Organische Leuchtdiode und Verfahren zur Herstellung einer organischen Leuchtdiode

Es wird eine organische Leuchtdiode und ein Verfahren zur Herstellung einer organischen Leuchtdiode angegeben.

In organischen Leuchtdioden (OLEDs) werden häufig metallische Elektroden eingesetzt. Dabei ist insbesondere bei sogenannten Bottom-Emittern, also organischen Leuchtdioden, die Licht von nur einer Fläche abstrahlen, der Einsatz einer

hochreflektiven Elektrode notwendig um Leuchtdioden mit hoher Effizienz zu erhalten. Insbesondere Elektroden aus Silber oder umfassend Silber weisen eine hohe Reflektivität für

Licht im sichtbaren Bereich des elektromagnetischen Spektrums auf, eignen sich aber auch bei entsprechender Wahl der

Schichtdicke als transparente Elektroden. Der Einsatz von Silberelektroden führt allerdings durch die Wechselwirkung des Silbers beziehungsweise einer ungewünschten Reaktion des Silbers mit dem darunter oder darüber liegenden organischen funktionellen Schichtenstapel zu einer Verringerung der

Lebenszeit der Leuchtdioden. Zumindest eine Aufgabe von bestimmten Ausführungsformen ist es eine organische Leuchtdiode bereitzustellen, die zum einen sehr effizient ist und zum anderen eine hohe Lebensdauer aufweist. Eine weitere Aufgabe besteht darin ein Verfahren zur Herstellung einer organischen Leuchtdiode anzugeben.

Diese Aufgaben werden durch den Gegenstand und das Verfahren gemäß den unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Gegenstände und des Verfahrens sind in den abhängigen Ansprüchen gekennzeichnet und gehen weiterhin aus der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen hervor. Es wird eine organische Leuchtdiode angegeben. Die organische Leuchtdiode umfasst eine erste Elektrode, einen organischen Schichtenstapel zur Erzeugung von Licht, der über der ersten Elektrode angeordnet ist und eine zweite Elektrode, die über dem organischen Schichtenstapel angeordnet ist.

Dass eine Schicht oder ein Element "auf" oder "über" einer anderen Schicht oder einem anderen Element angeordnet oder aufgebracht ist, kann dabei hier und im Folgenden bedeuten, dass die eine Schicht oder das eine Element unmittelbar in direktem mechanischen und/oder elektrischen Kontakt auf der anderen Schicht oder dem anderen Element angeordnet ist.

Weiter kann es auch bedeuten, dass die eine Schicht oder das eine Element mittelbar auf beziehungsweise über der anderen Schicht oder dem anderen Element angeordnet ist. Dabei können dann weitere Schichten und/oder Elemente zwischen der einen oder der anderen Schicht beziehungsweise zwischen dem einen oder dem anderen Element angeordnet sein.

Mit „Licht" wird hier und im Folgenden elektromagnetische Strahlung bezeichnet, die in einem ultravioletten bis infraroten und insbesondere in einem sichtbaren

Spektralbereich liegt. Licht kann somit bevorzugt spektrale Komponenten in einem blauen bis roten Wellenlängenbereich aufweisen .

In einer Ausführungsform umfasst die erste und/oder die zweite Elektrode eine erste metallische Schicht und eine Barriereschicht. Die Barriereschicht ist zwischen der ersten metallischen Schicht und dem organischen Schichtenstapel angeordnet .

Dass eine Schicht oder ein Element "zwischen zwei anderen Schichten oder Elementen angeordnet ist", kann hier und im Folgenden bedeuten, dass die eine Schicht oder das eine

Element unmittelbar in direktem mechanischem und/oder

elektrischem Kontakt oder in mittelbarem Kontakt zu einem der zwei anderen Schichten oder Elementen und in direktem

mechanischem und/oder elektrischem Kontakt oder elektrischem oder in mittelbarem Kontakt zu anderen Schichten oder

Elementen angeordnet ist. Dabei können bei mittelbarem

Kontakt dann weitere Schichten und/oder Elemente zwischen der einen und zumindest einer der zwei anderen Schichten

beziehungsweise zwischen dem einen und zumindest einem der zwei anderen Elemente angeordnet sein.

Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Barriereschicht ein Material, das aus einer Gruppe ausgewählt ist, die ein anorganisches Metalloxid, -nitrid und/oder -carbid oder ein organisches Material umfasst.

Die Barriereschicht ist dazu eingerichtet, eine Barriere zwischen der ersten metallischen Schicht und dem organischen Schichtenstapel zu bilden. Insbesondere eignet sich die

Barriereschicht dazu, eine mögliche Migration des Metalls der ersten metallischen Schicht beziehungsweise eine

Wechselwirkung oder Reaktion des Metalls der ersten

metallischen Schicht mit dem organischen Schichtenstapel zu verhindern. Dadurch kann eine Degradierung des organischen Schichtenstapels verursacht durch das Metall der ersten metallischen Schicht verhindert beziehungsweise weitgehend verhindert werden was zu einer verlängerten Lebensdauer der organischen Leuchtdiode führt.

Weiterhin ist es durch die Barriereschicht möglich, die

Energieverluste, die durch die Anregung von Plasmonen

entstehen, deutlich zu verringern. Dadurch kann der benötigte Strom, der zur Erzielung einer bestimmten Leuchtdichte notwendig ist, reduziert werden. Unter einem Plasmon wird eine Ladungsträgerdichteschwingung an der Grenzfläche einer metallischen Elektrode beziehungsweise einer metallischen

Schicht einer Elektrode und eines angrenzenden Dielektrikums, also einer organischen Schicht, verstanden. Die organische Schicht kann beispielsweise die organische Licht emittierende Schicht oder eine Ladungsträgerinjektionsschicht des

organischen Schichtenstapels sein. Durch die emittierte

Strahlung können freie Ladungsträger, insbesondere

Elektronen, in einer metallischen Elektrode beziehungsweise in einer metallischen Schicht einer Elektrode zu

Ladungsträgerdichteschwingungen angeregt werden. Damit geht ein Teil der emittierten Strahlung durch die Anregung

verloren und kann somit nicht mehr aus der organischen

Leuchtdiode nach außen ausgekoppelt werden. Insbesondere bezeichnen Plasmonen (präziser Oberflächenplasmonen- polaritonen) hierbei longitudinale Ladungsträger- dichteschwingungen, die parallel zur Erstreckungsebene einer Oberfläche einer metallischen Elektrode beziehungsweise einer Oberfläche einer metallischen Schicht einer Elektrode an dieser Oberfläche auftreten. Oberflächenplasmonen können dabei insbesondere an der der in der organischen Licht emittierenden Schicht zugewandten Oberfläche dieser

metallischen Elektrode erzeugt werden. Durch die

Barriereschicht wird der Abstand der ersten metallischen Schicht zu dem organischen Schichtenstapel, insbesondere zu der organischen Licht emittierenden Schicht erhöht und somit der Energieübertrag und damit die Anregung von Plasmonen reduziert beziehungsweise unterdrückt. Gemäß einer Ausführungsform steht die Barriereschicht mit dem organischen Schichtenstapel in direktem mechanischem Kontakt.

Gemäß einer Ausführungsform besteht die erste und/oder zweite Elektrode aus der Barriereschicht und der ersten metallischen Schicht. In dieser Ausführungsform besteht somit direkter mechanischer Kontakt zwischen der Barriereschicht und der ersten metallischen Schicht.

Die erste Elektrode, wie sie hierin verwendet wird, kann zum einen eine Anode sein. In dieser Ausführungsform ist die zweite Elektrode als Kathode ausgebildet.

Es ist auch möglich, dass die zweite Elektrode eine Anode und die erste Elektrode eine Kathode ist.

Kathode bedeutet die negativ geladene Elektrode, die

zumindest im Betrieb dauerhaft an einem ersten elektrischen Anschluss angeschlossen ist und Elektronen über diesen ersten elektrischen Anschluss aufnimmt.

Anode bedeutet die positiv geladene Elektrode, die zumindest im Betrieb dauerhaft an einem zweiten elektrischen Anschluss angeschlossen ist und positive Ladungsträger (Löcher) über diesen zweiten elektrischen Anschluss aufnimmt.

