DE102014117011A1

DE102014117011A1 - Organisches Licht emittierendes Bauelement und Verfahren zur Herstellung eines organischen Licht emittierenden Bauelements

Info

Publication number: DE102014117011A1
Application number: DE102014117011.3A
Authority: DE
Inventors: Arne Fleissner; Nina Riegel
Original assignee: Osram Oled GmbH
Current assignee: Pictiva Displays International Ltd
Priority date: 2014-08-25
Filing date: 2014-11-20
Publication date: 2016-02-25
Anticipated expiration: 2034-11-21
Also published as: DE102014020048B3; WO2016030330A1; DE102014117011B4

Abstract

Es wird ein organisches Licht emittierendes Bauelement angegeben. Das organische Licht emittierende Bauelement weist eine erste Elektrode, einen ersten organischen funktionellen Schichtenstapel auf der ersten Elektrode, einen Ladungsträgererzeugungs-Schichtenstapel auf dem ersten organischen funktionellen Schichtenstapel, einen zweiten organischen funktionellen Schichtenstapel auf dem Ladungsträgererzeugungs-Schichtenstapel und eine zweite Elektrode auf dem zweiten organischen funktionellen Schichtenstapel auf. Der Ladungsträgererzeugungs-Schichtenstapel weist zumindest eine erste elektronentransportierende Schicht und eine erste lochtransportierende Schicht auf. Die erste elktronentransportiertende Schicht umfasst ein erstes elektronentransportierendes Matrixmaterial und einen ersten n-Dotierstoff, wobei der erste n-Dotierstoff an das erste elektronentransportierende Matrixmaterial kovalent gebunden ist und/oder die erste lochtransportierende Schicht umfasst ein erstes lochtransportierendes Matrixmaterial und einen ersten p-Dotierstoff, wobei der erste p-Dotierstoff an das erste lochtransportierende Matrixmaterial kovalent gebunden ist.

