光电子器件、有机功能层和用于制造光电子器件的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种光电子器件、一种有机功能层和一种用于制造光电子器件的方 法。
【背景技术】
[0002] 发射电磁辐射的器件，例如有机发光二极管（0LED)通常存在的问题是：提供具有 电子和/或空穴的高的导电率的一个或多个层。在层中、例如在空穴传输层或电子传输层 中的较高的导电率经常正面地影响发射电磁辐射的层中的激子密度。反之，在层中导电率 不充分的情况下，能够引起在发射辐射的器件中增强的效率损失和光密度损失。
【发明内容】
[0003] 需要解决的目的在于：提供一种光电子器件、一种例如可在其中使用的有机功能 层、以及一种用于制造具有改进的导电率的光电子器件的方法。
[0004] 该目的通过具有独立权利要求的特征的主题来实现。主题的有利的实施方式和改 进形式在从属权利要求中说明并且从下面的描述和附图中得知。
[0005]根据一个实施方式的光电子器件包括衬底、第一电极、第二电极、至少一个有机功 能层，所述有机功能层设置在第一电极和第二电极之间。有机功能层包括基体材料、第一化 合物和第二化合物，其中第一化合物与第二化合物和第一化合物和/或第二化合物与基体 材料相互作用。通过相互作用产生有机功能层的导电率，所述导电率相对于纯的基体材料 的导电率改进。
[0006] 发明人惊讶地发现：在光电子器件运行中由基体材料、第一化合物和第二化合物 构成的组合在至少一个有机功能层中引起有机功能层的导电率提高。此外，这产生提高的 发光密度和复合效率进而引起光电子器件的提高的发光产量。通过载流子复合产生的电磁 辐射基本上能够通过第一电极或第二电极或通过这两者耦合输出。
[0007] 电磁辐射在此和下文中优选包括具有一个或多个出自紫外至红外光谱范围中的 波长或波长范围的电磁辐射、尤其优选电磁辐射是具有出自大约350nm和大约800nm之间 的可见光谱范围中的波长或波长范围的可见光。
[0008]在本申请的范围中，将术语"器件"不仅理解为制成的器件、例如有机发光二极管 (0LED)，而且也理解为衬底和/或有机层序列。有机层序列与第一电极和第二电极的复合 件已经能够例如为器件并且形成上级的第二器件的组成部分，在所述组成部分中例如存在 附加的电端子。
[0009] "设置在第一电极和第二电极之间"不排除：其他的层或元件设置在电极之间，然 而其中有机功能层总是与电极中的一个至少处于间接的电接触和/或机械接触。
[0010] 将"导电率"在此和在下文中理解为至少一中材料传输载流子的能力，例如负的载 流子（电子）和/或正的载流子（空穴）。导电率能够通过至少两种或三种材料的相互作 用产生，例如通过第一化合物与第二化合物的相互作用或第一化合物和/或第二化合物与 基体材料的相互作用产生。导电率与电荷、载流子浓度和载流子的迀移率构成的乘积相关。 [0011] 根据一个实施方式，有机功能层的导电率大于由第一导电率和第二导电率组成的 总和，所述第一导电率通过第一化合物与基体材料的唯一的相互作用产生，所述第二导电 率通过第二化合物与基体材料的唯一的相互作用产生。通过第一化合物和第二化合物的共 同作用在有机功能层中产生提高的粒子传输、例如空穴，和在光电子器件中产生提高的发 光密度和效率。
[0012] 将"唯一的相互作用"在本文中理解为：第一化合物和基体材料或第二化合物和基 体材料仅仅彼此相互作用。"唯一的相互作用"尤其能够表示：仅第一化合物和基体材料或 第二化合物和基体材料是导电的。
[0013] 将第一化合物与第二化合物的相互作用和/或第一化合物和/或第二化合物与基 体材料的相互作用在本文中理解为：在第一化合物和第二化合物之间或在第一化合物和/ 或第二化合物和基体材料之间构成分子之间力（zwischenmolekulareKrSfte)、分子间力 (intermolekulareICrifteJ、分子内力和/或化学键、例如离子相互作用、氢键、偶极相互 作用、范德华相互作用、离子键、共价键、配位键和/或金属键。
[0014] 尤其第一化合物与第二化合物和第一化合物与基体材料和/或第二化合物与基 体材料构成至少一个配位键。
[0015] "配位键"在此和在下文中表示，在电子供体和电子受体之间构成键，其中电子供 体提供所有为构成配位键所需的电子，并且其中电子受体接受所提供的电子。特别地，电子 供体或者电子受体能够仅部分地或者少量地交换电子。
[0016] 根据一个实施方式，第一化合物是关于基体材料的电子受体和/或关于第二化合 物的电子受体。
[0017] 根据另一实施方式，第二化合物是关于基体材料的电子受体和/或关于第一化合 物的电子供体。
[0018] 根据另一实施方式，与第一化合物相比，第二化合物相对于基体材料接受电子更 强。
[0019] 根据一个实施方式，除第一化合物和第二化合物之外，也还能够将附加的化合物、 例如一种至三种附加的化合物嵌入基体材料中，所述附加的化合物能够用于与第一化合 物、第二化合物、基体材料相互作用和/或彼此间相互作用，例如通过配位键构成来相互作 用。基体材料能够替选或附加地是由多种不同的基体材料构成的混合物。
