Alternativ kann die Lichtstreuschicht von einer weiteren Schicht bedeckt sein, mit der dann die äußere Deckschicht des Bauelementes gebildet ist. In one embodiment, the outer layer of the electro-optical organic component can be produced with the light-scattering layer. Alternatively, the light-scattering layer may be covered by another layer with which the outer cover layer of the component is then formed.
Die lichtstreuenden Nanopartikel aus dem dielektrischen Material können im sichtbaren Wellenlängenbereich einen Brechungsindex von wenigstens 1.8 aufweisen. Verwendet werden können zum Beispiel Ti02-Nanopartikel. Auch die folgenden Nano-Partikel können zum Einsatz kommen: ZrO2, ZnO, ZnS, WO3, MoO3, HfO2 und Diamant. Weiterhin kön- nen die folgenden Nano-Partikel verwendet werden: BaTiO3, La2O3, Nd2O3, Sm2O3, Eu2O3, Gd2O3, Dy2O3, Ho2O3, Yb2O3, Lu2O3 und Y2O3. Allgemein kann die Lichtstreuschicht Nano-Partikel aus nur einem einzigen Material oder Nano-Partikel enthalten, die aus zwei oder mehr Materialien sind. Die lichtstreuenden Nanopartikel aus dem dielektrischen Material können einen Durchmesser zwischen etwa 30nm und etwa 600nm aufweisen. Nanopartikel mit diesen oder anderen Durchmessern können in der Polymersuspension mit einer Menge von etwa 30 bis etwa 60 mg / ml Polymerlösung enthalten sein, bevorzugt in einer Menge von etwa 40 bis 50 mg / ml Polymerlösung. The light-scattering nanoparticles of the dielectric material may have a refractive index of at least 1.8 in the visible wavelength range. For example, TiO 2 nanoparticles can be used. The following nano-particles can also be used: ZrO2, ZnO, ZnS, WO3, MoO3, HfO2 and diamond. Furthermore, the following nanoparticles can be used: BaTiO3, La2O3, Nd2O3, Sm2O3, Eu2O3, Gd2O3, Dy2O3, Ho2O3, Yb2O3, Lu2O3 and Y2O3. Generally, the light-scattering layer can contain nano-particles of only a single material or nano-particles that are of two or more materials. The light-diffusing nanoparticles of the dielectric material may have a diameter between about 30nm and about 600nm. Nanoparticles of these or other diameters may be present in the polymer suspension at a level of from about 30 to about 60 mg / ml polymer solution, preferably in an amount of about 40 to 50 mg / ml polymer solution.
Bei einer Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die Lichtstreuschicht unter Verwendung wenigstens eines der folgenden Verfahren abgeschieden wird: Tauchbeschichten, Rotationsbeschichten, Vorhangstreichen, Sprühbeschichten und Blade-Beschichten. Die Verfahren Vorhangstreichen, Sprühbeschichten und Blade-Beschichten sind insbesondere für großflächige Substrate geeignet. Das elektrooptische organische Bauelement kann als lichtemittierendes organisches Bauelement hergestellt werden, bei dem der optisch aktive Bereich als ein lichemittierender Bereich ausgeführt und die Lichtstreuschicht als eine Auskoppelschicht gebildet werden. In an embodiment, it may be provided that the light scattering layer is deposited using at least one of the following methods: dip coating, spin coating, curtain coating, spray coating and blade coating. The methods curtain coating, spray coating and blade coating are particularly suitable for large-area substrates. The electro-optical organic device can be fabricated as a light-emitting organic device in which the optically active region is implemented as a light-emitting region and the light-scattering layer is formed as a coupling-out layer.
Eine Ausgestaltung kann vorsehen, dass das lichtemittierende organische Bauelement als ein top-emittierendes Bauelement hergestellt wird mit einer Deckelektrode, die zumindest für im lichtemittierenden Bereich erzeugtes Licht transparent ist. Bei dem top-emittierenden Bauelement erfolgt die Li chtab Strahlung ausschließlich durch die lichttransparente Deckelektrode hindurch. Es kann auch eine Bauform vorgesehen sein, bei der Li chtab Strahlung sowohl durch die Deck- als auch durch die Grundelektrode erfolgt. An embodiment may provide that the light-emitting organic component is produced as a top-emitting component with a cover electrode which is transparent, at least for light generated in the light-emitting region. In the top-emitting device, the Li chtab radiation takes place exclusively through the light-transparent cover electrode. It can also be provided a design in which Li chtab radiation takes place both through the cover and through the base electrode.
