DE102015108826B4

DE102015108826B4 - Organisches lichtemittierendes Bauelement und Verfahren zur Herstellung eines organisch lichtemittierenden Bauelements

Info

Publication number: DE102015108826B4
Application number: DE102015108826.6A
Authority: DE
Inventors: Ulrich Niedermeier; Dominik Pentlehner; Andreas Rausch; Daniel Riedel; Carola Diez
Original assignee: Pictiva Displays International Ltd
Current assignee: Pictiva Displays International Ltd
Priority date: 2015-06-03
Filing date: 2015-06-03
Publication date: 2025-08-21
Anticipated expiration: 2035-06-04
Also published as: DE102015108826A1; WO2016193256A1

Abstract

Organisches lichtemittierendes Bauelement (100) mit einem organischen funktionellen Schichtenstapel (9) zwischen zwei Elektroden (2, 8),
- wobei der organische funktionelle Schichtenstapel (9) zumindest zwei organische lichtemittierende Schichten (4, 6) und zumindest eine Ladungsträgererzeugungsschicht (5) aufweist, die zwischen den zwei organischen lichtemittierenden Schichten (4, 6) angeordnet ist,
- wobei die Ladungsträgererzeugungsschicht (5) eine elektronenleitende und lochleitende organische Schicht (51, 53) aufweist, zwischen denen eine Zwischenschicht (52) angeordnet ist,
- wobei die Zwischenschicht (52) ein Verbindungsmaterial (11) umfasst, das in der Zwischenschicht (52) ausgerichtet ist,
- wobei Moleküle des Verbindungsmaterials (11) jeweils zumindest ein Übergangsdipolmoment (13) für das von dem Bauelement emittierte Licht aufweisen, wobei gilt: <cos²θ> größer 1/3, so dass Absorption des von dem Bauelement emittierten Lichts in der Zwischenschicht (52) vermindert ist, wobei θ der Winkel zwischen dem jeweiligen Übergangsdipolmoment (13) der Moleküle des Verbindungsmaterials (11) und einer Schichtnormalen (N) ist.