[0020] 根据一个实施方式，光电子器件是有机电子器件并且例如以有机发光二极管 (0LED)的形式成形。在此，0LED例如能够在衬底上具有第一电极。在第一电极上方能够施 加至少一个有机功能层或多个由有机材料构成的功能层。在该有机功能层或多个功能层上 方施加第二电极。
[0021] 在此，有机功能层能够选自：发射辐射的层、空穴传输层、空穴注入层和空穴阻挡 层。尤其，有机功能层为空穴传输层和/或空穴注入层。
[0022] 每个其他的有机功能层能够选自：电子注入层、电子传输层、空穴阻挡层或发射辐 射层。发射辐射层能够包括单个层或多个子层、例如在绿色、红色和/或蓝色光谱范围中发 射电磁辐射的层或子层。替选地或附加地可行的是：电子注入层、电子传输层和空穴阻挡层 具有单个层或多个子层。
[0023] 为此，发射辐射的层能够具有有源区，所述有源区适合于在有机光电子器件运行 中放射电磁辐射。
[0024] 根据一个实施方式，光电子器件能够附加地具有封装件。
[0025] 替选地，根据另一实施方式，光电子器件以晶体管、例如场效应晶体管、太阳能电 池或光电探测器的形式成形。
[0026] 衬底能够包括玻璃、石英、塑料薄膜、金属、金属薄膜、硅晶圆或其他适合的衬底材 料。0LED也能够作为所谓的"底部发射器"构成，即在有源区中产生的电磁辐射通过衬底放 射。然后衬底对于电磁福射的至少一部分具有透明性。有利地，能够构成为阳极的第一电 极能够是透明的和/或能够包括注入空穴的材料。第一电极能够例如具有透明导电氧化物 或由其构成。透明导电氧化物（transparentconductiveoxide，缩写"TC0"）通常是金属 氧化物，例如氧化锌、氧化锡、氧化镉、氧化钛、氧化铟或铟锡氧化物（ΙΤ0)。除了二价的金属 氧化物化合物例如ZnO、Sn02SIn203以外，三价的金属氧化物化合物例如Zn2Sn04、CdSn03、 ZnSn03、Mgln204、GaIn03、Zn2In205或In4Sn3012或不同的透明导电氧化物的混合物也属于TCO 族。在此，TC0不强制符合化学计量的组分并且此外能够是p型掺杂的或η型掺杂的。
[0027] 至少一个有机功能层能够具有有机聚合物、有机低聚物、有机单体、有机的非聚合 物的小分子（"小分子（smallmolecules)"）或这些材料的组合。
[0028] 第二电极能够构成为阴极进而用作电子注入材料。此外，尤其铝、钡、铟、银、金、 镁、钙或锂以及这些材料的化合物、组合物和合金作为阴极材料证明是有利的。替选地或附 加地，第二电极也能够具有上述TC0中的一种。附加地或替选地，第二电极也能够构成为是 透明的和/或第一电极能够构成为阴极并且第二电极构成为阳极。这尤其表示：〇LED也能 够构成为"顶部发射器"。
[0029] 第一电极和/或第二电极能够分别大面积地构成。由此能够在0LED的情况下实 现大面积地放射在有源区中产生的电磁辐射。"大面积"在此能够表示：有机电子器件具有 大于或等于几mm2的面积、优选大于或等于一cm2的面积并且尤其优选大于或等于一dm2的 面积。替选地或附加地，第一电极和/或第二电极能够至少在子区域中以结构化的方式构 成。由此能够实现以结构化的方式放射在有源区中产生的电磁辐射，例如以图像或象形图 的形式放射。
[0030] 根据一个实施方式，在制造功能层时通过同时蒸发来自不同源的第一化合物、第 二化合物和基体材料在气相中或在层中通过第一化合物和第二化合物的络合产生第三化 合物。尤其第一化合物和第二化合物在基体材料中均匀分布。替选地，能够在基体材料中 调整由第一化合物和第二化合物构成的浓度梯度。第三化合物尤其形成电子供体-电子受 体-络合物。附加地，通过第三化合物产生有机功能层的更高的导电率。
[0031] 根据一个实施方式，第一化合物和/或第二化合物在基体材料中是过量存在的。 由此有机功能层的导电率也能够例如通过空穴的浓度在工艺方面进行调节。
[0032] 根据另一实施方式，与第一化合物和/或第二化合物相比，基体材料是过量存在 的，例如优选过量多于75 %、尤其优选过量多于90 %。导电率与载流子的迀移率和载流子 的数量成比例。通常，在将第一化合物和/或第二化合物添加到基体材料时迀移率下降。但 这通过载流子的生成而过度补偿，使得最后导电率上升多个数量级。因此，导电率能够通过 基体材料与第一化合物和/或第二化合物的比例控制。水平的和垂直的梯度在工艺上是可 行的。
[0033] 第一化合物与第二化合物的相互作用引起这两种化合物彼此间的配位。在配位状 态下、即在构成由第一化合物和第二化合物构成的至少一个配位键的情况下，有机功能层 因此包括第三化合物。在有机功能层中存在短程有序。能够将短程有序理解为：不是整个 层本身是结晶的，而是围绕第一化合物在其直接的范围内将第二化合物根据特定的样式设 置。因此，整个有机功能层本身是无定型的进而不具有长程有序。
[0034] 根据一个实施方式，第一化合物包括具有至少一个金属中心原子的金属络合物。 第一化合物的金属中心原子能够选自元素周期表的元素，例如选自元素周期表的第I副族 的元素、第VI副族的元