Das elektrooptische organische Bauelement kann alternativ als lichtabsorbierendes organisches Bauelement hergestellt werden, bei dem der optisch aktive Bereich als ein lichtabsorbierender Bereich ausgeführt wird. In Verbindung mit dem elektroopti sehen organischen Bauelement gelten die vorangehend im Zusammenhang mit dem Verfahren zum Herstellen gemachten Ausführungen entsprechend. The electro-optic organic device may alternatively be fabricated as a light-absorbing organic device in which the optically active region is implemented as a light-absorbing region. In connection with the electro-optical see organic component, the statements made above in connection with the method for manufacturing apply accordingly.
Beschreibung von Ausführungsbeispielen Im Folgenden werden weitere Ausführungsformen unter Bezugnahme auf Figuren einer Zeichnung näher erläutert. Hierbei zeigen: Fig. 1 eine schematische Darstellung eines lichtemittierenden organischen Bauelementes (OLED), DESCRIPTION OF EMBODIMENTS In the following, further embodiments will be explained in more detail with reference to figures of a drawing. Hereby show: 1 is a schematic representation of a light-emitting organic component (OLED),
Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Schichtanordnung für ein Ausführungsbeispiel eines lichtemittierenden organischen Bauelementes,  2 is a schematic representation of a layer arrangement for an embodiment of a light-emitting organic component,
Fig. 3 eine schematische Darstellung zur Herstellung der Auskoppel Schicht mittels Tauchbeschichten,  3 shows a schematic representation for the production of the decoupling layer by means of dip coating,
Fig. 4 Abbildungen einer mikroskopischen Untersuchung mittels Lichtmikroskop einer Auskoppelschicht mit Titandioxid-Nanopartikeln mit einem Durchmesser von 250nm,  4 shows images of a microscopic examination by means of a light microscope of a coupling-out layer with titanium dioxide nanoparticles with a diameter of 250 nm,
Fig. 5 eine grafische Darstellung für die äußere Quanteneffizienz in Abhängigkeit von der Luminanz für untersuchte lichtemittierende organische Bauelemente,  5 shows a graph for the external quantum efficiency as a function of the luminance for investigated organic light-emitting components,
Fig. 6 eine grafische Darstellung für die absolute Stromdichte in Abhängigkeit von der Betriebsspannung für die untersuchten lichtemittierenden organische Bauelemente und 6 is a graph of the absolute current density as a function of the operating voltage for the investigated light-emitting organic components and
Fig. 7 eine schematische Darstellung eines lichtabsorbierenden organischen Bauelementes (Solarzelle). Fig. 7 is a schematic representation of a light-absorbing organic device (solar cell).
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines lichtemittierenden organischen Bauelementes, bei dem auf einem Substrat 1 ein Stapel von Schichten 2 angeordnet ist. In dem Stapel von Schichten 2 ist bei der dargestellten Ausführungsform eine Grundelektrode 3 direkt auf dem Substrat 1 abgeschieden. Auf der Grundelektrode 3, welche ein oder mehrschichtig ausgeführt sein kann, ist eine Anordnung 4 von organischen Schichten gebildet, auf der dann eine Deckelektrode 5 angeordnet ist, die ein oder mehrschichtig gebildet sein kann. In der Anordnung 4 von Schichten wird im lichtemittierenden Bereich Licht erzeugt aufgrund von Rekombination von Ladungsträgern, die beim Anlegen einer elektrischen Spannung an die Grundelektrode 3 und die Deckelektrode 5 in die Anordnung 4 von organischen Schichten injiziert werden. Zur Verbesserung der Lichtauskoppelung ist auf der Deckelektrode 5 eine hier als Auskoppelschicht ausgeführte Lichtstreuschicht 6 aus einem Polymermaterial angeordnet, in welches in homogener Verteilung Nanopartikel 7 aus einem dielektrischen Material eingelagert sind, die als Lichtstreupartikel wirken. 1 shows a schematic representation of a light-emitting organic component in which a stack of layers 2 is arranged on a substrate 1. In the stack of layers 2, a base electrode 3 is deposited directly on the substrate 1 in the illustrated embodiment. On the base electrode 3, which may be implemented as one or more layers, an arrangement 4 of organic layers is formed, on which then a cover electrode 5 is arranged, which may be formed in one or more layers. In the arrangement 4 of layers, light is generated in the light-emitting area due to recombination of charge carriers which are injected into the array 4 of organic layers upon application of an electric voltage to the base electrode 3 and the cover electrode 5. To improve the light decoupling, a light-scattering layer 6 made of a polymer material, here embodied as a coupling-out layer, is arranged on the cover electrode 5, in which nanoparticles 7 of a dielectric material are embedded in a homogeneous distribution, which act as light scattering particles.
Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines lichtemittierenden organischen Bauelementes mit folgendem Schichtaufbau: 1.1 Glas Substrat 2 shows a schematic representation of an embodiment of a light-emitting organic component with the following layer structure: 1.1 glass substrate
1.2 Ag (Grundelektrode, Schichtdicke: 90 nm)  1.2 Ag (base electrode, layer thickness: 90 nm)
1.3 Spiro-TTB :F6-TCNNQ (Spiro-tetra(p-methyl-phenyl)-benzidine: 2,2'- (perfluoronaphthalene-2,6-diylidene)dimalononitrile, 45 nm)  1.3 Spiro-TTB: F6-TCNNQ (spiro-tetra (p-methylphenyl) benzidines: 2,2'- (perfluoronaphthalenes-2,6-diylidene) dimalononitriles, 45 nm)
1.4 Spiro-TAD (2,2',7,7'-Tetrakis-(N,N-diphenylamino)-9,9'-spirobifluoren, 10 nm)  1.4 Spiro-TAD (2,2 ', 7,7'-tetrakis- (N, N-diphenylamino) -9,9'-spirobifluorene, 10 nm)
1.5 4P- PD:Ir(MDQ)2(acac) (lichtemittierend, N,N'-di-l-naphthalenyl-N,N'-diphenyl- [1, 1':4',1":4", 1 "'-Quaterphenyl]-4,4"'-diamine: Iridium(III)bis(2-methyldibenzo- [f,h]chinoxalin)(acetylacetonat), 5 nm) 1.5 4P-PD: Ir (MDQ) 2 (acac) (light-emitting, N, N'-di-1-naphthalenyl-N, N'-diphenyl- [1, 1 ': 4', 1 ": 4", 1 "'- Quaterphenyl] -4,4"' - Diamines: Iridium (III) bis (2-methyldibenzo- [f, h] quinoxaline) (acetylacetonate), 5 nm)
1.6 4P -NPD (lichtemittierend, 6 nm)  1.6 4P-NDP (light-emitting, 6 nm)
1.7 TCTA:TPBI (4,4',4"-tris(carbazol-9-yl)-triphenylamine: 2,2',2"-(l,3,5- Phenylen)tris(l-phenyl-lH-benzimidazol), 1,5 nm)  1.7 TCTA: TPBI (4,4 ', 4 "-tris (carbazol-9-yl) -triphenylamines: 2,2', 2" - (l, 3,5-phenylene) tris (1-phenyl-1H-benzimidazole ), 1.5 nm)
1.8 TPBI:Ir(ppy)3 (lichtemittierend, 2,2',2"-(l,3,5-Phenylen)tris(l-phenyl-lH- benzimidazol):Tris(2-phenylpyridine) iridium(III), 3 nm)  1.8 TPBI: Ir (ppy) 3 (light-emitting, 2,2 ', 2 "- (1,3,5-phenylene) tris (1-phenyl-1H-benzimidazole): tris (2-phenylpyridine) iridium (III), 3 nm)
1.9 BPhen (Bathophenanthroline; 4,7-diphenyl-l,10-phenanthroline, 10 nm)  1.9 bphen (bathophenanthroline; 4,7-diphenyl-l, 10-phenanthroline, 10 nm)
1.10 BPhen : Cs (30 nm)  1.10 BPhen: Cs (30 nm)
1.11 Au (Deckel elektrode, 2 nm)  1.11 Au (lid electrode, 2 nm)
1.12 Ag (Deckel elektrode, 9 nm)  1.12 Ag (lid electrode, 9 nm)
1.13 NPB (N,N'-Di(naphthalen-l-yl)-N,N'-diphenyl-benzidine, 30 nm)  1.13 NPB (N, N'-di (naphthalen-1-yl) -N, N'-diphenylbenzidine, 30 nm)
1.14 Streuschicht (1 μιη)  1.14 litter layer (1 μιη)
Das Herstellen der Lichtstreuschicht 6 oberhalb der Deckelektrode 5 kann mit Hilfe verschiedener Verfahren ausgeführt werden, wozu insbesondere das Tauchbeschichten, das Rotationsbeschichten, das Vorhangstreichen, das Sprühbeschichten sowie das Blade-Beschichten gehören. The production of the light-scattering layer 6 above the cover electrode 5 can be carried out by various methods including, in particular, dip coating, spin coating, curtain coating, spray coating, and blade coating.
Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung zur Herstellung der Lichtstreuschicht 6 mittels Tauchbeschichten. In einem Behälter 30 ist eine Polymersuspension 31, welche wahlweise gefiltert werden kann, mit den hierin dispergierten Nanopartikeln 32 angeordnet. Zum Ausbilden der lichtstreuenden Lichtstreuschicht 6 auf dem zuvor hergestellten Stapel von Schichten mit den Elektroden und den organischen Schichten (Halbzeug) wird das Halbzeug 33 in die Polymersuspension 31 eingetaucht. Beim Herausziehen wird dann die Lichtstreuschicht 6 beidseitig hergestellt, wobei das abgeschiedene Material schließlich trocknet. Das Tauchbeschichten wird vorzugsweise in einer inerten Atmosphäre durchgeführt. Vor dem Eintauchen des Halbzeugs 33 kann zum Dispergieren der Nanopartikel in der Polymerlösung ein Vibrati- ons- oder Ultraschallbad angewendet werden. FIG. 3 shows a schematic representation for producing the light-scattering layer 6 by means of dip-coating. In a container 30, a polymer suspension 31, which may optionally be filtered, is disposed with the nanoparticles 32 dispersed therein. In order to form the light-scattering light-scattering layer 6 on the previously produced stack of layers with the electrodes and the organic layers (semifinished product), the semifinished product 33 is immersed in the polymer suspension 31. When pulling out then the light scattering layer. 6 produced on both sides, wherein the deposited material finally dries. The dip coating is preferably carried out in an inert atmosphere. Before immersing the semifinished product 33, a vibrational or ultrasonic bath can be used to disperse the nanoparticles in the polymer solution.
Fig. 4 zeigt Abbildungen einer mikroskopischen Untersuchung einer Auskoppelschicht mit Ti02-Nanopartikeln mit einem Durchmesser von 250nm auf einem Glassubstrat. Die Schicht- abscheidung erfolgte bei gleichen Bedingungen wie beim Herstellen der Streuschicht beim Bauelement in Fig. 2. 4 shows images of a microscopic examination of a coupling-out layer with TiO 2 nanoparticles with a diameter of 250 nm on a glass substrate. The layer deposition took place under the same conditions as during the production of the scattering layer in the component in FIG. 2.
Die Fig. 5 und 6 zeigen experimentelle Untersuchungsergebnisse für lichtemittierende organische Bauelemente, die mit der Lichtstreuschicht 6 versehen sind, wobei zum Herstellen der Auskoppelschicht unterschiedliche Polymerlösungen wie folgt verwendet wurden: 50mg Ti02-Nanopartikel in einem Milliliter Polymerlösung (Beispiel 1) sowie 40 mg Ti02-Nano- partikel in einem Milliliter Polymerlösung (Beispiel 2). Die Ti02-Nanopartikel weisen einen Durchmesser von 250 nm auf. 5 and 6 show experimental test results for light-emitting organic components provided with the light-scattering layer 6, wherein different polymer solutions were used for producing the coupling-out layer as follows: 50 mg of TiO 2 nanoparticles in one milliliter of polymer solution (Example 1) and 40 mg of TiO 2 Nanoparticles in one milliliter of polymer solution (Example 2). The TiO 2 nanoparticles have a diameter of 250 nm.