Description

Es wird ein organisches lichtemittierendes Bauelement angegeben. Ferner wird ein Verfahren zur Herstellung eines organischen lichtemittierenden Bauelements angegeben.
Die folgenden Druckschriften betreffen organische lichtemittierende Baudelemente: DE 10 2012 203 583 A1 , DE 11 2012 001 504 T5 , DE 10 2013 013 129 A1 .
Eine zu lösende Aufgabe besteht darin, ein organisches lichtemittierendes Bauelement anzugeben, das Absorptionsverluste verringert und damit die Effizienz des Bauelements steigert.
Das organische lichtemittierende Bauelement weist einen organisch funktionellen Schichtenstapel auf. Der organische funktionelle Schichtenstapel ist zwischen zwei Elektroden angeordnet. Der organische funktionelle Schichtenstapel weist zumindest zwei organische lichtemittierende Schichten und zumindest eine Ladungsträgererzeugungsschicht auf. Die Ladungsträgererzeugungsschicht ist zwischen den zwei organischen lichtemittierenden Schichten angeordnet. Die Ladungsträgererzeugungsschicht weist eine lochleitende und elektronenleitende organische Schicht, insbesondere eine p- und eine n-dotierte organische Schicht auf. Zwischen der lochleitenden und elektronenleitenden organischen Schicht, insbesondere der p- und n-dotierten organischen Schicht ist eine Zwischenschicht angeordnet. Die Zwischenschicht weist ein Verbindungsmaterial auf oder besteht aus diesem Verbindungsmaterial. Das Verbindungsmaterial ist in der Zwischenschicht orientiert oder ausgerichtet. Das Verbindungsmaterial weist Moleküle auf. Die Moleküle weisen jeweils zumindest ein Übergangsdipolmoment für das von dem Bauelement emittierte Licht auf. Insbesondere gilt: <cos²θ> größer 1/3, so dass Absorption des von dem Bauelement emittierten Lichts in der Zwischenschicht vermindert wird, wobei θ der Winkel zwischen dem jeweiligen Übergangsdipolmoment der Moleküle des Verbindungsmaterials und einer Schichtnormalen N ist. Insbesondere sind die Übergangsdipolmomente parallel zur Schichtnormalen N mit einer maximalen Abweichung von +/- 89° oder +/- 45° von dieser parallelen Ausrichtung angeordnet.
Als Maß für die Orientierung von Molekülen kann der Orientierungsfaktor K_θ = <cos²θ> verwendet werden. Zum Begriff Orientierungsfaktor wird insbesondere verwiesen auf: IUPAC. Compendium of Chemical Terminology, PAC, 2007, 79, 293 (Glossary of terms used in photochemistry, third edition (IUPAC Recommendations 2006), auf Seite 371, DOI: 10.1351/goldbook.MT07422. Der Offenbarungsgehalt des Dokuments wird durch Rückbezug aufgenommen.
Die Übergangsdipolmomente der Moleküle des Verbindungsmaterials weisen vorzugsweise in der Summe eine anisotrope Ausrichtung auf, bedeutet insbesondere, dass der Orientierungsfaktor K_θ ungleich 1/3 ist. Ist insbesondere <cos²θ>größer 1/3, so ist das Übergangsdipolmoment bevorzugt entlang der Schichtnormalen N ausgerichtet. Der Winkel θ ist der Winkel zwischen dem jeweiligen Übergangsdipolmoment der Moleküle des Verbindungsmaterials und der Schichtnormalen N, wobei die Schichtnormale N senkrecht zur Zwischenschicht angeordnet ist. Der Orientierungsfaktor K_θ ist über alle Moleküle gemittelt. Insbesondere ist <cos²θ> größer als 0,4; 0,5; 0,6; 0,7; 0,8; 0,9 oder 0,95 oder gleich 1. Je größer K_θ ist, desto kleiner ist die Absorptionswahrscheinlichkeit. Damit wird ein organisch lichtemittierendes Bauelement mit einer Zwischenschicht bereitgestellt, die die Absorption des von dem Bauelement emittierten Lichts durch Ausrichten der Moleküle des Verbindungsmaterials verringert. Die Effizienz des Bauelements wird bei gleichbleibend hoher Stabilität der Zwischenschicht gesteigert. Die Morphologie der organischen Schichten, insbesondere der Zwischenschicht, trägt ferner zur Steigerung der Effizienz und Stabilität des Bauelements bei.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist das organische lichtemittierende Bauelement eine organische lichtemittierende Diode (OLED). Das organische lichtemittierende Bauelement weist zumindest zwei organische lichtemittierende Schichten auf. Diese organischen lichtemittierenden Schichten können vertikal gestapelt sein. Damit kann durch die Verwendung mehrerer vertikal gestapelter organischer lichtemittierender Schichten eine höhere Effizienz erreicht werden. Die übereinandergestapelten organischen lichtemittierenden Schichten sind durch eine Ladungsträgererzeugungsschicht (CGL: „Charge Generation Layer“) räumlich getrennt. Dadurch kann es möglich sein, pro Ladungsträgerpaar, das in einem solchen Stapel injiziert wird, mehrere Photonen zu erzeugen, da die Ladungsträgererzeugungsschichten wie interne Anoden und Kathoden wirken.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist das organische lichtemittierende Bauelement einen organischen funktionellen Schichtenstapel auf.
Der organische funktionelle Schichtenstapel kann Schichten mit organischen Polymeren, organischen Oligomeren, organischen Monomeren, organischen kleinen, nicht-polymeren Molekülen („small molecules“) oder Kombinationen daraus aufweisen. Der organische funktionelle Schichtenstapel kann zusätzlich zu den zumindest zwei organischen lichtemittierenden Schichten zumindest eine funktionelle Schicht aufweisen, die als Lochtransportschicht ausgeführt ist, um eine effektive Löcherinjektion in zumindest eine der lichtemittierenden Schichten zu ermöglichen. Als Materialien für eine Lochtransportschicht können sich beispielsweise tertiäre Amine, Carbazolderivate, mit Camphersulfonsäure dotiertes Polyanilin oder mit Polystyrolsulfonsäure dotiertes Polyethylendioxythiophen als vorteilhaft erweisen. Der organische funktionelle Schichtenstapel kann weiterhin zumindest eine funktionelle Schicht aufweisen, die als Elektronentransportschicht ausgebildet ist. Allgemein kann der organische funktionelle Schichtenstapel zusätzlich zu den zumindest zwei organischen lichtemittierenden Schichten eine Mehrzahl von organischen funktionellen Schichten aufweisen, die ausgewählt sind aus Lochinjektionsschichten, Lochtransportschichten, Elektroneninjektionsschichten, Elektronentransportschichten, Lochblockierschichten und Elektronenblockierschichten.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist ein organisches lichtemittierendes Bauelement zumindest zwei Elektroden auf, zwischen denen ein organisch funktioneller Schichtenstapel angeordnet ist.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist zumindest eine der Elektroden transparent ausgebildet. Mit transparent wird hier und im Folgenden eine Schicht bezeichnet, die durchlässig für sichtbares Licht ist. Dabei kann die transparente Schicht klar durchscheinend oder zumindest teilweise lichtstreuend und/oder teilweise lichtabsorbierend sein, sodass die transparente Schicht beispielsweise auch diffus oder milchig durchscheinend sein kann. Besonders bevorzugt ist eine hier als transparent bezeichnete Schicht möglichst lichtdurchlässig, sodass insbesondere die Absorption von im Betrieb des Bauelements im organischen funktionellen Schichtenstapel erzeugtem Licht so gering wie möglich ist.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind beide Elektroden transparent ausgebildet. Damit kann das in den zumindest zwei lichtemittierenden Schichten erzeugte Licht in beide Richtungen, also durch beide Elektroden hindurch, abgestrahlt werden. Für den Fall, dass das organische lichtemittierende Bauelement ein Substrat aufweist, bedeutet dies, dass Licht sowohl durch das Substrat hindurch, das dann ebenfalls transparent ausgebildet ist, als auch in die vom Substrat abgewandte Richtung abgestrahlt werden kann. Weiterhin können in diesem Fall alle Schichten des organischen lichtemittierenden Bauelements transparent ausgebildet sein, sodass das organische lichtemittierende Bauelement eine transparente OLED bildet. Darüber hinaus kann es auch möglich sein, dass eine der beiden Elektroden, zwischen denen der organische funktionelle Schichtenstapel angeordnet ist, nicht transparent und vorzugsweise reflektierend ausgewählt ist, sodass das in den zumindest zwei lichtemittierenden Schichten zwischen den beiden Elektroden erzeugte Licht nur in eine Richtung durch die transparente Elektrode abgestrahlt werden kann. Ist die auf dem Substrat angeordnete Elektrode transparent und ist auch das Substrat transparent ausgebildet, so spricht man auch von einem sogenannten Bottom-Emitter, während man im Fall, dass die dem Substrat abgewandt angeordnete Elektrode transparent ausgebildet ist, von einem sogenannten Top-Emitter spricht.
Als Material für eine transparente Elektrode kann beispielsweise ein transparentes leitendes Oxid verwendet werden. Transparente leitende Oxide (TCO: „transparent conductive oxide“) sind transparente, leitende Materialien, in der Regel Metalloxide wie beispielsweise Zinkoxid, Zinnoxid, Cadmiumoxid, Titanoxid, Indiumoxid, Indiumzinnoxid (ITO) oder Aluminiumzinkoxid (AZO). 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.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist das organische lichtemittierende Bauelement ein Substrat auf. Insbesondere ist eine der zwei Elektroden auf dem Substrat angeordnet. Das Substrat kann beispielsweise eines oder mehrere Materialien in Form einer Schicht, einer Platte, einer Folie oder einem Laminat aufweisen, die ausgewählt sind aus Glas, Quarz, Kunststoff, Metall, Siliziumwafer. Insbesondere weist das Substrat Glas auf oder besteht daraus.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist das organische lichtemittierende Bauelement eine Ladungsträgererzeugungsschicht auf. Die Ladungsträgererzeugungsschicht ist zwischen den zwei organischen lichtemittierenden Schichten angeordnet. Mit einer Ladungsträgererzeugungsschicht wird hier und im Folgenden eine Schichtenfolge beschrieben, die im Allgemeinen durch einen pn-Übergang gebildet wird. Die Ladungsträgererzeugungsschicht, die auch als sogenannte „Charge Generation Layer“ (CGL) bezeichnet werden kann, ist insbesondere als einen Tunnelübergang bildenden pn-Übergang ausgebildet, der in Rückwärtsrichtung betrieben wird und der zu einer effektiven Ladungstrennung und damit zur Erzeugung von Ladungsträgern eingesetzt werden kann. Die Ladungsträgererzeugungsschicht verbindet zumindest die zwei organischen lichtemittierenden Schichten miteinander. Damit kann die Stabilität des Bauelements erhöht werden.