In der organischen Leuchtdiode kann zum Beispiel eine

Elektrode transparent und die andere reflektierend ausgeführt sein. Die organische Leuchtdiode kann somit entweder als Bottom-Emitter oder als Top-Emitter ausgeführt werden. Alternativ dazu können auch beide Elektroden transparent ausgeführt sein. Sind beide Elektroden transparent kann die Leuchtdiode als transparente OLED bezeichnet werden. Mit „transparent" wird hier und im Folgenden eine Schicht, bezeichnet, die durchlässig für sichtbares Licht ist, insbesondere für Licht, das im Betrieb der organischen

Leuchtdiode in dem organischen Schichtenstapel erzeugt wird. Dabei kann eine transparente Schicht klar durchscheinend sein. Besonders bevorzugt weist eine hier als transparent bezeichnete Schicht eine möglichst geringe Absorption von Licht auf.

In einer Ausführungsform umfasst die zweite Elektrode eine erste metallische Schicht und eine Barriereschicht oder besteht aus diesen Schichten. Die Barriereschicht ist über dem organischen Schichtenstapel und die erste metallische Schicht ist über der Barriereschicht angeordnet. Die zweite Elektrode kann in dieser Ausführungsform als Kathode

ausgebildet sein.

In einer Ausführungsform umfasst die erste Elektrode eine erste metallische Schicht und eine Barriereschicht oder besteht aus diesen Schichten. Die Barriereschicht ist über der ersten metallischen Schicht und der organische

Schichtenstapel ist über der Barriereschicht angeordnet. Die erste Elektrode kann in dieser Ausführungsform als Anode ausgebildet sein. In einer Ausführungsform enthält die erste metallische

Schicht Silber. Gemäß einer Ausführungsform besteht die erste metallische Schicht aus Silber oder Silber und einem weiteren Metall . In einer Ausführungsform ist das weitere Metall aus

Magnesium, Germanium, Nickel, Indium, Gallium und/oder

Aluminium ausgewählt. Bevorzugt ist das weitere Metall aus Magnesium und/oder Aluminium ausgewählt.

In einer Ausführungsform besteht die erste metallische

Schicht aus Silber, Silber und Magnesium, Silber und

Germanium, Silber und Nickel, Silber und Indium, Silber und Gallium oder Silber und Aluminium, bevorzugt aus Silber, Silber und Magnesium oder Silber und Aluminium.

Gemäß einer Ausführungsform besteht die erste Schicht zu mindestens 80 Gewichtprozent aus Silber, beispielsweise zu 88 Gew% . Beispielsweise besteht die erste metallische Schicht zu 88 Gew% aus Silber und zu 12 Gew% aus Magnesium oder

Aluminium .

In einer Ausführungsform weist die erste metallische Schicht eine Schichtdicke zwischen 7 nm und 1000 nm auf. Ist die erste und/oder zweite Elektrode transparent ausgebildet, weist die erste metallische Schicht eine Schichtdicke

zwischen 7 und 50 nm, beispielsweise 16 nm, auf. Ist die erste oder zweite Elektrode reflektierend ausgebildet, so weist die erste metallische Schicht eine Schichtdicke

zwischen 50 und 1000 nm, bevorzugt zwischen 150 und 300 nm, auf .

Ist die erste und/oder zweite Elektrode reflektierend

ausgebildet, besteht die erste metallische Schicht bevorzugt aus Silber, Silber und Magnesium oder Silber und Aluminium, besonders bevorzugt aus Silber. Silber weist eine

Reflektivität für Licht im sichtbaren Bereich des elektromagnetischen Spektrums, beispielsweise zwischen 450 nm bis 800 nm von etwa95 Prozent auf. Durch diese hohe

Reflektivität kann die Effizienz der organischen Leuchtdiode erheblich gesteigert werden, da Absorptionsverluste gering gehalten werden. Zudem ist es durch die Barriereschicht möglich eine Wechselwirkung des Silbers beziehungsweise eine unerwünschte Reaktion der Schichten des organischen

Schichtenstapels mit dem Silber der ersten metallischen

Schicht zu unterdrücken beziehungsweise weitgehend zu

unterdrücken, was zu einer Verlängerung der Lebensdauer der Leuchtdiode beiträgt. Damit kann sowohl eine Leuchtdiode mit hoher Effizienz und hoher Lebenszeit erhalten werden.