Die Fig. 5 und 6 zeigen experimentelle Ergebnisse für die Beispiele 1 und 2 mit dem grundsätzlichen Schichtaufbau nach Fig. 2 sowie Referenzbauelemente 1 und 2 mit gleichem Auf- bau aber ohne Auskoppelschicht. Mit Hilfe der Auskoppelschicht wurde eine Steigerung der externen Quanteneffizienz ab etwa 200 cd / m2 erreicht, wobei die Erhöhung bis zu 18 % bei 1000 cd / m2 betrug. FIGS. 5 and 6 show experimental results for Examples 1 and 2 with the basic layer structure according to FIG. 2 as well as reference components 1 and 2 with the same structure but without coupling-out layer. With the help of the decoupling layer, an increase of the external quantum efficiency was achieved from about 200 cd / m 2 , the increase was up to 18% at 1000 cd / m 2 .
Fig. 7 zeigt eine schematische Darstellung eines lichtabsorbierenden organischen Bauelemen- tes, bei dem auf einem Substrat 10 ein Stapel von Schichten 11 angeordnet ist. In dem Stapel von Schichten 11 ist bei der dargestellten Ausführungsform eine Grundelektrode 12 direkt auf dem Substrat 10 abgeschieden. Auf der Grundelektrode 12, welche ein oder mehrschichtig ausgeführt sein kann, ist eine Anordnung 13 von organischen Schichten gebildet, auf der dann eine Deckelektrode 14 angeordnet ist, die ein oder mehrschichtig gebildet sein kann. In der Anordnung 13 von Schichten wird im lichtabsorbierenden Bereich Licht absorbiert, was zur Generation von Ladungsträgern führt, die beim Anlegen einer elektrischen Spannung in der Anordnung 13 von organischen Schichten zu der Grundelektrode 12 und der Deckelektrode 14 hin transportiert werden. Zur Verbesserung der Lichtumwandlungseffizienz ist auf der Deckelektrode 14 eine Lichtstreuschicht 15 aus einem Polymermaterial angeordnet, in welches in homogener Verteilung Nanopartikel 16 aus einem dielektrischen Material eingelagert sind, die als Lichtstreupartikel wirken. Bezüglich möglicher Ausgestaltungen der Lichtstreu- schicht 15 gelten die vorangehend im Zusammenhang mit der als Auskoppelschicht gebildeten Lichtstreuschicht 6 des lichtemittierenden Bauelementes gemachten Erläuterungen entsprechend. FIG. 7 shows a schematic representation of a light-absorbing organic component in which a stack of layers 11 is arranged on a substrate 10. In the stack of layers 11, a base electrode 12 is deposited directly on the substrate 10 in the illustrated embodiment. On the base electrode 12, which may be made of one or more layers, an arrangement 13 of organic layers is formed, on which then a cover electrode 14 is arranged, which may be formed one or more layers. In the arrangement 13 of layers, light is absorbed in the light-absorbing region, resulting in the generation of charge carriers which, upon application of an electrical voltage in the arrangement 13, of organic layers to the base electrode 12 and the cover electrode 14 are transported. To improve the light conversion efficiency, a light-scattering layer 15 made of a polymer material is disposed on the cover electrode 14, in which nanoparticles 16 of a dielectric material are embedded in a homogeneous distribution, which act as light scattering particles. With regard to possible embodiments of the light-scattering layer 15, the explanations given above in connection with the light-scattering layer 6 of the light-emitting component formed as coupling-out layer apply correspondingly.
Die in der vorstehenden Beschreibung, den Ansprüchen sowie der Zeichnung offenbarten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der verschiedenen Ausführungen von Bedeutung sein. The features disclosed in the above description, the claims and the drawings may be important both individually and in any combination for the realization of the various embodiments.