Die Ladungsträgererzeugungsschicht kann aus isolierenden Materialien, beispielsweise Aluminiumoxid geformt sein. In diesem Fall stellt die Ladungsträgererzeugungsschicht eine Tunnelbarriere für die Ladungsträger dar. Gleichzeitig trennt die Ladungsträgererzeugungsschicht die lochleitenden und elektronenleitenden organischen Schichten, insbesondere die p- und n-dotierten organischen Schichten, die sonst möglicherweise an der Grenzfläche miteinander reagieren und dadurch ihre Funktion im Bauelement verlieren würden. Dadurch wird die Stabilität des Bauelements erhöht.
Zusätzlich können andere Materialien, beispielsweise Phthalocyanine, Bestandteil der Ladungsträgererzeugungsschicht sein. Phthalocyanine weisen Zwischenzustände auf, die die Tunnelwahrscheinlichkeit erhöhen. Die Ladungsträger können sich zwischen der lochleitenden und elektronenleitenden organischen Schicht, insbesondere der p- und n-dotierten organischen Schicht durch den sogenannten Hoppingmechanismus von Zwischenzustand zu Zwischenzustand der Phthalocyanine bewegen. Dadurch ist der Ladungstransport nicht nur durch Tunneln, sondern auch durch Hopping möglich. Dadurch kann die Effizienz des Bauelements erhöht werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die Ladungsträgererzeugungsschicht eine lochleitende und elektronenleitende organische Schicht, insbesondere eine p- und n-dotierte organische Schicht auf. Mit p- und/oder n-dotierte organische Schicht ist hier und im Folgenden gemeint, dass die organische Schicht mit einem weiteren Ladungsträgertyp dotiert ist, der von der organischen Schicht verschieden ist. p-dotiert meint hier, dass die organische Schicht elektronenleitend ist. n-dotierend meint hier, dass die organische Schicht löcherleitend ist. Als Materialien für eine lochleitende und elektronenleitende organische Schicht, insbesondere eine p- und/oder n-dotierte organische Schicht eignen sich jegliche Materialien, die elektronenleitend und/oder löcherleitend sind.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die Ladungsträgererzeugungsschicht zwischen der lochleitenden und elektronenleitenden organischen Schicht, insbesondere der p- und n-dotierten organischen Schicht eine Zwischenschicht auf. Insbesondere sind die lochleitende und elektronenleitende organische Schicht, insbesondere die p- und n-dotierte organische Schicht über diese Zwischenschicht miteinander verbunden. Dies bedeutet, dass die Zwischenschicht in direktem Kontakt jeweils zur lochleitenden und elektronenleitenden organischen Schicht, insbesondere p- und n-dotierten organischen Schicht angeordnet ist.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die Zwischenschicht ein Verbindungsmaterial auf. Insbesondere ist die Zwischenschicht aus dem Verbindungsmaterial gebildet, also besteht aus dem Verbindungsmaterial. Das Verbindungsmaterial ist in der Zwischenschicht orientiert oder ausgerichtet. Mit orientiert oder ausgerichtet ist hier und im Folgenden gemeint, dass das Verbindungsmaterial und/oder die Moleküle des Verbindungsmaterials und/oder das Übergangsdipolmoment der Moleküle eine Vorzugsrichtung in der Zwischenschicht einnehmen. Das Verbindungsmaterial weist Moleküle auf. Die Moleküle weisen ein Übergangsdipolmoment, insbesondere mehrere Übergangsdipolmomente, auf. Die Moleküle weisen zumindest ein Übergangsdipolmoment für das von dem Bauelement emittierte und/oder erzeugte Licht auf. Insbesondere sind die Übergangsdipolmomente parallel zur Schichtnormalen angeordnet. Die Übergangsdipolmomente der Moleküle können alternativ oder zusätzlich eine Abweichung von bis zu +/- 89°, beispielsweise +/- 85°, 80°, 70°, 60°, 50°, 40°, 35°, 30°, 25°, 20°, 15°, 10° oder 5° von dieser parallelen Ausrichtung angeordnet sein. Insbesondere weisen im Mittel alle Übergangsdipolmomente der Moleküle eine parallele Anordnung +/- 45° zur Schichtnormalen auf. Schichtnormale bezeichnet hier und im Folgenden eine Vorzugsrichtung, die senkrecht zur Zwischenschicht angeordnet ist. Insbesondere ist <cos²θ> größer als 0,4; 0,5; 0,6; 0,7; 0,8; 0,9 oder 0,95 oder gleich 1.
Das Übergangsdipolmoment hat eine feste Richtung im Koordinatensystem des Verbindungsmaterials (Molekülkoordinatensystem). Dies bedeutet insbesondere, dass durch Ausrichten des Verbindungsmaterials in der Zwischenschicht, also im Raum, auch sein Übergangsdipolmoment ausgerichtet wird.
Zum Begriff Übergangsdipolmoment, englisch transition dipole moment, wird insbesondere verwiesen auf: "IUPAC. Compendium of Chemical Terminology, Second Edition (The „Gold Book"), 1997 beziehungsweise IUPAC. Compendium of Chemical Terminology, PAC, 2007, 79, 293 (Glossary of terms used in photochemistry, third edition (IUPAC Recommendations 2006)) auf Seite 434, DOI: 10.1351/goldbook.T06460. Der Offenbarungsgehalt der Dokumente wird durch Rückbezug aufgenommen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weisen alle Moleküle des Verbindungsmaterials ein Übergangsdipolmoment auf, das eine parallele Ausrichtung zur Schichtnormalen mit einer maximalen Abweichung von +/- 45° von dieser parallelen Ausrichtung, beispielsweise 30°, angeordnet sind.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weisen mindestens 50 % oder 60 % oder 70 % oder 80 % oder 90 % oder 95 % aller Moleküle des Verbindungsmaterials ein Übergangsdipolmoment auf, das parallel zur Schichtnormalen N mit einer maximalen Abweichung von +/- 45° von dieser parallelen Ausrichtung angeordnet ist. Insbesondere ist <cos²θ> größer als 0,4; 0,5; 0,6; 0,7; 0,8; 0,9 oder 0,95 oder gleich 1.
Die Übergangsdipolmomente weisen in der Zwischenschicht eine bestimmte Orientierung auf. Dies ist deshalb relevant, weil der Absorptions- und/oder Emissionsprozess ein Dipolübergang ist. Durch die Anordnung der Übergangsdipolmomente der Moleküle in eine parallele Anordnung mit einer maximalen Abweichung von +/- 85° oder 45° zur Schichtnormalen kann die Absorption des von dem Bauelement emittierten Lichts in der Zwischenschicht vermindert werden im Vergleich zu einem Bauelement, das Übergangsdipolmomente senkrecht zur Schichtnormalen aufweist.
Die Zwischenschicht des erfindungsgemäßen Bauelements absorbiert weniger Licht, das von dem Bauelement erzeugt wird. Damit kann mehr Licht aus dem Bauelement emittiert werden, sodass die Effizienz der Lichtauskopplung aus dem organischen lichtemittierenden Bauelement gesteigert werden kann.
Isotrop orientiertes Verbindungsmaterial kann aufgrund von Zwischenzuständen das von dem Bauelement erzeugte Licht absorbieren. Durch die Orientierung des Verbindungsmaterials in der Zwischenschicht kann die Absorption verringert werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die Ladungsträgererzeugungsschicht zusätzlich eine Metallschicht auf. Die Metallschicht weist eine Oberfläche auf. Insbesondere ist die Metallschicht mit einer an der Oberfläche abgewandten Seite direkt an der lochleitenden und/oder elektronenleitenden organischen Schicht, insbesondere p- und/oder n-dotierten organischen Schicht der Ladungsträgererzeugungsschicht angeordnet. Die Oberfläche der Metallschicht kann an der Zwischenschicht angrenzen. Insbesondere ist die Metallschicht direkt an der Zwischenschicht angeordnet. Die Zwischenschicht, welche das Verbindungsmaterial aufweist, ist dabei insbesondere kovalent an die Oberfläche der Metallschicht gebunden. Das Verbindungsmaterial bildet eine selbstorganisierende Monoschicht (SAM). Die Übergangsdipolmomente der Moleküle des Verbindungsmaterials sind parallel zur Schichtnormalen N mit einer maximalen Abweichung von +/- 50°, 45°, 30°, 20°, 15° oder 10° von dieser parallelen Ausrichtung angeordnet. Durch die Ausrichtung der Moleküle des Verbindungsmaterials können Absorptionsverluste verringert werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die Metallschicht ein Metall auf oder besteht aus dem Metall, welches aus einer Gruppe ausgewählt ist, das Kupfer, Silber, Gold und Aluminium umfasst. Insbesondere ist die Metallschicht eine dünne Schicht, beispielsweise mit einer Dicke von größer oder gleich 0,1 nm und kleiner oder gleich 5 nm. Insbesondere weist die Metallschicht eine Schichtdicke von kleiner als 1 nm, beispielsweise 0,4 oder 0,8 nm, auf.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die Metallschicht aus einem Metall ausgewählt, das Kupfer, Silber oder Gold umfasst, wobei die Metallschicht eine Schichtdicke kleiner als 1 nm aufweist und wobei das Verbindungsmaterial Schwefel umfasst und wobei der Schwefel mit der Oberfläche der Metallschicht kovalent über eine Metall-Schwefel-Bindung verbunden ist. Insbesondere ist die Metallschicht an die lochleitende und/oder elektronenleitende organische Schicht, insbesondere p- und/oder n-dotierte organische Schicht, direkt angeordnet. Das Verbindungsmaterial weist insbesondere eine schwefelhaltige funktionelle Gruppe, beispielsweise eine Thiol-Gruppe, auf.