Versuche zeigen, dass die Lebensdauer mit der

erfindungsgemäßen ersten und/oder zweiten Elektrode um bis zu 20% gesteigert werden kann unter Beibehaltung beziehungsweise Verbesserung der optoelektronischen Kenndaten wie optische Effizienz, Stromeffizienz, externe Quantenausbeute und der Einsatzspannung. Weiter wird keine Verschiebung des Farborts der von der organischen Leuchtdiode emittierten Strahlung beobachtet.

In einer Ausführungsform ist die erste und/oder die zweite Elektrode auf einem Substrat angeordnet. Ist die erste und/oder zweite Elektrode transparent

ausgebildet, kann das Substrat eine Stahlfolie sein.

Gemäß einer Ausführungsform weist die Barriereschicht eine Schichtdicke zwischen 1 Atomlage oder Moleküllage und 20 nm auf. Bevorzugt weist die Barriereschicht eine Schichtdicke zwischen 3 nm und 7 nm, beispielweise 3 nm auf. Mit diesen Schichtdicken der Barriereschicht ist es möglich, eine

Wechselwirkung des Metalls der ersten metallischen Schicht mit dem organischen Schichtenstapel zu verhindern beziehungsweise eine Reaktion zwischen dem Metall der ersten metallischen Schicht und dem organischen Schichtenstapel zu verhindern und eine Plasmonenanregung zu unterdrücken

beziehungsweise zu reduzieren. Damit kann die Lebensdauer der organischen Leuchtdiode im Vergleich zu Leuchtdioden in denen die metallische Elektrode in direktem mechanischen Kontakt zu dem organischen Schichtenstapel steht, erheblich gesteigert werden. Zudem werden durch diese dünnen Schichtdicken die optoelektronischen Daten der organischen Leuchtdiode nicht oder nur geringfügig beeinflusst.

In einer Ausführungsform ist die Barriereschicht aus einem isolierenden Material geformt und besteht insbesondere aus einem isolierenden Material. Durch die geringe Schichtdicke der Barriereschicht ist es möglich, dass ein Tunnelkontakt zwischen der ersten metallischen Schicht und dem organischen Schichtenstapel, insbesondere mit einer

Ladungsträgerinjektionsschicht des organischen

Schichtenstapels gebildet wird. Dadurch können Ladungsträger, also Löcher oder Elektronen, die Barriereschicht

durchtunneln, also durchwandern.

In einer Ausführungsform ist die Barriereschicht aus einen leitfähigen Material gebildet oder besteht aus einem

leitfähigen Material, wie beispielsweise Aluminiumzinkoxid. In dieser Ausführungsform kann an den Seitenflächen des organischen Schichtenstapels vor dem Aufbringen der

Barriereschicht eine Maskierung aufgebracht sein um ein

Aufbringen der Barriereschicht an den Seitenflächen des organischen Schichtenstapels zu verhindern. Dadurch können Kurzschlüsse zwischen der ersten und der zweiten Elektrode verhindert werden. Zur Maskierung kann beispielsweise eine Schattenmaske aus Edelstahl verwendet werden.

Durch das Aufbringen einer Schattenmaske kann insbesondere bei einer Barriereschicht aus einem leitfähigen Material, die beispielsweise über ein ALD-Verfahren aufgebracht wird an den Randbereichen der organischen Leuchtdiode Kurzschlüsse zwischen der ersten und der zweiten Elektrode verhindert werden .

Gemäß einer Ausführungsform umfasst die erste oder die zweite Elektrode eine zweite metallische Schicht.

In einer Ausführungsform umfasst die zweite Elektrode eine zweite metallische Schicht, eine erste metallische Schicht und eine Barriereschicht oder besteht aus diesen Schichten.

Die zweite metallische Schicht ist über dem organischen

Schichtenstapel angeordnet, die Barriereschicht ist über der zweiten metallischen Schicht und die erste metallische

Schicht ist über der Barriereschicht angeordnet. Die zweite

Elektrode kann in dieser Ausführungsform bevorzugt als

Kathode ausgebildet sein.

In einer Ausführungsform umfasst die erste Elektrode eine zweite metallische Schicht, eine erste metallische Schicht und eine Barriereschicht oder besteht aus diesen Schichten.