Description

Es wird ein organisches Licht emittierendes Bauelement und ein Verfahren zur Herstellung eines organischen Licht emittierenden Bauelements angegeben.
Organische Licht emittierende Bauelemente, wie beispielsweise organische Licht emittierende Dioden (OLED) weisen üblicherweise zumindest eine elektrolumineszierende organische Schicht zwischen zwei Elektroden auf, die als Anode und Kathode ausgebildet sind und mittels derer in die elektrolumineszierende organische Schicht Ladungsträger, also Elektronen und Löcher, injiziert werden können. Hocheffiziente und langlebige OLEDs lassen sich mittels Leitfähigkeitsdotierungen durch die Verwendung eines p-i-n-Übergangs analog zu herkömmlichen anorganischen Licht emittierenden Dioden herstellen. Hierbei werden die Ladungsträger, also die Löcher und Elektronen, aus den p- und n-dotierten Schichten gezielt in die intrinsisch ausgebildete elektrolumineszierende Schicht injiziert, wo sie Exzitonen bilden, die bei strahlender Rekombination zur Emission eines Photons führen. Je höher der injizierte Strom, desto höher ist die emittierte Leuchtdichte. Aber auch der Stress nimmt mit Strom und Leuchtdichte zu, wodurch sich die OLED-Lebensdauer verkürzt. Um die Leuchtdichte zu erhöhen und die Lebensdauer zu verlängern, können mehrere OLEDs monolithisch übereinander gestapelt werden zu sogenannten gestapelten OLEDs, wobei sie elektrisch durch Ladungsträgererzeugungs-Schichtenstapel, so genannte Charge Generation Layers (CGL) verbunden werden. Eine CGL besteht beispielsweise aus einem hoch dotierten p-n-Übergang, der als Tunnelübergang zwischen den gestapelten Emissionsschichten dient. Voraussetzung für den Einsatz einer CGL in beispielsweise einer weißen OLED sind ein einfacher Aufbau, das heißt wenige Schichten, die leicht prozessierbar sind, sowie eine möglichst hohe Transmission im von der OLED emittierten Spektralbereich, damit Absorptionsverluste des emittierten Lichts vermieden werden. Herkömmliche gestapelte OLEDs mit CGLs aus einer n- und einer p-dotierten Schicht weisen sehr kurze Lebensdauern auf, da die n-Dotierstoffe aus der n-dotierten Schicht in die p-dotierte Schicht diffundieren und die p-Dotierstoffe aus der p-dotierten Schicht in die n-dotierte Schicht diffundieren. Diese Diffusion findet verstärkt statt, wenn die OLEDs höheren Temperaturen ausgesetzt sind. Bislang wurde dieses Problem beispielsweise durch eine Zwischenschicht als Diffusionsbarriere zwischen der n- und der p-dotierten Schicht gelöst. Diese Zwischenschichten haben jedoch häufig den Nachteil einer relativ hohen Absorption, was die Effizienz der gestapelten OLED negativ beeinflusst. Diese Zwischenschichten beeinträchtigen auch die Off-State Appearance einer OLED. Zudem sind die Zwischenschichten häufig nur sehr eingeschränkt temperaturstabil, was den Einsatz dieser OLEDs bei Temperaturen über 80°C nicht möglich macht.
Zumindest eine Aufgabe von bestimmten Ausführungsformen ist es, ein organisches Licht emittierendes Bauelement anzugeben, das eine erhöhte Lebensdauer und Effizienz aufweist. Eine weitere Aufgabe ist es, ein Verfahren zur Herstellung eines organischen Licht emittierenden Bauelements anzugeben.
Diese Aufgaben werden durch Gegenstände gemäß den nebengeordneten Patentansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Gegenstände sind in den abhängigen Ansprüchen gekennzeichnet und gehen weiterhin aus der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen hervor.
Es wird ein organisches Licht emittierendes Bauelement angegeben, das eine erste Elektrode, einen ersten organischen funktionellen Schichtenstapel auf der ersten Elektrode, einen Ladungsträgererzeugungs-Schichtenstapel auf dem ersten organischen funktionellen Schichtenstapel, einen zweiten organischen funktionellen Schichtenstapel auf dem Ladungsträgererzeugungs-Schichtenstapel, und eine zweite Elektrode auf dem zweiten organischen funktionellen Schichtenstapel aufweist. Der Ladungsträgererzeugungs-Schichtenstapel weist zumindest eine erste elektronentransportierende Schicht und eine erste lochtransportierende Schicht auf. Die erste elektronentransportierende Schicht umfasst ein erstes elektronentransportierendes Matrixmaterial und einen ersten n-Dotierstoff, wobei der erste n-Dotierstoff an das erste elektronentransportierende Matrixmaterial kovalent gebunden ist und/oder die erste lochtransportierende Schicht umfasst ein erstes lochtransportierendes Matrixmaterial und einen ersten p-Dotierstoff, wobei der erste p-Dotierstoff an das erste lochtransportierende Matrixmaterial kovalent gebunden ist.
In einer Ausführungsform wird die erste elektronentransportierende Schicht durch die Vernetzung des ersten elektronentransportierenden Matrixmaterials und des ersten n-Dotierstoffs, hergestellt und/oder die erste lochtransportierende Schicht wird durch die Vernetzung des ersten lochtransportierenden Matrixmaterials und des ersten p-Dotierstoffs hergestellt.
Bei der Vernetzung handelt es sich um eine intermolekulare Vernetzung eines ersten lochtransportierenden Matrixmaterials und eines ersten p-Dotierstoffs und/oder eine intermolekulare Vernetzung eines ersten elektronentransportierenden Matrixmaterials und eines ersten n-Dotierstoffs. Durch die Vernetzung wird der erste n-Dotierstoff an das erste elektronentransportierende Matrixmaterial kovalent gebunden und/oder der erste p-Dotierstoff wird an das erste lochtransportierende Matrixmaterial kovalent gebunden. In der ersten elektronentransportierenden Schicht und/oder in der ersten lochtransportierenden Schicht befinden sich keine oder nahezu keine Moleküle des ersten n-Dotierstoffs und/oder des ersten p-Dotierstoffs, die nicht an das erste elektronentransportierende Matrixmaterial und/oder an das erste lochtransportierende Matrixmaterials gebunden sind.
Mit „auf” bezüglich der Anordnung der Schichten und Schichtenstapel ist hier und im Folgenden eine prinzipielle Reihenfolge gemeint und ist so zu verstehen, dass eine erste Schicht entweder so auf einer zweiten Schicht angeordnet ist, dass die Schichten eine gemeinsame Grenzfläche haben also in direktem mechanischen und/oder elektrischen Kontakt miteinander stehen, oder dass zwischen der ersten Schicht und der zweiten Schicht noch weitere Schichten angeordnet sind.
Die organischen funktionellen Schichtstapel können jeweils Schichten mit organischen Polymeren, organischen Oligomeren, organischen Monomeren, organischen kleinen, nicht-polymeren Molekülen („small molecules”) oder Kombinationen daraus aufweisen. Weiterhin können sie zumindest eine organische Licht emittierende Schicht aufweisen. Als Materialien für die organische Licht emittierende Schicht eignen sich Materialien, die eine Strahlungsemission aufgrund von Fluoreszenz oder Phosphoreszenz aufweisen, beispielsweise Ir- oder Pt-Komplexe, Polyfluoren, Polythiophen oder Polyphenylen oder Derivate, Verbindungen, Mischungen oder Copolymere davon. Die organischen funktionellen Schichtenstapel können weiterhin jeweils eine funktionelle Schicht aufweisen, die als Lochtransportschicht ausgeführt ist, um eine effektive Löcherinjektion in die zumindest eine Licht emittierende Schicht zu ermöglichen. Die organischen funktionellen Schichtenstapel können weiterhin jeweils eine funktionelle Schicht aufweisen, die als Elektronentransportschicht ausgebildet ist. Darüber hinaus können die organischen funktionellen Schichtenstapel auch Elektronen- und/oder Löcherblockierschichten aufweisen. Materialien für die Lochtransportschichten, die Elektronentransportschichten und die Elektronen- und/oder Löcherblockierschichten sind dem Fachmann bekannt.
In einer Ausführungsform umfasst das Bauelement ein Substrat. Die erste Elektrode kann auf dem Substrat angeordnet sein. Das Substrat kann beispielsweise eines oder mehrere Materialien in Form einer Schicht, einer Platte, einer Folie oder eines Laminates aufweisen, die ausgewählt sind aus Glas, Quarz, Kunststoff, Metall und Siliziumwafer. Besonders bevorzugt weist das Substrat Glas, beispielsweise in Form einer Glasschicht, Glasfolie oder Glasplatte, auf oder es besteht daraus.
Die zwei Elektroden, zwischen denen die organischen funktionellen Schichtenstapel angeordnet sind, können beispielsweise beide transluzent ausgebildet sein, sodass das in der zumindest einen Licht emittierenden Schicht zwischen den beiden Elektroden erzeugte Licht in beide Richtungen, also in Richtung des Substrats als auch in die vom Substrat abgewandte Richtung, abgestrahlt werden können. Weiterhin können beispielsweise alle Schichten des organischen Licht emittierenden Bauelements transluzent ausgebildet sein, sodass das organische Licht emittierende Bauelement eine transluzente und insbesondere eine transparente OLED bildet. Darüber hinaus kann es auch möglich sein, dass eine der beiden Elektroden, zwischen denen die organischen funktionellen Schichtenstapel angeordnet sind, nicht-transluzent und vorzugsweise reflektierend ausgebildet ist, sodass das in der zumindest einen Licht emittierenden Schicht zwischen den beiden Elektroden erzeugte Licht nur in eine Richtung durch die transluzente Elektrode abgestrahlt werden kann. Ist die auf dem Substrat angeordnete Elektrode transluzent und ist auch das Substrat transluzent ausgebildet, so spricht man auch von einem so genannten „bottom emitter”, während man im Fall, dass die dem Substrat abgewandt angeordnete Elektrode transluzent ausgebildet ist, von einem so genannten „top emitter” spricht.
Die erste und die zweite Elektrode können unabhängig voneinander ein Material aufweisen, das aus einer Gruppe ausgewählt ist, die Metalle, elektrisch leitfähige Polymere, Übergangsmetalloxide und leitfähige transparente Oxide (transparent conductive oxide, TCO) umfasst. Die Elektroden können auch Schichtenstapel mehrerer Schichten desselben oder unterschiedlicher Metalle oder desselben oder unterschiedlicher TCOs sein.
Geeignete Metalle sind beispielsweise Ag, Pt, Au, Mg, Al, Ba, In, Ca, Sm oder Li, sowie Verbindungen, Kombinationen oder Legierungen daraus.