Insbesondere ist die Metallschicht aus Gold geformt, wobei eine kovalente Gold-Schwefel-Bindung die Metallschicht und die Zwischenschicht verbindet. Damit kann die Haftung der beiden Schichten aneinander verbessert werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist das Verbindungsmaterial der Zwischenschicht als selbstorganisierte Monoschicht ausgeformt, sogenannte selfassembly monolayers oder SAMs. Zusätzlich zur kovalenten Bindung des Verbindungsmaterials zur Metallschicht kommt es zusätzlich in den SAMs zu einer lateralen Stabilisierung der Schicht durch nichtkovalente Wechselwirkung, wie der van-der-Wals-Wechselwirkung zwischen benachbarten Molekülen.
Als Materialien für das Verbindungsmaterial können übliche organische Materialien eingesetzt werden, beispielsweise Phthalocyanine. Die Materialien können konjugiert, also aromatisch, oder unkonjugiert, also nichtaromatisch, sein. Die Molekülkettenlänge des Materials kann unterschiedlich sein. Durch Verwendung eines Verbindungsmaterials, das unterschiedliche Molekülkettenlängen aufweist, kann eine Zwischenschicht erzeugt werden, die eine inhomogene Schichtdicke aufweist.
Die Phthalocyanine können mit Thiolgruppen substituiert sein. Aufgrund der molekularen Struktur der Phthalocyanine und der Hybridisierung der Phthalocyanine sind die Thiolgruppen stets in der Molekülebene des Verbindungsmaterials orientiert. Auch das Übergangsdipolmoment für das von dem Bauelement emittierte Licht ist ebenfalls in dieser Molekülebene orientiert. Insbesondere kann das Verbindungsmaterial mehrere Thiolgruppen aufweisen. Die Thiolgruppen fungieren hier als Ankergruppen, die an die Metallschicht kovalent anbinden. Insbesondere entsteht eine starke kovalente Bindung, wenn die Metallschicht eine Goldschicht ist.
Das Verbindungsmaterial kann eine symmetrische oder asymmetrische Molekülstruktur aufweisen. Mit asymmetrisch ist hier und im Folgenden gemeint, dass das Verbindungsmaterial aufgrund der Molekülstruktur ein permanentes elektrisches Dipolmoment aufweist. Symmetrisch bedeutet, dass das Molekül kein permanentes elektrisches Dipolmoment aufweist. Ein asymmetrisches Verbindungsmaterial kann beispielsweise durch einseitige Anbindung schwefelhaltiger Gruppen an Phthalocyaninen erzeugt werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist das Verbindungsmaterial ein substituiertes Phthalocyanin, ein substituierter Aromat, Octylphosphonsäure und/oder ein substituierter Heteroaromat.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist das Verbindungsmaterial ein mit Schwefel substituiertes Phthalocyanin, ein mit Schwefel substituierter Aromat und/oder ein mit Schwefel substituierter Heteroaromat.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist das Verbindungsmaterial ein mit Schwefel substituiertes Kupferphthalocyanin, ein mit Schwefel substituiertes Vanadylphthalocyanin oder ein mit Schwefel substituiertes Titanylphthalocyanin. Insbesondere weisen diese substituierten Phthalocyanine eine Thiolgruppe (SH-Gruppe) auf, die sich nach Aufbringen in das organische lichtemittierende Bauelement zu der Metall-Schwefel-Bindung umformt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird Octylphosphonsäure als Verbindungsmaterial verwendet. Octylphosphonsäure bildet insbesondere selbstorganisierende Monoschichten. Octylphosphonsäure kann aus der Gasphase abgeschieden werden.
Durch die Verwendung einer Metallschicht und eines Monoschichten erzeugenden Verbindungsmaterials in einer Ladungsträgererzeugungsschicht können die Absorptionsverluste im Bauelement reduziert und die Effizienz gesteigert werden. Gleichzeitig weisen diese Zwischenschichten eine hohe Stabilität aufgrund ihrer hochgeordneten Strukturen als SAMs auf.
Die Metallschichten können als Keimschichten verwendet werden. Die Metallschichten können gleichzeitig als Quelle für Ladungsträger in der Ladungsträgerzeugungsschicht verwendet werden, sodass gegebenenfalls auf eine Dotierung in der Ladungsträgererzeugungsschicht verzichtet werden kann.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die Ladungsträgererzeugungsschicht eine Schichtdicke zwischen 1 nm und 8 nm, insbesondere zwischen 4 nm und 5 nm, beispielsweise 5 nm auf. Die Zwischenschicht kann eine Schichtdicke zwischen 1 nm und 3 nm, beispielsweise 2 nm aufweisen. Insbesondere weist die Ladungsträgererzeugungsschicht eine Schichtdicke von kleiner 5 nm auf.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist das Verbindungsmaterial amphiphil. Die Moleküle des Verbindungsmaterials weisen jeweils ein permanentes Dipolmoment auf. Die permanenten Dipolmomente sind vorwiegend parallel zur Schichtnormalen N mit einer maximalen Abweichung von +/- 45°, 30°, 20° oder 15° von dieser parallelen Ausrichtung angeordnet. Insbesondere sind die Übergansdipolmomente vorwiegend parallel, insbesondere parallel, zum permanenten Dipolmoment angeordnet. Mit amphiphil wird hier und im Folgenden bezeichnet, dass das Verbindungsmaterial sowohl einen hydrophilen, also wasserliebenden, als auch einen hydrophoben, also wasserabweisenden oder lipophilen, Bereich aufweist. Dies bedeutet, dass diese Substanz sowohl in polaren als auch in unpolaren Lösungsmitteln gut löslich ist. Mit vorwiegend parallel ist hier gemeint, dass mehr als 50 %, 60 %, 70 %, 80 %, 90 % oder 95 % der Moleküle mit ihren permanenten Dipolmomenten eine parallele Ausrichtung zur Schichtnormalen und/oder zu den Übergansdipolmomente aufweisen. Insbesondere ist <cos²θ> größer als 1/3; 0,4; 0,5; 0,6; 0,7; 0,8; 0,9 oder 0,95 oder gleich 1.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist das Verbindungsmaterial amphiphil und die Moleküle des Verbindungsmaterials weisen jeweils ein permanentes Dipolmoment auf, wobei das permanente Dipolmoment vorwiegend parallel zur Schichtnormalen mit einer maximalen Abweichung von +/- 30° oder 45° von dieser parallelen Ausrichtung angeordnet ist.
Alternativ oder zusätzlich kann die lochleitende und/oder elektronenleitende organische Schicht, insbesondere p- und/oder n-dotierte organische Schicht eine hydrophile Oberfläche aufweisen. Hydrophil bedeutet hier, dass die Oberfläche polar ist. Das Verbindungsmaterial weist hydrophile und hydrophobe Bereiche auf. Der hydrophile Bereich des Verbindungsmaterials orientiert sich zur hydrophilen Oberfläche der lochleitenden und/oder elektronenleitenden organischen Schicht, insbesondere p- und/oder n-dotierten organischen Schicht. Der hydrophobe Bereich des Verbindungsmaterials wendet sich von der hydrophilen Oberfläche der lochleitenden und/oder elektronenleitenden organischen Schicht, insbesondere p- und/oder n-dotierten organischen Schicht ab. Mit anderen Worten wird durch die Verwendung von amphiphilen Verbindungsmaterialien in Zwischenschichten eine Orientierung der Zwischenschicht erzeugt. Durch die Ausrichtung der permanenten Dipolmomente vorwiegend parallel zur Schichtnormalen kann die Absorption minimiert werden und somit die Effizienz erhöht werden. Insbesondere sind das Übergangsdipolmoment und das permanente Dipolmoment eines Moleküls parallel zueinander angeordnet. Insbesondere sind hydrophile Oberflächen der lochleitenden und/oder elektronenleitenden organischen Schicht, insbesondere p- und/oder n-dotierten organischen Schicht Loch- oder Elektronenleiter.
Typische hydrophile Bereiche an Molekülen des Verbindungsmaterials können aus einer Gruppe ausgewählt sein, die Carboxylatgruppen, Hydroxyle, Amine, primäre Aminogruppen, Amidgruppen, Aldehydgruppen und Sulfogruppen umfasst. Hydrophile Oberflächen der lochleitenden und/oder elektronenleitenden organischen Schicht, insbesondere p- und/oder n-dotierten organischen Schicht können ebenfalls derartige Gruppen aufweisen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die lochleitende und/oder elektronenleitende organische Schicht, insbesondere p- und/oder n-dotierte organische Schicht eine hydrophobe Oberfläche auf. Die hydrophobe Oberfläche kann insbesondere aliphatisch gesättigte Radikale, Methylgruppen oder aromatische Kerne aufweisen. Das Verbindungsmaterial weist einen hydrophilen und hydrophoben Bereich auf. Der hydrophobe Bereich des Verbindungsmaterials orientiert sich dabei zur hydrophoben Oberfläche der lochleitenden und/oder elektronenleitenden organischen Schicht, insbesondere p- und/oder n-dotierten Schicht. Der hydrophile Bereich des Verbindungsmaterials orientiert sich weg von der hydrophoben Oberfläche der lochleitenden und/oder elektronenleitenden organische Schicht, insbesondere p- oder n-dotierten Schicht. Mit anderen Worten wendet sich der hydrophile Bereich des Verbindungsmaterials von der hydrophoben Oberfläche aufgrund der unterschiedlichen Polarität ab.
Durch die Verwendung von amphiphilen Verbindungsmaterialien als Zwischenschichten kann eine Orientierung des Verbindungsmaterials in der Zwischenschicht erzeugt werden. Die amphiphilen Moleküle organisieren sich selbst in der Schicht aufgrund von entropischen Effekten und ihrer Molekülstruktur. Diese Selbstorganisation des Verbindungsmaterials führt dazu, dass das Übergangsdipolmoment und/oder die permanenten Dipolmomente annähernd parallel mit einer maximalen Abweichung von +/- 45° von dieser parallelen Ausrichtung zur Schichtnormalen angeordnet sein kann. Damit können Absorptionsverluste verringert werden, da dieses Verbindungsmaterial aufgrund der Orientierung im Raum das von dem Bauelement emittierte Licht wenig absorbiert.
Es wird weiterhin ein Verfahren zur Herstellung eines organischen lichtemittierenden Bauelements angegeben. Insbesondere stellt das Verfahren das organische lichtemittierende Bauelement her. Dabei gelten die bisher beschriebenen Definitionen und Ausführungen für das organische lichtemittierende Bauelement auch für das Verfahren zur Herstellung eines organischen lichtemittierenden Bauelements.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist das Verfahren zur Herstellung eines organischen lichtemittierenden Bauelements folgende Verfahrensschritte auf:

A) Bereitstellen einer Elektrode,
B) Aufbringen einer organischen lichtemittierenden Schicht auf die Elektrode,
C) Aufbringen einer organischen Schicht auf die unter Schritt B) erzeugte organische lichtemittierende Schicht,
D) Aufbringen einer Zwischenschicht, die ein Verbindungsmaterial aufweist, das sich beim Aufbringen selbstorganisierend anordnet, wobei Moleküle des Verbindungsmaterials jeweils zumindest ein Übergangsdipolmoment für das von dem Bauelement emittierte Licht aufweisen, wobei gilt: <cos²Θ> größer 1/3, so dass Absorption des von dem Bauelement emittierten Lichts in der Zwischenschicht vermindert wird, wobei θ der Winkel zwischen dem jeweiligen Übergangsdipolmoment der Moleküle des Verbindungsmaterials und einer Schichtnormalen N ist,
E) Aufbringen einer weiteren organischen Schicht auf die Zwischenschicht,
F) Aufbringen einer weiteren organischen lichtemittierenden Schicht auf die weitere organische Schicht, und
G) Aufbringen einer weiteren Elektrode auf die unter Schritt F) erzeugte weitere organische lichtemittierende Schicht.

Insbesondere ist die im Schritt C) aufgebrachte organische Schicht eine lochleitende organische Schicht und die im Schritt E) aufgebrachte organische Schicht eine elektronenleitende organische Schicht oder die im Schritt C) aufgebrachte organische Schicht eine elektronenleitende organische Schicht und die im Schritt E) aufgebrachte organische Schicht eine lochleitende organische Schicht.
Dass eine Schicht auf oder über einer anderen Schicht angeordnet oder aufgebracht ist, kann dabei hier und im Folgenden bedeuten, dass die eine Schicht unmittelbar in direktem mechanischem und/oder elektrischem Kontakt auf die andere Schicht angeordnet ist. Weiterhin kann es auch bedeuten, dass die eine Schicht mittelbar über einer anderen Schicht angeordnet ist. Dabei können dann weitere Schichten zwischen der einen und der anderen Schicht angeordnet sein.
Dass eine Schicht zwischen zwei anderen Schichten angeordnet ist, kann hier und im Folgenden bedeuten, dass die eine Schicht unmittelbar in direktem mechanischem und/oder elektrischem Kontakt oder in mittelbarem Kontakt zu einer oder zwei anderen Schichten angeordnet ist. Dabei können bei mittelbarem Kontakt weitere Schichten zwischen der einen und zumindest einer der zwei anderen Schichten angeordnet sein.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform erfolgt vor Verfahrensschritt D) ein zusätzlicher Verfahrensschritt D1):