Die Barriereschicht ist über der ersten metallischen Schicht angeordnet, die zweite metallische Schicht ist über der

Barriereschicht angeordnet und der organische Schichtenstapel ist über der zweiten metallischen Schicht angeordnet. Die erste Elektrode kann in dieser Ausführungsform bevorzugt als

Anode ausgebildet sein. Gemäß einer Ausführungsform besteht die erste und/oder die zweite Elektrode aus der ersten metallischen Schicht, der Barriereschicht und der zweiten metallischen Schicht. In einer Ausführungsform weist die zweite metallische Schicht einen direkten Kontakt zu dem organischen Schichtenstapel auf .

In einer Ausführungsform ist die Barriereschicht zwischen der ersten und der zweiten metallischen Schicht angeordnet.

Die zweite metallische Schicht dient neben der

Barriereschicht als Barriere zwischen der ersten metallischen Schicht und dem organischen Schichtenstapel. Insbesondere wird eine Wechselwirkung des Metalls der ersten metallischen Schicht beziehungsweise eine Reaktion des Metalls der ersten metallischen Schicht mit dem organischen Schichtenstapel verhindert . Die zweite metallische Schicht kann als auch Schutzschicht dienen. Beispielsweise kann sie den organischen

Schichtenstapel vor schädigenden Einflüssen nachfolgender Aufbringungsprozesse schützen. Beispielsweise kann der organischen Schichtenstapel vor Wasserpulsen eines ALD- Verfahrens („atomic layer deposition", Atomlagenabscheidung) zur Abscheidung der Barriereschicht geschützt werden.

In einer Ausführungsform ist die zweite metallische Schicht transparent. Durch die transparente Ausbildung der zweiten metallischen Schicht absorbiert die zweite metallische

Schicht kaum Licht, so dass sich diese Schicht nicht negativ auf die Leuchtdichte der organischen Leuchtdiode auswirkt. Gemäß einer Ausführungsform besteht die zweite metallische Schicht aus Silber und Magnesium, Aluminium, Magnesium,

Germanium, Nickel oder Kupfer. Bevorzugt besteht die zweite metallische Schicht aus Aluminium.

In einer Ausführungsform weist die zweite metallische Schicht eine Schichtdicke zwischen einer Atomlage und 20 nm,

bevorzugt zwischen 1 bis 7 nm auf. Mit diesen Schichtdicken kann garantiert werden, dass die zweite metallische Schicht transparent ausgebildet ist. Durch die transparente

Ausbildung der zweiten metallischen Schicht absorbiert die zweite metallische Schicht kaum Licht. Dadurch werden die optoelektronischen Daten der organischen Leuchtdiode nicht oder nur geringfügig beeinflusst.

In einer Ausführungsform umfasst die Barriereschicht ein anorganisches Metalloxid, -nitrid und/oder -carbid oder besteht aus diesen Materialien. Gemäß einer Ausführungsform ist das anorganische Metalloxid, -nitrid und/oder -carbid aus einer Gruppe ausgewählt, die Aluminiumoxid, Siliziumoxid, Siliziumcarbid, Siliziumnitrid, Siliziumoxinitrid, Titanoxid, Zinkoxid, Zirkoniumoxid,

Hafniumoxid, Aluminiumzinkoxid und Kombinationen daraus umfasst. Aluminiumoxid, Siliziumoxid, Siliziumcarbid,

Siliziumnitrid, Siliziumoxinitrid, Titanoxid, Zinkoxid,

Zirkoniumoxid und Hafniumoxid sind isolierend. Bevorzugt ist das anorganische Metalloxid, -nitrid und/oder -carbid aus einer Gruppe ausgewählt, die Aluminiumoxid, Siliziumoxid, Siliziumcarbid, Siliziumnitrid, Siliziumoxinitrid, Titanoxid, Zinkoxid, Zirkoniumoxid, Hafniumoxid und Kombinationen daraus umfasst. Beispielsweise besteht die Barriereschicht aus

A1 ₂ 0 ₃ . In einer Ausführungsform umfasst die Barriereschicht ein organisches Material oder besteht aus einem organischen

Material. Das organische Material kann aus elektronen- oder lochtransportierenden organischen Materialien ausgewählt sein .