Transparente leitende Oxide (transparent conductive oxides, kurz „TCO”) sind transparente, leitende Materialien, in der Regel Metalloxide, wie beispielsweise Zinkoxid, Zinnoxid, Cadmiumoxid, Titanoxid, Indiumoxid oder Indiumzinnoxid (ITO). Neben binären Metallsauerstoffverbindungen, wie beispielsweise ZnO, SnO₂ oder In₂O₃ gehören auch ternäre Metallsauerstoffverbindungen, wie beispielsweise Zn₂SnO₄, CdSnO₃, ZnSnO₃, MgIn₂O₄, GaInO₃, Zn₂In₂O₅ oder In₄Sn₃O₁₂ oder Mischungen unterschiedlicher transparenter leitender Oxide zu der Gruppe der TCOs. Weiterhin entsprechen die TCOs nicht zwingend einer stöchiometrischen Zusammensetzung und können auch p- oder n-dotiert sein.
Die organischen funktionellen Schichtenstapel des hier beschriebenen organischen Licht emittierenden Bauelements weisen weiterhin unmittelbar angrenzend einen Ladungsträgererzeugungs-Schichtenstapel auf. Mit einem „Ladungsträgererzeugungs-Schichtenstapel” wird hier und im Folgenden eine Schichtenfolge beschrieben, die als Tunnelübergang ausgebildet ist und die durch einen p-n-Übergang gebildet wird. Der Ladungsträgererzeugungs-Schichtenstapel, der auch als so genannte „charge generation layer” (CGL) bezeichnet werden kann, ist insbesondere als Tunnelübergang ausgebildet, der zu einer effektiven Ladungstrennung und damit zur „Erzeugung” von Ladungsträgern für die angrenzenden Schichten eingesetzt werden kann.
Beispielsweise kann der Ladungsträgererzeugungs-Schichtenstapel direkt an die organischen funktionellen Schichtenstapel angrenzen.
In einer Ausführungsform ist die erste elektronentransportierende Schicht durch die Vernetzung eines ersten elektronentransportierenden Matrixmaterials und eines ersten n-Dotierstoffs hergestellt. Der erste n-Dotierstoff weist zumindest eine funktionelle Gruppe auf, die aus einer Gruppe ausgewählt ist, die Oxetan-, Epoxid- und Acrylgruppen umfasst. Die Vernetzung erfolgt über die zumindest eine funktionelle Gruppe des n-Dotierstoffs.
In einer Ausführungsform ist die erste lochtransportierende Schicht durch die Vernetzung eines ersten lochtransportierenden Matrixmaterials und eines ersten p-Dotierstoffs hergestellt. Der erste p-Dotierstoff weist zumindest eine funktionelle Gruppe auf, die aus einer Gruppe ausgewählt ist, die Oxetan-, Epoxid- und Acrylgruppen umfasst. Die Vernetzung erfolgt über die zumindest eine funktionelle Gruppe des p-Dotierstoffs.
In einer so durch Vernetzung des ersten elektronentransportierenden Matrixmaterials mit dem ersten n-Dotierstoff hergestellten ersten elektronentransportierenden Schicht und/oder in einer so durch Vernetzung des ersten lochtransportierenden Matrixmaterials mit dem ersten p-Dotierstoff hergestellten ersten lochtransportierende Schicht sind die Dotierstoffe fest in der jeweiligen Schicht eingebunden und werden so immobilisiert. So wird eine Diffusion des ersten p-Dotierstoffs und des ersten n-Dotierstoffs in angrenzende Schichten unterbunden. Dadurch wird die Lebensdauer des organischen Licht emittierenden Bauelements erhöht, da über die gesamte Betriebslaufzeit eine konstante Ladungsträgerinjektion in den ersten und den zweiten organischen funktionellen Schichtenstapel möglich ist.
Das organische Licht emittierende Bauelement kann bei Temperaturen über 80°C eingesetzt werden ohne dass es zu Effizienzverlusten oder einer Verkürzung der Lebensdauer kommt. So eignet sich das organische Licht emittierende Bauelement beispielsweise für den Einsatz in Automobilen oder im Außenbereich.
In einer Ausführungsform umfasst der Ladungsträgererzeugungs-Schichtenstapel eine erste elektronentransportierende Schicht umfassend ein zweites elektronentransportierendes Matrixmaterial oder ein zweites elektronentransportierendes Matrixmaterial und einen zweiten n-Dotierstoff.
In einer Ausführungsform umfasst der Ladungsträgererzeugungs-Schichtenstapel eine erste lochtransportierende Schicht umfassend ein zweites lochtransportierendes Matrixmaterial oder ein zweites lochtransportierendes Matrixmaterial und einen zweiten p-Dotierstoff.
In einer Ausführungsform besteht der Ladungsträgererzeugungs-Schichtenstapel aus der ersten elektronentransportierenden Schicht, die durch Vernetzung des ersten elektronentransportierenden Matrixmaterials und des ersten n-Dotierstoffs, der zumindest eine funktionelle Gruppe aufweist, die aus einer Gruppe ausgewählt ist, die Oxetan-, Epoxid- und Acrylgruppen umfasst, hergestellt ist und aus einer ersten lochtransportierenden Schicht umfassend ein zweites lochtransportierendes Matrixmaterial und einen zweiten p-Dotierstoff. So wird die Diffusion des ersten n-Dotierstoffs in die erste lochtransportierende Schicht unterbunden. Auch zeigt die erste elektronentransportierende Schicht eine Barrierewirkung für die Diffusion des zweiten p-Dotierstoffs in die erste elektronentransportierende Schicht.
In einer Ausführungsform besteht der Ladungsträgererzeugungs-Schichtenstapel aus der ersten lochtransportierenden Schicht, die durch Vernetzung des ersten lochtransportierenden Matrixmaterials und des ersten p-Dotierstoffs, der zumindest eine funktionelle Gruppe aufweist, die aus einer Gruppe ausgewählt ist, die Oxetan-, Epoxid- und Acrylgruppen umfasst, hergestellt ist und aus einer ersten elektronentransportierenden Schicht umfassend ein zweites elektronentransportierendes Matrixmaterial und einen zweiten n-Dotierstoff. So wird die Diffusion des ersten p-Dotierstoffs in die erste elektronentransportierende Schicht unterbunden. Auch zeigt die erste lochtransportierende Schicht eine Barrierewirkung für die Diffusion des zweiten n-Dotierstoffs in die erste lochtransportierende Schicht.
In einer Ausführungsform besteht der Ladungsträgererzeugungs-Schichtenstapel aus der ersten elektronentransportierenden Schicht, die aus dem ersten elektronentransportierenden Matrixmaterial und dem ersten n-Dotierstoff hergestellt ist und der ersten lochtransportierenden Schicht, die aus dem ersten lochtransportierenden Matrixmaterial und dem ersten p-Dotierstoff hergestellt ist. Somit ist hier zwischen der ersten elektronentransportierenden Schicht und der ersten lochtransportierenden Schicht keine Zwischenschicht als Diffusionsbarriere für die ersten n- und p-Dotierstoffe nötig, da diese in der jeweiligen Schicht durch chemische Bindungen fest eingebunden sind, so dass eine Diffusion nicht oder nur sehr geringfügig stattfindet. Somit kann eine Schicht eingespart werden, was die Gesamtdicke des ersten Ladungsträgererzeugungs-Schichtenstapels und somit auch dessen Lichtabsorption erniedrigt und somit die Effizienz des organischen Licht emittierenden Bauelements erhöht.
In einer Ausführungsform besteht die erste elektronentransportierende Schicht aus dem zweiten elektronentransportierenden Matrixmaterial oder dem zweiten elektronentransportierenden Matrixmaterial und dem zweiten n-Dotierstoff. Insbesondere ist das zweite elektronentransportierende Matrixmaterial nicht mit dem zweiten n-Dotierstoff vernetzt.
Das zweite elektronentransportierende Matrixmaterial kann aus einer Gruppe ausgewählt sein, die NET-18, 2,2',2''-(1,3,5-Benzinetriyl)-tris(1-phenyl-1-H-benzimidazol), 2-(4-Biphenylyl)-5-(4-tert-butylphenyl)-1,3,4-oxadiazol, 2,9-Dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthrolin (BCP), 8-Hydroxyquinolinolato-lithium, 4-(Naphthalen-1-yl)-3,5-diphenyl-4H-1,2,4-triazol, 1,3-Bis[2-(2,2'-bipyridine-o-yl)-1,3,4-oxadiazo-5-yl]benzen, 4,7-Diphenyl-1,10-phenanthroline (BPhen), 3-(4-Biphenylyl)-4-phenyl-5-tert-butylphenyl-1,2,4-triazol, Bis(2-methyl-8-quinolinolate)-4-(phenylphenolato)aluminium, 6,6'-Bis[5-(biphenyl-4-yl)-1,3,4-oxadiazo-2-yl]-2,2'-bipyridyl, 2-phenyl-9,10-di(naphthalen-2-yl)-anthracen, 2,7-Bis[2-(2,2'-bipyridine-6-yl)-1,3,4-oxadiazo-5-yl]-9,9-dimethylfluoren, 1,3-Bis[2-(4-tert-butylphenyl)-1,3,4-oxadiazo-5-yl]benzen, 2-(naphthalen-2-yl)-4,7-diphenyl-1,10-phenanthrolin, 2,9-Bis(naphthalen-2-yl)-4,7-diphenyl-1,10-phenanthrolin, Tris(2,4,6-trimethyl-3-(pyridin-3-yl)phenyl)boran, 1-methyl-2-(4-(naphthalen-2-yl)phenyl)-1H-imidazo[4,5-f][1,10]phenanthrolin, Phenyldipyrenylphosphinoxide, Naphtahlintetracarbonsäuredianhydrid und dessen Imide, Perylentetracarbonsäuredianhydrid und dessen Imide, Materialien basierend auf Silolen mit einer Silacyclopentadieneinheit sowie Gemische der vorgenannten Stoffe umfasst.
In einer Ausführungsform ist das erste elektronentransportierende Matrixmaterial aus den gleichen Materialien ausgewählt wie das zweite elektronentransportierende Matrixmaterial, wobei die genannten Materialien zumindest eine funktionelle Gruppe aufweisen, die aus einer Gruppe ausgewählt ist, die Oxetan-, Epoxid- und Acrylgruppen umfasst.
In einer Ausführungsform weist das erste elektronentransportierende Matrixmaterial oder ein Anteil des ersten elektronentransportierenden Matrixmaterials zumindest eine funktionelle Gruppe auf, die aus einer Gruppe ausgewählt ist, die Oxetan-, Epoxid- und Acrylgruppen umfasst und ist mit einem Vernetzungsinitiator funktionalisiert, der aus einer Gruppe ausgewählt ist, die Sulfonium- oder Iodoniumsalze umfasst. Der Anteil kann bei 0,5 bis 10 mol%, bevorzugt 0,5 bis 5 mol%, besonders bevorzugt bei 0,5 bis 2 mol% bezogen auf die Gesamtmenge an erstem elektronentransportierendem Matrixmaterial liegen. In einer bevorzugten Ausführungsform beträgt das Verhältnis der Oxetan-, Epoxid- und/oder Acrylgruppen zu dem Vernetzungsinitiator 200:1 bis 10:1.
Die so gewählten ersten elektronentransportierenden Matrixmaterialien beeinflussen die elektrooptischen Eigenschaften des organischen Licht emittierenden Bauelements nicht. Dies trifft sowohl auf die freien Moleküle als auch auf die mit den ersten n-Dotierstoffen vernetzten Moleküle zu.
Beispielsweise weist das erste elektronentransportierende Matrixmaterial eine der folgenden Formeln auf:
Die Epoxid-, Oxetan- oder Acrylgruppen können jedes beliebige H-Atom der Aromaten substituieren. Es können auch mehrere H-Atome durch Epoxid-, Oxetan- oder Acrylgruppen substituiert sein. Beispielsweise kann das erste elektronentransportierende Matrixmaterial eine der folgenden Formeln aufweisen:
Ist das erste elektronentransportierende Matrixmaterial zusätzlich mit einem Vernetzungsinitiator funktionalisiert, weist es beispielsweise eine der folgenden Formeln auf:
R³ ₂S⁺A^– oder R³I⁺A^– können jedes beliebige H-Atom des Aromaten substituieren. Es können auch mehrere H-Atom des Aromaten durch R³ ₂S⁺A^– oder R³I⁺A^– substituiert sein. Die Reste R³ können beispielsweise Alkyl- oder Arylreste sein. Beispielsweise kann R³ ein Phenyl- oder Methylrest sein. Bei A^– handelt es sich um ein Anion, beispielsweise um BF₄ ^–, PF₆ ^–, SbF₆ ^– oder 0,5 CO₃ ^2–.