D1) Aufbringen einer Metallschicht aus Kupfer, Silber oder Gold auf die unter Schritt C) erzeugte organische Schicht mittels Vakuumverdampfung, wobei eine Metallschicht mit einer Schichtdicke von kleiner als 5 nm, insbesondere kleiner als 1 nm erzeugt wird.

Im anschließenden Schritt D) kann das Verbindungsmaterial auf die Metallschicht aufgebracht werden. Das Verbindungsmaterial kann Schwefel umfassen und bindet dann kovalent über eine Metall-Schwefel-Bindung an die Metallschicht, insbesondere an die Oberfläche der Metallschicht, beispielsweise Gold. Die Übergangsdipolmomente der Moleküle des Verbindungsmaterials können in dieser Zwischenschicht insbesondere eine parallele Anordnung zur Schichtnormalen mit einer maximalen Abweichung von +/- 30° von dieser parallelen Anordnung aufweisen. Insbesondere ist <cos²θ> größer als 1/3 oder größer als 0,8.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird die Zwischenschicht im Schritt D) aus der Flüssigphase hergestellt. Als Verfahren können Spincoating, Siebdruck, Inkjet, Gravurdruck oder Flexodruck verwendet werden. Dabei kann während der Herstellung eine orientierte Zwischenschicht erzeugt werden, ohne dass zusätzliche Prozessschritte notwendig sind. Dies spart Zeit und Kosten.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird die Zwischenschicht im Schritt D) aus der Gasphase erzeugt. Dies kann mittels Vakuumverdampfung erfolgen. Dabei kann während der Herstellung eine orientierte Zwischenschicht erzeugt werden, ohne dass zusätzliche Prozessschritte notwendig sind. Dies spart Zeit und Kosten.
Die Verfahren können je nach Viskosität, Lösungsmittel, Oberflächenenergie und/oder Benetzungseigenschaften des Verbindungsmaterials ausgewählt werden.
Es können auch zusätzliche Materialien in die Zwischenschicht eingemischt werden, um die Viskosität oder Oberflächenenergie anzupassen. Vor allem dienen dazu zusätzliche Lösungsmittel oder weitere Füllstoffe mit polaren und/oder unpolaren Gruppen und/oder anionische Tenside. Beispielsweise können Füllstoffe hinzugesetzt werden, welche funktionelle Gruppen aufweisen, welche ausgewählt sind aus: -COO (Carboxylat), - SO₃ (Sulfonat) oder -SO₄ (Sulfat).
Gemäß zumindest einer Ausführungsform erfolgt das Ausrichten des Verbindungsmaterials im Schritt D) bei niedrigen Temperaturen, beispielsweise Temperaturen kleiner als 50 °C. Bei derartigen niedrigen Temperaturen kann eine Ausrichtung mit externen Feldern nicht erzielt werden, daher wird hier erfindungsgemäß auf die Selbstorganisation der Moleküle des Verbindungsmaterials zurückgegriffen.
Die Erfinder haben erkannt, dass durch die Verwendung einer orientierten Zwischenschicht in der Ladungsträgererzeugungsschicht (Charge Generation Layer) ein organisches lichtemittierendes Bauelement bereitgestellt werden kann, was wenig absorbiert und damit die Effizienz des Bauelements gesteigert werden kann. Dies kann durch die Orientierung der Zwischenschicht mit amphiphilen Molekülen und/oder durch selbstorganisierende Monoschichten erzeugt werden. Das Verbindungsmaterial weist dann eine selbstorganisierende Struktur und damit eine hochorganisierte Struktur auf.
Ferner wird eine höhere Effizienz bei gleichbleibend hoher Bauelementstabilität gewährleistet, verglichen mit Ladungsträgererzeugungsschichten aus dem Stand der Technik. Ferner kann Einfluss auf die Morphologie genommen werden, um die Performance des Bauelements zu verbessern. Die Einflussnahme auf die Morphologie kann durch die Ausrichtung des Verbindungsmaterials erfolgen.
Ferner kann ein Bauelement bereitgestellt werden, das eine potentiell erhöhte Stabilität durch die gleichmäßige Ausrichtung der Moleküle in der Zwischenschicht erzeugt werden. Die Zwischenschicht kann homogen sein.
Weitere Vorteile, vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen ergeben sich aus den im Folgenden in Verbindung mit den Figuren beschriebenen Ausführungsbeispielen.
Es zeigen:

die 1 eine schematische Darstellung eines organischen lichtemittierenden Bauelements gemäß einem Ausführungsbeispiel,
die 2A bis 2C die schematische Darstellung eines Ausschnittes eines organischen lichtemittierenden Bauelements gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel,
die 3A und 3B eine schematische Darstellung eines Ausschnitts eines organischen lichtemittierenden Bauelements gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel, und
die 4A und 4B eine schematische Darstellung eines Ausschnitts eines organischen lichtemittierenden Bauelements gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.