Gemäß einer Ausführungsform ist das

elektronentransportierende Material der Barriereschicht aus einer Gruppe ausgewählt, die NET-18, 2, 2 ',2" -(1,3,5- Benzinetriyl ) -tris (1-phenyl-l-H-benzimidazol) , 2- (4- Biphenylyl) -5- (4-tert-butylphenyl) -1, 3, 4-oxadiazol, 2, 9- Dimethyl-4, 7-diphenyl-l, 10-phenanthrolin (BCP) , 8- Hydroxyquinolinolato-lithium, 4- (Naphthalen-l-yl) -3, 5- diphenyl-4H-l, 2, 4-triazol, 1, 3-Bis [2- (2, 2 ' -bipyridine- 6-yl ) - 1,3, 4-oxadiazo-5-yl ] benzen, 4, 7-Diphenyl-l , 10-phenanthroline (BPhen) , 3- (4-Biphenylyl) -4-phenyl-5-tert-butylphenyl-l , 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-l, 10-phenanthrolin, 2, 9-Bis (naphthalen-2-yl) - 4, 7-diphenyl-l, 10-phenanthrolin, Tris (2 , 4 , 6-trimethyl-3- (pyridin-3-yl ) phenyl ) boran, l-methyl-2- (4- (naphthalen-2- yl) phenyl) -lH-imidazo [4, 5-f ] [ 1 , 10 ] phenanthrolin, Phenyl- dipyrenylphosphinoxide, Naphtahlintetracarbonsäuredianhydrid und dessen Imide, Perylentetracarbonsäuredianhydrid und dessen Imide, Materialien basierend auf Silolen mit einer Silacyclopentadieneinheit sowie Gemische der vorgenannten Stoffe umfasst. Gemäß einer Ausführungsform ist das lochtransportierende Material der Barriereschicht aus einer Gruppe ausgewählt, die HAT-CN, F16CuPc, LG-101, α-NPD, NPB (N, N ' -Bis (naphthalen-1- yl) -N, ' -bis (phenyl) -benzidin) , beta-NPB N, N ' -Bis (naphthalen- 2-yl) -Ν,Ν' -bis (phenyl) -benzidin) , TPD (N,N'-Bis(3- methylphenyl) -N, ' -bis (phenyl) -benzidin) , Spiro TPD (Ν,Ν'- Bis ( 3-methylphenyl ) -N, ' -bis (phenyl ) -benzidin) , Spiro-NPB (N, ' -Bis (naphthalen-l-yl) -N, ' -bis (phenyl) -spiro) , DMFL-TPD N, ' -Bis (3-methylphenyl) -N, ' -bis (phenyl) -9, 9-dimethyl- fluoren) , DMFL-NPB (N, N ' -Bis (naphthalen-l-yl) -N, N ' - bis (phenyl) -9, 9-dimethyl-fluoren) , DPFL-TPD (N,N'-Bis(3- methylphenyl ) -N, ' -bis (phenyl) -9, 9-diphenyl-fluoren) , DPFL- NPB (Ν,Ν' -Bis (naphthalen-l-yl) -Ν,Ν' -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, ' -bis-phenyl-amino) -phenyl ]-9H-fluor, N, N ' - bis (phenanthren- 9-yl ) -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, -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, , ' , ' -tetra-naphthalen-2-yl- benzidin sowie Gemische dieser Verbindungen umfasst.

In einer Ausführungsform umfasst die zweite Elektrode eine erste metallische Schicht und eine Barriereschicht. Die zweite Elektrode kann bevorzugt als Kathode ausgeformt sein. Die erste Elektrode kann gemäß dieser Ausführungsform als

Anode ausgeformt sein und kann aus einem löcherinjizierenden Material bestehen. Als löcherinjizierendes Material kann jedes im Stand der Technik bekannte löcherinjizierende Material verwendet werden. Ist die Strahlungsemittierende Vorrichtung beispielsweise als "Bottom-Emitter" oder als transparente OLED ausgebildet, so besteht die Anode

beispielsweise aus einem transparenten Material.