Der zweite n-Dotierstoff kann aus einer Gruppe ausgewählt
In einer Ausführungsform ist der erste n-Dotierstoff ein Cäsiumsalz, das zumindest eine funktionelle Gruppe aufweist, die aus einer Gruppe ausgewählt ist, die Oxetan-, Epoxid- und Acrylgruppen umfasst.
Beispielsweise weist das Cäsiumsalz eine der folgenden Strukturen auf
wobei R¹ und R für einen Alkyl- oder Arylrest stehen, die zumindest eine funktionelle Gruppe aufweisen, die aus einer Gruppe ausgewählt ist, die Oxetan-, Epoxid- und Acrylgruppen umfasst.
Beispielsweise ist R¹ aus einer Gruppe ausgewählt, die Methyl-, Ethyl-, Propyl-, Butyl-, 1,2-Phenylen-, 1,3-Phenylen-, 1,4-Phenylen und 2,6-Pyridylenreste umfasst, die zumindest eine funktionelle Gruppe aufweisen, die aus einer Gruppe ausgewählt ist, die Oxetan-, Epoxid- und Acrylgruppen umfasst.
Beispielsweise ist R aus einer Gruppe ausgewählt, die Methyl, Ethyl-, Propyl-, Butyl- und Phenylreste umfasst, die zumindest eine funktionelle Gruppe aufweisen, die aus einer Gruppe ausgewählt ist, die Oxetan-, Epoxid- und Acrylgruppen umfasst.
Beispielsweise weist das Cäsiumsalz eine der folgenden Formel auf:
Die Epoxidgruppen können jedes H-Atom substituieren, das an den Arylrest gebunden ist. Es ist auch möglich, dass zwei H-Atome durch Epoxidgruppen ersetzt sind. Anstelle der Epoxidgruppen können auch Oxetan- oder Acrylgruppen stehen.
Das erste lochtransportierende Matrixmaterial kann aus einer Gruppe ausgewählt sein, die α-NPD, NPB (N,N'-Bis(naphthalen-1-yl)-N,N'-bis(phenyl)-benzidin), beta-NPB N,N'-Bis(naphthalen-2-yl)-N,N'-bis(phenyl)-benzidin), N,N'-Bis(phenyl)-N,N'-bis(phenyl)-benzidin), TPD (N,N'-Bis(3-methylphenyl)-N,N'-bis(phenyl)-benzidin), Spiro TPD (N,N'-Bis(3-methylphenyl)-N,N'-bis(phenyl)-benzidin), Spiro-NPB (N,N'-Bis(naphthalen-1-yl)-N,N'-bis(phenyl)-spiro), DMFL-TPD N,N'-Bis(3-methylphenyl)-N,N'-bis(phenyl)-9,9-dimethyl-fluoren), DMFL-NPB (N,N'-Bis(naphthalen-1-yl)-N,N'-bis(phenyl)-9,9-dimethyl-fluoren), DPFL-TPD (N,N'-Bis(3-methylphenyl)-N,N'-bis(phenyl)-9,9-diphenyl-fluoren), DPFL-NPB (N,N'-Bis(naphthalen-1-yl)-N,N'-bis(phenyl)-9,9-diphenyl-fluoren), Spiro-TAD (2,2',7,7'-Tetrakis(N,N-diphenylamino)-9,9'-spirobifluoren), 9,9-Bis[4-(N,N-bis-biphenyl-4-yl-amino)phenyl]-9H-fluoren, 9,9-Bis[4-(N,N-bis-naphthalen-2-yl-amino)phenyl]-9H-fluoren, 9,9-Bis[4-(N,N'-bis-naphthalen-2-yl-N,N'-bis-phenyl-amino)-phenyl]-9H-fluor, N,N'-bis(phenanthren-9-yl)-N,N'-bis(phenyl)-benzidin, 2,7-Bis[N,N-bis(9,9-spiro-bifluorene-2-yl)-amino]-9,9-spiro-bifluoren, 2,2'-Bis[N,N-bis(biphenyl-4-yl)amino]9,9-spiro-bifluoren, 2,2'-Bis(N,N-di-phenyl-amino)9,9-spiro-bifluoren, Di-[4-(N,N-ditolyl-amino)-phenyl]cyclohexan, 2,2',7,7'-tetra(N,N-di-tolyl)amino-spiro-bifluoren, N,N,N',N'-tetra-naphthalen-2-yl-benzidin sowie Gemische dieser Verbindungen umfasst, wobei die genannten Materialien zumindest eine funktionelle Gruppe aufweisen, die aus einer Gruppe ausgewählt ist, die Oxetan-, Epoxid- und Acrylgruppen umfasst. Die so gewählten ersten lochtransportierende Matrixmaterialien beeinflussen die elektrooptischen Eigenschaften des organischen Licht emittierenden Bauelements nicht. Dies trifft sowohl auf die freien Moleküle als auch auf die mit den ersten p-Dotierstoffen vernetzten Moleküle zu.
In einer Ausführungsform weist das erste lochtransportierende Matrixmaterial oder ein Anteil des ersten lochtransportierenden Matrixmaterials zumindest eine funktionelle Gruppe auf, die aus einer Gruppe ausgewählt ist, die Oxetan-, Epoxid- und Acrylgruppen umfasst und ist mit einem Vernetzungsinitiator funktionalisiert, der aus einer Gruppe ausgewählt ist, der Sulfonium- oder Iodoniumsalze umfasst. Der Anteil kann bei 0,5 bis 10 mol%, bevorzugt 0,5 bis 5 mol%, besonders bevorzugt bei 0,5 bis 2 mol% bezogen auf die Gesamtmenge an erstem lochtransportierendem Matrixmaterial liegen.
Das erste lochtransportierende Matrixmaterial kann eine der folgenden Formeln aufweisen:
Die Epoxid-, Oxetan- oder Acrylgruppen können jedes beliebige H-Atom der Aromaten substituieren. Es können auch mehrere H-Atome durch Epoxid-, Oxetan- oder Acrylgruppen substituiert sein. Beispielsweise kann das erste lochtransportierende Matrixmaterial eine der folgenden Formeln aufweisen:
Ist das erste lochtransportierende Matrixmaterial zusätzlich mit einem Vernetzungsinitiator funktionalisiert, weist es beispielsweise eine der folgenden Formeln auf:
R³ ₂S⁺A^– oder R³I⁺A^– können jedes beliebige H-Atom der Aromaten substituieren. Es können auch mehrere H-Atome des Aromaten durch R³ ₂S⁺A^– oder R³I⁺A^– substituiert sein. Die Reste R³ können beispielsweise Alkyl- oder Arylreste sein. Beispielsweise kann R³ ein Phenyl- oder Methylrest sein. Bei A^– handelt es sich um ein Anion, beispielsweise um BF₄ ^–, PF₆ ^–, SbF₆ ^– oder 0,5 CO₃ ^2–.
In einer Ausführungsform ist der erste p-Dotierstoff eine Lewis-saure Verbindung, die zumindest eine funktionelle Gruppe aufweist, die aus einer Gruppe ausgewählt ist, die Oxetan-, Epoxid- und Acrylgruppen umfasst.
Der erste p-Dotierstoff kann aus einer Gruppe ausgewählt sein, die MoO_x, WO_x, VO_x, Kupferbenzoate wie Cu(I)pFBz, Bi(III)pFBz, F4-TCNQ, NDP-2, NDP-9, Zinkphthalocyanin umfasst, wobei die genannten Materialien zumindest eine funktionelle Gruppe aufweisen, die aus einer Gruppe ausgewählt sind, die Oxetan-, Epoxid- und Acrylgruppen umfasst. Der erste p-Dotierstoff kann bevorzugt aus einer Gruppe ausgewählt sein, die Kupferbenzoate wie Cu(I)pFBz, Bi(III)pFBz, F4-TCNQ, NDP-2, NDP-9, Zinkphthalocyanin umfasst, wobei die genannten Materialien zumindest eine funktionelle Gruppe aufweisen, die aus einer Gruppe ausgewählt sind, die Oxetan-, Epoxid- und Acrylgruppen umfasst.
In einer Ausführungsform besteht die erste lochtransportierende Schicht aus dem zweiten lochtransportierenden Matrixmaterial oder dem zweiten lochtransportierenden Matrixmaterial und dem zweiten p-Dotierstoff. Insbesondere ist das zweite lochtransportierende Matrixmaterial nicht mit dem zweiten p-Dotierstoff vernetzt.
Der zweite p-Dotierstoff kann aus einer Gruppe ausgewählt sein, die MoO_x, WO_x, VO_x, Cu(I)pFBz, Bi(III)pFBz, F4-TCNQ, Zinkphthalocyanin, NDP-2, und NDP-9 umfasst. Beispielsweise ist der zweite p-Dotierstoff V₂O₅, MoO₃ oder WO₃.
Das zweite lochtransportierende Matrixmaterial kann aus einer Gruppe ausgewählt sein, die α-NPD, NPB (N,N'-Bis(naphthalen-1-yl)-N,N'-bis(phenyl)-benzidin), beta-NPB N,N'-Bis(naphthalen-2-yl)-N,N'-bis(phenyl)-benzidin), (N,N'-Bis(phenyl)-N,N'-bis(phenyl)-benzidin), TPD (N,N'-Bis(3-methylphenyl)-N,N'-bis(phenyl)-benzidin), Spiro TPD (N,N'-Bis(3-methylphenyl)-N,N'-bis(phenyl)-benzidin), Spiro-NPB (N,N'-Bis(naphthalen-l-yl)-N,N'-bis(phenyl)-spiro), DMFL-TPD N,N'-Bis(3-methylphenyl)-N,N'-bis(phenyl)-9,9-dimethyl-fluoren), DMFL-NPB (N,N'-Bis(naphthalen-1-yl)-N,N'-bis(phenyl)-9,9-dimethyl-fluoren), DPFL-TPD (N,N'-Bis(3-methylphenyl)-N,N'-bis(phenyl)-9,9-diphenyl-fluoren), DPFL-NPB (N,N'-Bis(naphthalen-1-yl)-N,N'-bis(phenyl)-9,9-diphenyl-fluoren), Spiro-TAD (2,2',7,7'-Tetrakis(N,N-diphenylamino)-9,9'-spirobifluoren), 9,9-Bis[4-(N,N-bis-biphenyl-4-yl-amino)phenyl]-9H-fluoren, 9,9-Bis[4-(N,N-bis-naphthalen-2-yl-amino)phenyl]-9H-fluoren, 9,9-Bis[4-(N,N'-bis-naphthalen-2-yl-N,N'-bis-phenyl-amino)-phenyl]-9H-fluor, N,N'-bis(phenanthren-9-yl)-N,N'-bis(phenyl)-benzidin, 2,7-Bis[N,N-bis(9,9-spiro-bifluorene-2-yl)-amino]-9,9-spiro-bifluoren, 2,2'-Bis[N,N-bis(biphenyl-4-yl)amino]9,9-spiro-bifluoren, 2,2'-Bis(N,N-di-phenyl-amino)9,9-spiro-bifluoren, Di-[4-(N,N-ditolyl-amino)-phenyl]cyclohexan, 2,2',7,7'-tetra(N,N-di-tolyl)amino-spiro-bifluoren, N,N,N',N'-tetra-naphthalen-2-yl-benzidin sowie Gemische dieser Verbindungen umfasst.
Der erste oder zweite p-Dotierstoff kann in der ersten lochtransportierenden Schicht zu einem Anteil von 0,1 bis 40 Volumen%, bevorzugt von 0,5 bis 20 Volumen% und besonders bevorzugt von 1 bis 10 Volumen% vorliegen.
Der erste oder zweite n-Dotierstoff kann in der ersten elektronentransportierenden Schicht zu einem Anteil von 0,1 bis 40 Volumen%, bevorzugt von 0,5 bis 20 Volumen% und besonders bevorzugt von 1 bis 10 Volumen% vorliegen.
Dadurch, dass das erste elektronentransportierende und/oder das erste lochtransportierende Matrixmaterial im Vergleich zu dem ersten n-Dotierstoff und/oder dem ersten p-Dotierstoff im Überschuss vorliegt, kann gewährleistet werden, dass jedes oder nahezu jedes Molekül des ersten n- und/oder p-Dotierstoffs mit dem jeweiligen Matrixmaterial vernetzt ist oder wird.
Die erste elektronentransportierende Schicht und/oder die erste lochtransportierende Schicht können eine Schichtdicke in einem Bereich von 5 nm bis 200 nm, bevorzugt 10 nm und 120 nm, besonders bevorzugt 30 und 80 nm aufweisen.
Bei diesen Schichtdicken weist der Ladungsträgererzeugungs-Schichtenstapel eine Transmission auf, die größer als 80%, bevorzugt 90% in einem Wellenlängenbereich von ungefähr 400 nm bis ungefähr 700 nm ist.
In einer Ausführungsform weist das organische Licht emittierende Bauelement einen dritten organischen funktionellen Schichtenstapel und einen weiteren Ladungsträgererzeugungs-Schichtenstapel, auf. Der weitere Ladungsträgererzeugungs-Schichtenstapel ist auf dem zweiten funktionellen Schichtenstapel angeordnet und der dritte organische funktionelle Schichtenstapel ist auf dem weiteren Ladungsträgererzeugungs-Schichtenstapel angeordnet. Der dritte organische funktionelle Schichtenstapel kann wie der erste oder der zweite organische funktionelle Schichtenstapel aufgebaut sein. Der weitere Ladungsträgererzeugungs-Schichtenstapel kann wie der Ladungsträgererzeugungs-Schichtenstapel aufgebaut und hergestellt sein.
Das organische Licht emittierende Bauelement kann in einer Ausführungsform als organische Licht emittierende Diode (OLED) ausgebildet sein.
Die angegebenen Ausführungsformen des organischen Licht emittierenden Bauelements können gemäß nachfolgend genannten Verfahren hergestellt werden. Alle unter dem Verfahren genannten Merkmale des organischen Licht emittierenden Bauelements können auch Merkmale der oben ausgeführten Ausführungsbeispiele des organischen Licht emittierenden Bauelements sein.
Es wird ein Verfahren zur Herstellung eines organischen Licht emittierenden Bauelements angegeben. Das Verfahren umfasst folgende Verfahrensschritte:

A) Ausbilden eines ersten organischen funktionellen Schichtenstapels auf einer ersten Elektrode,
B) Ausbilden eines Ladungsträgererzeugungs-Schichtenstapels auf dem ersten organischen funktionellen Schichtenstapel,
C) Ausbilden eines zweiten organischen funktionellen Schichtenstapels auf dem Ladungsträgererzeugungs-Schichtenstapel,
D) Anordnen einer zweiten Elektrode auf dem zweiten organischen funktionellen Schichtenstapel. Verfahrensschritt B) umfasst die folgenden Verfahrensschritte: B1) Ausbilden einer ersten elektronentransportierenden Schicht, und B2) Ausbilden einer ersten lochtransportierenden Schicht.

In einer Ausführungsform umfasst Verfahrensschritt B1) folgende Verfahrensschritte:

B11) Aufbringen eines ersten elektronentransportierenden Matrixmaterials und eines ersten n-Dotierstoffs auf dem ersten organischen funktionellen Schichtenstapel und
B13) Vernetzen des ersten n-Dotierstoffs mit dem ersten elektronentransportierenden Matrixmaterial.

In einer Ausführungsform umfasst Verfahrensschritt B2) folgende Verfahrensschritte:

B21) Aufbringen eines ersten lochtransportierenden Matrixmaterials und eines ersten p-Dotierstoffs auf dem ersten organischen funktionellen Schichtenstapel und
B23) Vernetzen des ersten p-Dotierstoffs mit dem ersten lochtransportierenden Matrixmaterial.

In einer Ausführungsform umfasst Verfahrensschritt B1) den folgenden Verfahrensschritt:

B11) Aufbringen eines ersten elektronentransportierenden Matrixmaterials und eines ersten n-Dotierstoffs auf dem ersten organischen funktionellen Schichtenstapel, wobei der erste n-Dotierstoff und/oder der erste n-Dotierstoff und das erste elektronentransportierende Matrixmaterial zumindest eine funktionelle Gruppe aufweisen, die aus einer Gruppe ausgewählt ist, die Oxetan-, Epoxid- und Acrylgruppen umfasst oder B11) Aufbringen eines zweiten elektronentransportierenden Matrixmaterials oder eines zweiten elektronentransportierenden Matrixmaterials und eines zweiten n-Dotierstoffs auf dem ersten organischen funktionellen Schichtenstapel.

In einer Ausführungsform findet nach Verfahrensschritt B11) ein weiterer Verfahrensschritt statt:

B13) Vernetzen des ersten n-Dotierstoffs, mit dem ersten elektronentransportierenden Matrixmaterial über die jeweils zumindest eine funktionelle Gruppe.