In den Ausführungsbeispielen und Figuren können gleiche, gleichartige oder gleich wirkende Elemente jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen sein. Die 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.
1 zeigt eine schematische Darstellung eines organischen lichtemittierenden Bauelements 100 gemäß einer Ausführungsform, das ein Substrat 1, beispielsweise aus Glas aufweist. Über dem Substrat 1 ist ein organisch funktioneller Schichtenstapel 9 zwischen zwei Elektroden 2 und 8, beispielsweise aus Gold und Indiumzinnoxid, angeordnet. Der organische funktionelle Schichtenstapel 9 weist zumindest zwei organische lichtemittierende Schichten 4 und 6 auf. Die organischen lichtemittierenden Schichten 4 und 6 können Ir(ppy)₃ als Material in einem Matrixmaterial aufweisen. Zwischen den zwei organisch lichtemittierenden Schichten 4 und 6 ist zumindest eine Ladungsträgererzeugungsschicht 5 angeordnet. Die Ladungsträgererzeugungsschicht 5 weist eine lochleitende und elektronenleitende organische Schicht, insbesondere eine p- und eine n-dotierte organische Schicht 51, 53 auf. Zwischen diesen beiden Schichten ist eine Zwischenschicht 52 angeordnet.
Beispielsweise können die untere Elektrode 2 als Anode und die obere Elektrode 8 als Kathode ausgebildet sein. Alternativ kann die untere Elektrode 2 als Kathode und die obere Elektrode 8 als Anode ausgebildet sein. Je nach Polarität der Elektroden kann die organische Schicht 51 p- oder n-dotiert. Ist die organische Schicht beispielsweise n-dotiert, dann ist die organische Schicht 52 p-dotiert und umgekehrt.
Weiterhin kann es auch möglich sein, dass der organische funktionelle Schichtenstapel 9 mehr als zwei organische lichtemittierende Schichten aufweist, wobei in diesem Fall zwischen jeweils zwei unmittelbar benachbarten organischen lichtemittierenden Schichten jeweils eine Ladungsträgererzeugungsschicht angeordnet sein kann. Der organische funktionelle Schichtenstapel 9 kann zusätzlich zu den beschriebenen organischen funktionellen Schichten 4 und 6 weitere organische funktionelle Schichten aufweisen. Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind rein beispielhaft Ladungsträgerinjektions- beziehungsweise -transportschichten 3 und 7 gezeigt, die je nach Polarität der Elektroden 2, 7 löcher- oder elektronenleitend sind.
Weiterhin kann über den Elektroden 2, 8 und dem organischen funktionellen Schichtenstapel 9 eine Verkapselungsanordnung, bevorzugt in Form einer Dünnschichtverkapselung, aufgebracht sein (nicht gezeigt), um das organische lichtemittierende Bauelement 100 und insbesondere die Schichten des organischen funktionellen Schichtenstapels 9 und die Elektroden 2, 8 vor schädigenden Materialien aus der Umgebung wie beispielsweise Feuchtigkeit und/oder Sauerstoff und/oder anderen korrosiven Substanzen wie etwa Schwefelwasserstoff zu schützen.
Die 2A bis 2C zeigen jeweils einen Ausschnitt eines organischen lichtemittierenden Bauelements 100 gemäß einer Ausführungsform. Die 2A bis 2C zeigen jeweils eine Zwischenschicht 52, welches das Verbindungsmaterial 11 aufweist. Das Verbindungsmaterial 11 weist Moleküle auf, die jeweils zumindest ein Übergangsdipolmoment 13 für das von dem Bauelement emittierte Licht aufweisen. 2A und 2B zeigen, dass die Übergangsdipolmomente parallel zur Schichtnormalen N angeordnet sind. 2C zeigt, dass die Übergangsdipolmomente 13 des Verbindungsmaterials 11 eine Abweichung von ungefähr 10° von der parallelen Anordnung zur Schichtnormalen aufweist. Durch die Ausrichtung derartiger Verbindungsmaterialien in einer Zwischenschicht 52 können Absorptionsverluste vermindert werden.
Die Zwischenschicht 52 der 2A bis 2C kann in einem organischen lichtemittierenden Bauelement 100, wie beispielsweise wie in 1 dargestellt, eingebracht sein.
3A und 3B zeigen einen Ausschnitt eines organischen lichtemittierenden Bauelements 100 gemäß jeweils einer Ausführungsform. Die 3A zeigt eine lochleitende und elektronenleitende organische Schicht, insbesondere p- und n-dotierte organische Schicht 51, 53. An zumindest einer organischen Schicht 51, 53 ist eine Metallschicht 13 direkt angeordnet. Die Metallschicht 13 ist insbesondere aus Gold. Der Metallschicht 13 direkt nachgeordnet ist eine Zwischenschicht 52, die zwischen dieser Metallschicht 13 und der organischen Schicht 51 angeordnet ist. In 3A kann beispielsweise die organische Schicht 51 n-dotiert und die organische Schicht 53 p-dotiert sein. Alternativ kann die Metallschicht 13 auch an der organischen Schicht 51 angeordnet sein, wie es in der 3B dargestellt ist. Hier kann beispielsweise die organische Schicht 51 n-dotiert und die organische Schicht 53 p-dotiert oder umgekehrt sein.
Die 4A und 4B zeigen einen Ausschnitt eines organischen lichtemittierenden Bauelements 100 gemäß jeweils einer Ausführungsform. Zwischen den lochleitenden und elektronenleitenden organischen Schichten, insbesondere n- und p-dotierten Schichten 51, 53 kann eine Zwischenschicht 52 angeordnet sein. Die Zwischenschicht 52 weist ein Verbindungsmaterial 11 auf, das amphiphil ist. Amphiphil bedeutet hier, dass das Verbindungsmaterial einen hydrophilen Bereich 11a und einen hydrophoben Bereich 11b aufweist. Die organische Schicht 53, welche p- oder n-dotiert sein kann, weist eine hydrophile Oberfläche auf. Die Oberfläche der anderen organischen Schicht 51 kann hydrophob sein. Dadurch, dass die Oberflächen der lochleitenden und/oder elektronenleitenden organischen Schichten, insbesondere p- und/oder n-dotierten organischen Schichten 51, 53 unterschiedlich sind, richtet sich das amphiphile Verbindungsmaterial 11 je nach Polarität im Raum unterschiedlich aus. Dies bedeutet, dass der hydrophile Bereich 11a sich zur hydrophilen Oberfläche der lochleitenden oder elektronenleitenden organischen Schicht, insbesondere p- oder n-dotierten organischen Schicht 53 orientiert und dass sich der hydrophobe Bereich 11b des Verbindungsmaterials 11 sich in Richtung der hydrophoben Oberfläche der anderen lochleitenden oder elektronenleitenden organischen Schicht, insbesondere p- oder n-dotierten organischen Schicht 51 orientiert. Damit kann eine Orientierung des Verbindungsmaterials 11 in der Zwischenschicht 52 erzeugt werden. In diesem Fall kann die organische Schicht 51 p-dotiert und die organische Schicht 53 n-dotiert oder umgekehrt sein.
Die 4B zeigt den umgekehrten Fall zur 4A. Die 4B zeigt, dass die organische Schicht 51 eine hydrophile Oberfläche aufweist und die organische Schicht 53 eine hydrophobe Oberfläche aufweist. Damit kann eine Orientierung entgegengesetzt im Vergleich zu 4A erzeugt werden.
Die in Verbindung mit den Figuren beschriebenen Ausführungsbeispiele und deren Merkmale können gemäß weiterer Ausführungsbeispiele auch miteinander kombiniert werden, auch wenn solche Kombinationen nicht explizit in den Figuren gezeigt sind. Weiterhin können die in Verbindung mit den Figuren beschriebenen Ausführungsbeispiele zusätzliche oder alternative Merkmale gemäß der Beschreibung im allgemeinen Teil aufweisen.