Claims

Ansprüche claims
1. Verfahren zum Herstellen eines elektrooptischen organischen Bauelementes, bei dem auf einem Substrat ein Stapel von Schichten abgeschieden wird, wobei das Verfahren hierbei die folgenden Schritte aufweist: 1. A method for producing an electro-optical organic component, wherein a stack of layers is deposited on a substrate, wherein the method comprises the following steps:
- Herstellen einer Grundelektrode,  Preparing a base electrode,
- Herstellen einer Anordnung von organischen Schichten, die einen optisch aktiven Bereich aufweisen, oberhalb der Grundelektrode und  - Producing an array of organic layers having an optically active region, above the base electrode and
- Herstellen einer Deckelektrode oberhalb der Anordnung von organischen Schichten, wobei im Stapel von Schichten oberhalb der Deckelektrode eine Lichtstreuschicht hergestellt wird, indem eine lichtstreuende Nanopartikel aus einem dielektrischen Material in dispergierter Form enthaltende Polymersuspension abgeschieden wird, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder mehrere bei der Herstellung der Polymersuspension zum Einsatz kommende Lösungsmittel chemisch orthogonal sind zu den Materialien der zuvor abgeschiedenen organischen Schichten, so dass die Polymersuspension frei von einer die zuvor abgeschiedenen Schichten teilweise oder ganz auflösenden Lösungsreaktion zwischen Bestandteilen der Polymersuspension und Materialien der zuvor abgeschiedenen Schichten abgeschieden wird.  Producing a cover electrode above the arrangement of organic layers, wherein in the stack of layers above the cover electrode a light scattering layer is produced by depositing a light-scattering nanoparticle from a dielectric material in dispersed form containing polymer suspension, characterized in that one or more in the production The solvents used in the polymer suspension are chemically orthogonal to the materials of the previously deposited organic layers so that the polymer suspension is deposited free of any partially or completely dissolving solution reaction between constituents of the polymer suspension and materials of the previously deposited layers.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Polymersuspension unter Verwendung eines fluorinierten Lösungsmittels hergestellt wird. 2. The method according to claim 1, characterized in that the polymer suspension is prepared using a fluorinated solvent.
3. Verfahren nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtstreuschicht direkt auf der Deckelektrode abgeschieden wird. 3. The method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the light-scattering layer is deposited directly on the cover electrode.
4. Verfahren nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mit der Lichtstreuschicht eine äußere Deckschicht des elektrooptischen organischen Bauelementes hergestellt wird. 4. The method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the light-scattering layer, an outer cover layer of the electro-optical organic component is produced.
5. Verfahren nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die lichtstreuenden Nanopartikel aus dem dielektrischen Material im sichtbaren Wellenlängenbereich einen Brechungsindex von wenigstens 1.8 aufweisen. 5. The method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the light-scattering nanoparticles of the dielectric material in the visible wavelength range have a refractive index of at least 1.8.
6. Verfahren nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die lichtstreuenden Nanopartikel aus dem dielektrischen Material einen Durchmesser zwischen etwa 30nm und etwa 600nm aufweisen. 6. The method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the light-scattering nanoparticles of the dielectric material have a diameter between about 30nm and about 600nm.
7. Verfahren nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtstreuschicht unter Verwendung wenigstens eines der folgenden Verfahren abgeschieden wird: Tauchbeschichten, Rotationsbeschichten, Vorhangstreichen, Sprühbeschichten und Blade-Beschichten. A method according to any one of the preceding claims, characterized in that the light scattering layer is deposited using at least one of the following methods: dip coating, spin coating, curtain coating, spray coating and blade coating.
8. Verfahren nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrooptische organische Bauelement als lichtemittierendes organisches Bauelement hergestellt wird, bei dem der optisch aktive Bereich als ein lichtemittierender Bereich ausgeführt und die Lichtstreuschicht als eine Auskoppelschicht gebildet werden. 8. The method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the electro-optical organic component is produced as a light-emitting organic component, wherein the optically active region designed as a light-emitting region and the light-scattering layer are formed as a decoupling layer.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das lichtemittierende organische Bauelement als ein top-emittierendes Bauelement hergestellt wird mit einer Deckelektrode, die zumindest für im lichtemittierenden Bereich erzeugtes Licht transparent ist. 9. The method according to claim 8, characterized in that the light-emitting organic component is produced as a top-emitting device with a cover electrode, which is transparent at least for light generated in the light-emitting region.
10. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrooptische organische Bauelement als lichtabsorbierendes organisches Bauelement hergestellt wird, bei dem der optisch aktive Bereich als ein lichtabsorbierender Bereich ausgeführt wird. 10. The method according to at least one of claims 1 to 8, characterized in that the electro-optical organic component is produced as a light-absorbing organic component, wherein the optically active region is designed as a light-absorbing region.
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