In einer Ausführungsform umfasst Verfahrensschritt B2) den folgenden Verfahrensschritt:

B21) Aufbringen eines ersten lochtransportierenden Matrixmaterials und eines ersten p-Dotierstoffs auf dem ersten organischen funktionellen Schichtenstapel, wobei der erste p-Dotierstoff und/oder der erste p-Dotierstoff und das erste lochtransportierende Matrixmaterial zumindest eine funktionelle Gruppe aufweisen, die aus einer Gruppe ausgewählt ist, die Oxetan-, Epoxid- und Acrylgruppen umfasst, oder B21) Aufbringen eines zweiten lochtransportierenden Matrixmaterials oder eines zweiten lochtransportierenden Matrixmaterials und eines zweiten p-Dotierstoffs auf dem ersten organischen funktionellen Schichtenstapel.

In einer Ausführungsform findet nach Verfahrensschritt B21) ein weiterer Verfahrensschritt statt:

B23) Vernetzen des ersten p-Dotierstoffs mit dem ersten lochtransportierenden Matrixmaterial über die jeweils zumindest eine funktionelle Gruppe.

In einer Ausführungsform wird das Vernetzen des ersten n-Dotierstoffs mit dem ersten elektronentransportierenden Matrixmaterial in Verfahrensschritt B13) und/oder das Vernetzen des ersten p-Dotierstoffs mit dem ersten lochtransportierenden Matrixmaterial in Verfahrensschritt B23) durch einen Vernetzungsinitiator initiiert.
In einer Ausführungsform ist der Vernetzungsinitiator aus einer Gruppe ausgewählt, die Stickoxidgase, Iodonium-, Sulfonium- und Nitrosoniumsalze umfasst.
In einer Ausführungsform ist das Iodonium- oder Sulfoniumsalz an das erste elektronentransportierende Matrixmaterial und/oder das erste lochtransportierende Material gebunden. Es ist auch möglich, dass das Iodonium- oder Sulfoniumsalz nur an einem Anteil des ersten elektronentransportierenden Matrixmaterials und/oder des ersten lochtransportierenden Matrixmaterials gebunden ist. In einer Ausführungsform ist das Iodonium- oder Sulfoniumsalz kovalent an das erste elektronentransportierende Matrixmaterial und/oder das erste lochtransportierende Material gebunden.
Als Iodonium- und Sulfoniumsalze können hier R₂S⁺A^– oder RI⁺A^– an das erste elektronentransportierende Matrixmaterial und/oder das erste lochtransportierende Material gebunden sein. Die Reste R können beispielsweise Alkyl- oder Arylreste sein. Beispielsweise kann R³ ein Phenyl- oder Methylrest sein. Bei A^– handelt es sich um ein Anion, beispielsweise um BF₄ ^–, PF₆ ^–, SbF₆ ^– oder 0,5 CO₃ ^2–.
Bei dem Nitrosoniumsalz kann es sich beispielsweise um NO⁺SbF₆ ^– handeln.
Gemäß einer Ausführungsform findet nach Verfahrensschritt B11) oder nach Verfahrensschritt B13) folgender Verfahrensschritt statt:

B12) Temperaturerhöhung oder UV-Bestrahlung des ersten elektronentransportierenden Matrixmaterials und des ersten n-Dotierstoffs Die Maßnahmen in Verfahrensschritt B12) dienen dazu die Vernetzung zu aktivieren. Beispielsweise können Radikalkationen des ersten elektronentransportierenden Matrixmaterials und/oder des ersten n-Dotierstoffs gebildet werden. Insbesondere findet Verfahrensschritt B12) beim Einsatz von Iodonium- oder Sulfoniumsalzen als Vernetzungsinitiatoren statt.

Gemäß einer Ausführungsform findet nach Verfahrensschritt B21) oder nach Verfahrensschritt B23) folgender Verfahrensschritt statt:

B22) Temperaturerhöhung oder UV-Bestrahlung des ersten lochtransportierenden Matrixmaterials und des ersten p-Dotierstoffs, Die Maßnahmen in Verfahrensschritt B22) dienen dazu die Vernetzung zu aktivieren. Beispielsweise können Radikalkationen des ersten lochtransportierenden Matrixmaterials und/oder des ersten p-Dotierstoffs gebildet werden. Insbesondere findet Verfahrensschritt B22) beim Einsatz von Iodonium- oder Sulfoniumsalzen als Vernetzungsinitiatoren statt.

In einer Ausführungsform wird die Temperatur in Verfahrensschritt B12) und/oder B22) auf 120°C, bevorzugt 80°C erhöht.
Ist der erste p-Dotierstoff und das erste lochtransportierende Matrixmaterial mit zumindest einer Oxetangruppen funktionalisiert oder ist der erste n-Dotierstoff und das erste elektronentransportierende Matrixmaterial mit zumindest einer Oxetangruppen funktionalisiert, findet beispielsweise folgende Reaktion statt:

steht in dem Reaktionsschema für den ersten p- oder n-Dotierstoff oder für das erste loch- oder elektronentransportierende Matrixmaterial, der mit zumindest einer Oxetangruppe funktionalisiert ist. Y⁺A^– repräsentiert in diesem Reaktionsschema ein Iodonium- oder Sulfoniumsalz als Vernetzungsinitiator. Das dargestellte Zwischenprodukt oder das Endprodukt reagiert mit einem weiteren
Beispielsweise steht
für einen ersten n-Dotierstoff folgender Formel:
oder für einen p-Dotierstoff wie beispielsweise ein Oxetan-funktionalisiertes Kupferbenzoat.
Das erste lochtransportierende Matrixmaterial kann folgende Formel aufweisen:
Beispielsweise weist das erste elektronentransportierende Matrixmaterial folgende Formel auf:
Ist der erste p-Dotierstoff und das erste lochtransportierende Matrixmaterial mit zumindest einer Epoxidgruppe funktionalisiert oder ist der erste n-Dotierstoff und das erste elektronentransportierende Matrixmaterial mit zumindest einer Epoxidgruppe funktionalisiert, findet beispielsweise folgende Reaktion statt:

steht in dem Reaktionsschema für den ersten p- oder n-Dotierstoff oder für das erste loch- oder elektronentransportierende Matrixmaterial, der mit zumindest einer Epoxidgruppe funktionalisiert ist. Y⁺A^– repräsentiert in diesem Reaktionsschema ein Iodonium- oder Sulfoniumsalz als Vernetzungsinitiator. Das dargestellte Zwischenprodukt oder das Endprodukt reagiert mit einem weiteren
Beispielsweise steht
für einen ersten n-Dotierstoff folgender Formel:
Ist der erste p-Dotierstoff und das erste lochtransportierende Matrixmaterial mit zumindest einer Acrylgruppe funktionalisiert oder ist der erste n-Dotierstoff und das erste elektronentransportierende Matrixmaterial mit zumindest einer Acrylgruppe funktionalisiert, findet beispielsweise folgende Reaktion statt:

steht in dem Reaktionsschema für den ersten p- oder n-Dotierstoff oder für das erste loch- oder elektronentransportierende Matrixmaterial, der mit zumindest einer Epoxidgruppe funktionalisiert ist. Y⁺A^– repräsentiert in diesem Reaktionsschema ein Iodonium-, Sulfonium- und Nitrosoniumsalze als Vernetzungsinitiator. Das dargestellte Zwischenprodukt oder Endprodukt reagiert mit einem weiteren
Beispielsweise steht
für einen ersten n-Dotierstoff folgender Formel:
In einer Ausführungsform werden in Verfahrensschritt B11) das erste elektronentransportierende Matrixmaterial und der erste n-Dotierstoff, das zweite elektronentransportierende Matrixmaterial oder das zweite elektronentransportierende Matrixmaterial und der zweite n-Dotierstoff aus der Gasphase aufgebracht und/oder in Verfahrensschritt B21) werden das erste lochtransportierenden Matrixmaterial und der erste p-Dotierstoff, das zweite lochtransportierende Matrixmaterial oder das zweite lochtransportierende Matrixmaterial und der zweite p-Dotierstoff aus der Gasphase aufgebracht.
In einer Ausführungsform werden in Verfahrensschritt B11) das erste elektronentransportierende Matrixmaterial und der erste n-Dotierstoff, das zweite elektronentransportierende Matrixmaterial oder das zweite elektronentransportierende Matrixmaterial und der zweite n-Dotierstoff aus einer Lösung aufgebracht und/oder in Verfahrensschritt B21) werden das erste lochtransportierenden Matrixmaterial und der erste p-Dotierstoff, das zweite lochtransportierende Matrixmaterial oder das zweite lochtransportierende Matrixmaterial und der zweite p-Dotierstoff aus einer Lösung aufgebracht.
In einer Ausführungsform werden während der Vernetzung in Verfahrensschritt B13) und/oder B23) Gase abgespalten. Beispielsweise können N₂, NOx, O₂, CO und/oder CO₂ frei werden.
In einer Ausführungsform ist das Lösungsmittel ein organisches Lösungsmittel. Das Lösungsmittel kann je nach Matrixmaterial und Dotierstoff polar oder unpolar sein. Beispielsweise können THF, Toluol, Phenetol, Anisol, Dichlormethan oder Acetonitril eingesetzt werden.
In einer Ausführungsform ist die zumindest eine Oxetan-, Epoxid- oder Acrylgruppe an den ersten n-Dotierstoff und/oder an das erste elektronentransportierende Matrixmaterial und/oder an den ersten p-Dotierstoff und/oder an das erste lochtransportierende Matrixmaterial über eine Alkylgruppe angebunden.
In einer Ausführungsform ist das zumindest eine Iodonium- und Sulfoniumsalz an das erste elektronentransportierende Matrixmaterial und/oder an das erste lochtransportierende Matrixmaterial über eine Alkylgruppe angebunden.
Durch die Anbindung der jeweiligen funktionellen Gruppe über eine Alkylgruppe wird die Beweglichkeit bzw. die Flexibilität der jeweiligen funktionellen Gruppe erhöht, was zu einem höheren Grad der Vernetzung führt.
So kann die Löslichkeit den ersten n-Dotierstoff, des ersten p-Dotierstoff, des ersten elektronentransportierenden Matrixmaterials und/oder des ersten lochtransportierenden Matrixmaterials erhöht werden. Insbesondere liegt diese Ausführungsform vor, wenn in Verfahrensschritt B11) das erste elektronentransportierende Matrixmaterial und der erste n-Dotierstoff aus einer Lösung aufgebracht werden und/oder in Verfahrensschritt B21) das erste lochtransportierende Matrixmaterial und der erste p-Dotierstoff aus einer Lösung aufgebracht werden.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Alkylgruppe aus einer Gruppe ausgewählt, die Butyl-, Pentyl-, Hexyl- und Heptylgruppen umfasst. Bevorzugt sind Pentyl- und Hexylgruppen, besonders bevorzugt Hexylgruppen. Weitere Vorteile, vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen ergeben sich aus den im Folgenden in Verbindung mit der Figur beschriebenen Ausführungsbeispielen.
1 zeigt eine schematische Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels eines organischen Licht emittierenden Bauelements.
In den Ausführungsbeispielen und Figuren können gleiche, gleichartige oder gleichwirkende Elemente jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen sein. Die in der Figur dargestellten Elemente und deren Größenverhältnisse untereinander sind nicht als maßstabsgerecht anzusehen, vielmehr können einzelne Elemente, wie zum Beispiel Schichten, Bauteile, Bauelemente und Bereiche, zur besseren Darstellbarkeit und/oder zum besseren Verständnis übertrieben groß dargestellt sein.
In 1 ist ein Ausführungsbeispiel für ein organisches Licht emittierendes Bauelement gezeigt. Dieses weist ein Substrat 10, eine erste Elektrode 20, einen ersten organischen funktionellen Schichtenstapel 30, einen Ladungsträgererzeugungs-Schichtenstapel 40, einen zweiten organischen funktionellen Schichtenstapel 50, eine zweite Elektrode 60, eine Barrieredünnschicht 70 sowie eine Abdeckung 80 auf. Der erste organische funktionelle Schichtenstapel 30 umfasst eine Lochinjektionsschicht 31, eine erste Lochtransportschicht 32, eine erste Emissionsschicht 33 sowie eine Elektronentransportschicht 34. Der zweite organische funktionelle Schichtenstapel 50 umfasst eine zweite Lochtransportschicht 51, eine zweite Emissionsschicht 52, eine zweite Elektronentransportschicht 53 sowie eine Elektroneninjektionsschicht 54. Der Ladungsträgererzeugungs-Schichtenstapel 40 umfasst eine erste elektronentransportierende Schicht 41 und eine erste lochtransportierende Schicht 42.
Das Substrat 10 kann als Trägerelement dienen und beispielsweise aus Glas gebildet sein.
Das Bauelement in 1 kann in verschiedenen Ausführungsformen als Top- oder Bottom-Emitter eingerichtet sein. Weiterhin kann es auch als Top- und Bottom-Emitter eingerichtet sein, und somit ein optisch transparentes Bauelement, beispielsweise eine transparente organische Leuchtdiode sein.
Die erste Elektrode 20 ist als Anode ausgebildet und kann als Material beispielsweise ITO aufweisen. Wenn das Bauelement als Bottom-Emitter ausgebildet sein soll, sind Substrat 10 und erste Elektrode 20 transluzent. Für den Fall, dass das Bauelement als Top-Emitter ausgebildet sein soll, kann die erste Elektrode 20 bevorzugt auch reflektierend ausgebildet sein. Die zweite Elektrode 60 ist als Kathode ausgebildet und kann beispielsweise ein Metall, oder ein TCO aufweisen. Auch die zweite Elektrode 60 kann transluzent ausgebildet sein, wenn das Bauelement als Top-Emitter ausgebildet ist.
Die Barrieredünnschicht 70 schützt die organischen Schichten vor schädigenden Materialien aus der Umgebung wie beispielsweise Feuchtigkeit und/oder Sauerstoff und/oder anderen korrosiven Substanzen wie etwa Schwefelwasserstoff. Dazu kann die Barrieredünnschicht 70 eine oder mehrere dünne Schichten aufweisen, die beispielsweise mittels eines Atomlagenabscheideverfahrens aufgebracht sind und die beispielsweise eines oder mehrere der Materialien Aluminiumoxid, Zinkoxid, Zirkoniumoxid, Titanoxid, Hafniumoxid, Lanthanoxid und Tantaloxid aufweisen. Die Barrieredünnschicht 70 weist weiterhin einen mechanischen Schutz in Form der Verkapselung 80 auf, die beispielsweise als Kunststoffschicht und/oder als auflaminierte Glasschicht ausgebildet ist, wodurch beispielsweise ein Kratzschutz erreicht werden kann.
Die Emissionsschichten 33 und 52 weisen beispielsweise ein im allgemeinen Teil genanntes elektrolumineszierendes Material auf. Diese können entweder gleich oder verschieden ausgewählt sein. Weiterhin können Ladungsträgerblockierschichten (hier nicht gezeigt) vorgesehen sein, zwischen denen die organischen Licht emittierenden Emissionsschichten 33 und 52 angeordnet sind.
Beispielsweise kann als Ladungsträgerblockierschicht eine Löcherblockierschicht vorhanden sein, die 2,2',2''-(1,3,5-Benzinetriyl)-tris(1-phenyl-1-H-benzimidazol) umfasst. Weiterhin kann als Ladungsträgerblockierschicht eine Elektronenblockierschicht vorhanden sein, die beispielsweise NPB (N,N'-Bis(naphthalen-1-yl)-N,N'-bis(phenyl)-benzidin) umfasst.
Materialien für die Lochtransportschichten 32 und 51, für die Lochinjektionsschicht 31, für die Elektronentransportschichten 34 und 53 sowie für die Elektroneninjektionsschicht 54 können aus bekannten Materialien ausgewählt werden. Beispielsweise kann für die Lochtransportschichten 32 und 51 NPB (N,N'-Bis(naphthalen-1-yl)-N,N'-bis(phenyl)-benzidin) verwendet werden.
Weiterhin können für die Elektronentransportschichten 34 und 53 beispielsweise 2,2',2''-(1,3,5-Benzinetriyl)-tris(1-phenyl-1-H-benzimidazol) verwendet werden.
Der Ladungsträgererzeugungs-Schichtenstapel 40 enthält in dem Ausführungsbeispiel eine erste elektronentransportierende Schicht 41, die aus einem ersten elektronentransportierenden Matrixmaterial folgender Formel
und einem ersten n-Dotierstoff folgender Formel
hergestellt ist und eine Dicke von 100 nm aufweist. Es ist auch möglich, dass die Oxetangruppen über eine Hexylgruppe angebunden sind. Die erste elektronentransportierende Schicht wurde wie folgt hergestellt:

– Aufbringen einer Lösung des ersten elektronentransportierenden Matrixmaterials und des n-Dotierstoffs auf den ersten organischen funktionellen Schichtenstapel 30 in einem organischen Lösungsmittel.
– Vernetzung des ersten elektronentransportierenden Matrixmaterials mit dem ersten n-Dotierstoff über die Oxetangruppen mit NO⁺SbF₆ ^– als Vernetzungsinitiator.