Claims

Organisches lichtemittierendes Bauelement (100) mit einem organischen funktionellen Schichtenstapel (9) zwischen zwei Elektroden (2, 8), - wobei der organische funktionelle Schichtenstapel (9) zumindest zwei organische lichtemittierende Schichten (4, 6) und zumindest eine Ladungsträgererzeugungsschicht (5) aufweist, die zwischen den zwei organischen lichtemittierenden Schichten (4, 6) angeordnet ist, - wobei die Ladungsträgererzeugungsschicht (5) eine elektronenleitende und lochleitende organische Schicht (51, 53) aufweist, zwischen denen eine Zwischenschicht (52) angeordnet ist, - wobei die Zwischenschicht (52) ein Verbindungsmaterial (11) umfasst, das in der Zwischenschicht (52) ausgerichtet ist, - wobei Moleküle des Verbindungsmaterials (11) jeweils zumindest ein Übergangsdipolmoment (13) für das von dem Bauelement emittierte Licht aufweisen, wobei gilt: <cos²θ> größer 1/3, so dass Absorption des von dem Bauelement emittierten Lichts in der Zwischenschicht (52) vermindert ist, wobei θ der Winkel zwischen dem jeweiligen Übergangsdipolmoment (13) der Moleküle des Verbindungsmaterials (11) und einer Schichtnormalen (N) ist.
Organisches lichtemittierendes Bauelement (100) nach Anspruch 1, - wobei die Ladungsträgererzeugungsschicht (5) zusätzlich eine Metallschicht (130) mit einer Oberfläche (14) aufweist, - wobei die Metallschicht (130) mit einer der Oberflächen (14) abgewandten Seite direkt an der lochleitenden oder elektronenleitenden organischen Schicht (51, 53) angeordnet ist, wobei das Verbindungsmaterial (11) kovalent an die Oberfläche (14) der Metallschicht (130) gebunden ist und sich als selbstorganisierende Monoschicht orientiert, wobei die Übergangsdipolmomente (13) parallel zur Schichtnormalen (N) mit einer maximalen Abweichung von ± 45° von dieser parallelen Ausrichtung angeordnet sind.
Organisches lichtemittierendes Bauelement (100) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Metallschicht (130) ein Metall ausgewählt aus Kupfer, Silber oder Gold umfasst, wobei die Metallschicht (130) eine Schichtdicke kleiner als 1 nm aufweist, wobei das Verbindungsmaterial (11) Schwefel umfasst, wobei der Schwefel mit der Oberfläche (14) der Metallschicht (130) kovalent über eine Metall-Schwefel-Bindung verbunden sind.
Organisches lichtemittierendes Bauelement (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verbindungsmaterial (11) ein substituiertes Phthalocyanin, einen substituierten Aromaten, Octylphosphonsäure oder einen substituierten Heteroaromaten umfasst.
Organisches lichtemittierendes Bauelement (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verbindungsmaterial (11) ein mit Schwefel substituiertes Kupferphthalocyanin, Vanadylphthalocyanin oder Titanylphthalocyanin ist.
Organisches lichtemittierendes Bauelement (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Ladungsträgererzeugungsschicht (5) eine Schichtdicke von kleiner 5 nm aufweist.
Organisches lichtemittierendes Bauelement (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verbindungsmaterial (11) amphiphil ist und die Moleküle des Verbindungsmaterials (11) jeweils ein permanentes Dipolmoment aufweisen, wobei das permanente Dipolmoment vorwiegend parallel zur Schichtnormalen (N) mit einer maximalen Abweichung von ± 45° von dieser parallelen Ausrichtung angeordnet sind, wobei das Übergangsdipolmoment (13) parallel zum permanenten Dipolmoment orientiert ist.
Organisches lichtemittierendes Bauelement (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die lochleitende und/oder elektronenleitende organische Schicht (51, 53) eine hydrophile Oberfläche aufweist, wobei das Verbindungsmaterial (11) hydrophile (11a) und hydrophobe (11b) Bereiche aufweist, wobei der hydrophile Bereich (11a) des Verbindungsmaterials (11) zur hydrophilen Oberfläche der lochleitenden und/oder elektronenleitenden organischen Schicht (51, 53) orientiert ist und der hydrophobe Bereich (11b) des Verbindungsmaterials (11) von der hydrophilen Oberfläche der lochleitenden und/oder elektronenleitenden organischen Schicht (51, 53) abgewandt ist.
Organisches lichtemittierendes Bauelement (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die lochleitende und/oder elektronenleitende organische Schicht (51, 53) eine hydrophobe Oberfläche aufweist, wobei das Verbindungsmaterial (11) einen hydrophilen (11a) und hydrophoben Bereich (11b) aufweist, wobei der hydrophobe Bereich (11b) des Verbindungsmaterials (11) zur hydrophoben Oberfläche der lochleitenden und/oder elektronenleitenden organischen Schicht (51, 53) orientiert ist und der hydrophile Bereich (11a) von der hydrophoben Oberfläche der lochleitenden und/oder elektronenleitenden organischen Schicht (51, 53) abgewandt ist.
Verfahren zur Herstellung eines organischen lichtemittierenden Bauelements (100) nach den Ansprüchen 1 bis 9 mit den Schritten: A) Bereitstellen einer Elektrode (2), B) Aufbringen einer organischen lichtemittierenden Schicht (4) auf die Elektrode (2), C) Aufbringen einer organischen Schicht (51) auf die unter Schritt B) erzeugte organische lichtemittierende Schicht (4), D) Aufbringen einer Zwischenschicht (52), wobei die Zwischenschicht (52) ein Verbindungsmaterial (11) aufweist, dass sich beim Aufbringen selbstorganisierend anordnet, wobei Moleküle des Verbindungsmaterials (11) jeweils zumindest ein Übergangsdipolmoment (13) für das von dem Bauelement emittierte Licht aufweisen, wobei gilt: <cos²θ> größer 1/3 , so dass Absorption des von dem Bauelement emittierten Lichts in der Zwischenschicht vermindert wird, wobei θ der Winkel zwischen dem jeweiligen Übergangsdipolmoment der Moleküle des Verbindungsmaterials und einer Schichtnormalen (N) ist, E) Aufbringen einer weiteren organischen Schicht (53) auf die Zwischenschicht (52), F) Aufbringen einer weiteren organischen lichtemittierenden Schicht (6) auf die weitere organische Schicht (53), G) Aufbringen einer weiteren Elektrode (7) auf die unter Schritt F) erzeugte weitere organische lichtemittierende Schicht (6).
Verfahren nach Anspruch 10, wobei vor Schritt D) ein zusätzlicher Schritt D1) erfolgt: D1) Aufbringen einer Metallschicht (130) aus Kupfer, Silber oder Gold auf die unter Schritt C) erzeugte organische Schicht (51) mittels Vakuumverdampfung, wobei eine Metallschicht (130) mit einer Schichtdicke von kleiner als 1 nm erzeugt wird, wobei im anschließenden Schritt D) das Verbindungsmaterial (11) auf die Metallschicht (130) aufgebracht wird, das Schwefel umfasst und kovalent über eine Metall-Schwefel-Bindung mit der Metallschicht (130) verbunden wird, wobei die Übergangsdipolmomente (13) der Moleküle des Verbindungsmaterials (11) parallel zur Schichtnormalen (N) mit einer maximalen Abweichung von ± 45° von dieser parallelen Ausrichtung angeordnet sind.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei die Zwischenschicht (52) im Schritt D) aus der Flüssigphase mittels Spincoating, Siebdruck, Inkjet, Gravurdruck oder Flexodruck aufgebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei die Zwischenschicht (52) im Schritt D) aus der Gasphase mittels Vakuumverdampfung aufgebracht wird.