Die erste lochtransportierende Schicht 42 wurde wie folgt hergestellt:

– Aufbringen einer Lösung des ersten lochtransportierenden Matrixmaterials und des ersten p-Dotierstoffs auf der ersten elektronentransportierenden Schicht 41 in einem organischen Lösungsmittel. Das erste lochtransportierende Matrixmaterial weist folgende Formel auf:

Der erste p-Dotierstoff ist ein Oxetan-funktionalisiertes Kupferbenzoat. Es ist auch möglich, dass die Oxetangruppen, das Iodonium- oder Sulfoniumsalz als Vernetzungsinitiator über eine Hexylgruppe angebunden sind.

– Vernetzung des ersten lochtransportierenden Matrixmaterials mit dem ersten p-Dotierstoff über die Oxetangruppen mit NO⁺SbF₆ ^– als Vernetzungsinitiator.

Die erste elektronentransportierende Schicht 41 des Ladungsträgererzeugungs-Schichtenstapels 40 kann alternativ aus einem zweiten elektronentransportierendes Matrixmaterial und einem zweiten n-Dotierstoff, wie 2,9-Dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthrolin (BCP) und Cs₂CO₃ bestehen oder die erste lochtransportierende Schicht kann alternativ aus einem zweiten lochtransportierenden Matrixmaterial und einem zweiten p-Dotierstoff bestehen. Der zweite p-Dotierstoff kann VO_x sein und das zweite lochtransportierende Matrixmaterial kann folgende Formel aufweisen:
Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele auf diese beschränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist.

Claims

Organisches Licht emittierendes Bauelement aufweisend eine erste Elektrode (20), einen ersten organischen funktionellen Schichtenstapel (30) auf der ersten Elektrode (20), einen Ladungsträgererzeugungs-Schichtenstapel (40) auf dem ersten organischen funktionellen Schichtenstapel (30), einen zweiten organischen funktionellen Schichtenstapel (50) auf dem Ladungsträgererzeugungs-Schichtenstapel (40), und eine zweite Elektrode (60) auf dem zweiten organischen funktionellen Schichtenstapel (50), wobei der Ladungsträgererzeugungs-Schichtenstapel (40) zumindest eine erste elektronentransportierende Schicht (41) und eine erste lochtransportierende Schicht (42) aufweist, wobei – die erste elektronentransportierende Schicht (41) ein erstes elektronentransportierendes Matrixmaterial und einen ersten n-Dotierstoff umfasst und der erste n-Dotierstoff an das erste elektronentransportierende Matrixmaterial kovalent gebunden ist und/oder – die erste lochtransportierende Schicht (42) ein erstes lochtransportierendes Matrixmaterial und einen ersten p-Dotierstoff umfasst und der erste p-Dotierstoff an das erste lochtransportierende Matrixmaterial kovalent gebunden ist.
Organisches Licht emittierendes Bauelement nach Anspruch 1, wobei die erste elektronentransportierende Schicht (41) durch die Vernetzung des ersten elektronentransportierenden Matrixmaterials und des ersten n-Dotierstoffs hergestellt ist und/oder – die erste lochtransportierende Schicht (42) durch die Vernetzung des ersten lochtransportierenden Matrixmaterials und des ersten p-Dotierstoffs hergestellt ist.
Organisches Licht emittierendes Bauelement nach Anspruch 2, wobei die erste elektronentransportierende Schicht (41) durch die Vernetzung des ersten elektronentransportierenden Matrixmaterials und des ersten n-Dotierstoffs, der zumindest eine funktionelle Gruppe aufweist, die aus einer Gruppe ausgewählt ist, die Oxetan-, Epoxid- und Acrylgruppen umfasst, hergestellt ist.
Organisches Licht emittierendes Bauelement nach Anspruch 2 oder 3, wobei die erste lochtransportierende Schicht (42) durch die Vernetzung des ersten lochtransportierenden Matrixmaterials und des ersten p-Dotierstoffs, der zumindest eine funktionelle Gruppe aufweist, die aus einer Gruppe ausgewählt ist, die Oxetan-, Epoxid- und Acrylgruppen umfasst, hergestellt ist.
Verfahren zur Herstellung eines organischen Licht emittierenden Bauelements mit den Verfahrensschritten A) Ausbilden eines ersten organischen funktionellen Schichtenstapels (30) auf einer ersten Elektrode (20), B) Ausbilden eines Ladungsträgererzeugungs-Schichtenstapels (40) auf dem ersten organischen funktionellen Schichtenstapel (30), C) Ausbilden eines zweiten organischen funktionellen Schichtenstapels (50) auf dem Ladungsträgererzeugungs-Schichtenstapel (40), D) Anordnen einer zweiten Elektrode auf dem zweiten organischen funktionellen Schichtenstapel (60), wobei der Verfahrensschritt B) die folgenden Verfahrensschritte umfasst: B1) Ausbilden einer ersten elektronentransportierenden Schicht (41) und B2) Ausbilden einer ersten lochtransportierenden Schicht (42), wobei – Verfahrensschritt B1) folgende Verfahrensschritte umfasst: B11) Aufbringen eines ersten elektronentransportierenden Matrixmaterials und eines ersten n-Dotierstoffs auf dem ersten organischen funktionellen Schichtenstapel (30) und B13) Vernetzen des ersten n-Dotierstoffs mit dem ersten elektronentransportierenden Matrixmaterial, und/oder wobei – Verfahrenschritt B2) folgende Verfahrensschritte umfasst: B21) Aufbringen eines ersten lochtransportierenden Matrixmaterials und eines ersten p-Dotierstoffs auf dem ersten organischen funktionellen Schichtenstapel (30) und B23) Vernetzen des ersten p-Dotierstoffs mit dem ersten lochtransportierenden Matrixmaterial.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei der erste n-Dotierstoff und das erste elektronentransportierende Matrixmaterial zumindest eine funktionelle Gruppe aufweisen, die aus einer Gruppe ausgewählt ist, die Oxetan-, Epoxid- und Acrylgruppen umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 6, wobei der erste p-Dotierstoff und das erste lochtransportierende Matrixmaterial zumindest eine funktionelle Gruppe aufweisen, die aus einer Gruppe ausgewählt ist, die Oxetan-, Epoxid- und Acrylgruppen umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei das Vernetzen des ersten n-Dotierstoffs mit dem ersten elektronentransportierenden Matrixmaterial in Verfahrensschritt B13) und/oder das Vernetzen des ersten p-Dotierstoffs mit dem ersten lochtransportierenden Matrixmaterial in Verfahrensschritt B23) durch einen Vernetzungsinitiator initiiert wird und der Vernetzungsinitiator aus einer Gruppe ausgewählt ist, die Stickoxidgase, Iodonium-, Sulfonium- und Nitrosoniumsalze umfasst.
Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei das Iodonium- oder Sulfoniumsalz an das erste elektronentransportierende Matrixmaterial und/oder das erste lochtransportierende Material gebunden ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 9, wobei nach Verfahrensschritt B11) folgender Verfahrensschritt stattfindet: B12) Temperaturerhöhung oder UV-Bestrahlung des ersten elektronentransportierenden Matrixmaterials und des ersten n-Dotierstoffs und/oder nach Verfahrensschritt B21) folgender Verfahrensschritt stattfindet: B22) Temperaturerhöhung oder UV-Bestrahlung des ersten lochtransportierenden Matrixmaterials und des ersten p-Dotierstoffs.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 10, wobei der erste n-Dotierstoff ein Cäsiumsalz ist, das zumindest eine funktionelle Gruppe aufweist, die aus einer Gruppe ausgewählt ist, die Oxetan-, Epoxid- und Acrylgruppen umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 11, wobei in Verfahrensschritt B11) das erste elektronentransportierende Matrixmaterial und der erste n-Dotierstoff aus der Gasphase aufgebracht werden und/oder wobei in Verfahrensschritt B21) das erste lochtransportierenden Matrixmaterial und der erste p-Dotierstoff aus der Gasphase aufgebracht werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 11, wobei in Verfahrensschritt B11) das erste elektronentransportierende Matrixmaterial und der erste n-Dotierstoff aus einer Lösung aufgebracht werden und/oder wobei in Verfahrensschritt B21) das erste lochtransportierenden Matrixmaterial und der erste p-Dotierstoff aus einer Lösung aufgebracht werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 13, wobei die zumindest eine Oxetan-, Epoxid- oder Acrylgruppe an den ersten n-Dotierstoff und das erste elektronentransportierende Matrixmaterial und/oder an den ersten p-Dotierstoff und das erste lochtransportierende Matrixmaterial über eine Alkylgruppe angebunden ist.
Verfahren dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Alkylgruppe aus einer Gruppe ausgewählt ist, die Butyl-, Pentyl-, Hexyl- und Heptylgruppen umfasst.