Beispielsweise kann sie aus transparenten leitenden Oxiden bestehen, oder eine Schicht hieraus zu umfassen. Diese transparenten leitenden Oxide (transparent conductive oxides, "TCO") schließen Metalloxide wie beispielsweise Zinkoxid, Zinnoxid, Kadmiumoxid, Titanoxid, Indiumoxid oder

Indiumzinnoxid, Zn2SnOzi, CdSn03, ZnSn03, Mgln20zi, Galn03, Ζη2ΐη2θ5 oder In4Sn30]_2 oder Mischungen unterschiedlicher transparenter leitender Oxide ein, sind jedoch nicht auf diese beschränkt. Die TCOs unterliegen dabei nicht zwingend einer stöchiometrischen Zusammensetzung und können ferner auch p- oder n-dotiert sein.

In einer Ausführungsform umfasst die erste Elektrode eine erste metallische Schicht und eine Barriereschicht. Die erste Elektrode kann bevorzugt als Anode ausgeformt sein. Die zweite Elektrode kann gemäß dieser Ausführungsform als

Kathode ausgeformt sein und kann aus einem

elektroneninjizierenden Material bestehen. Als

Kathodenmaterialien können dabei auch eins oder mehrere der bei den Anodenmaterialien genannten TCOs enthalten sein beziehungsweise kann die Kathode auch vollständig aus einem dieser Materialien bestehen. Die Kathode kann auch

transparent ausgeführt sein.

Gemäß einer Ausführungsform weist der organische

Schichtenstapel zumindest eine organische Licht emittierende Schicht in Form einer organischen elektrolumineszierenden Schicht auf, die dazu eingerichtet ist, in einem Betriebszustand der organischen Leuchtdiode Licht zu

erzeugen .

Als Materialien für die organische Licht emittierende Schicht eignen sich Materialien, die eine Strahlungsemission aufgrund von Fluoreszenz oder Phosphoreszenz aufweisen, beispielsweise Polyfluoren, Polythiophen oder Polyphenylen oder Derivate, Verbindungen, Mischungen oder Copolymere davon. Der

organische funktionelle Schichtenstapel kann auch eine

Mehrzahl von organischen Licht emittierenden Schichten aufweisen, die zwischen der ersten und der zweiten Elektrode angeordnet sind. Beispielsweise emittiert die organische Leuchtdiode weißes Licht. Der organische Schichtstapel 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 beispielsweise neben der organischen Licht emittierenden Schicht

Ladungsträgerinj ektionsschichten,

Ladungsträgertransportschichten und/oder

Ladungsträgerblockierschichten aufweisen. Materialien für Ladungsträgerinj ektionsschichten,

Ladungsträgertransportschichten und/oder

Ladungsträgerblockierschichten sind dem Fachmann bekannt.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die organische Leuchtdiode ein Substrat auf, auf dem die Elektroden und der organische Schichtenstapel aufgebracht sind. Das Substrat kann beispielsweise eines oder mehrere Materialien in Form einer Schicht, einer Platte, einer Folie oder einem Laminat aufweisen, die ausgewählt sind aus Stahl, Glas, Quarz, Kunststoff, Metall, Siliziumwafer . Besonders bevorzugt weist das Substrat Glas und/oder Kunststoff, beispielsweise in Form einer Glasschicht, Glasfolie, Glasplatte, Kunststoffschicht , Kunststofffolie, Kunststoffplatte oder einem Glas-Kunststoff- Laminat, auf oder ist daraus. Zusätzlich kann das Substrat, beispielsweise im Fall von Kunststoff als Substratmaterial, eine oder mehrere Barriereschichten aufweisen, mit denen das Kunststoffmaterial abgedichtet ist. In einer Ausführungsform ist die erste Elektrode über dem Substrat angeordnet und steht bevorzugt mit diesem in

direktem mechanischen Kontakt. In dieser Ausführungsform ist die zweite Elektrode über der ersten Elektrode angeordnet. Über den Elektroden und dem organischen Schichtenstapel, bevorzugt über der zweiten Elektrode kann eine

Verkapselungsanordnung, beispielsweise eine

Dünnfilmverkapselung, angeordnet sein, die die Elektroden und den organischen Schichtenstapel vor schädlichen äußeren

Einflüssen wie etwa Feuchtigkeit, Sauerstoff,

Schwefelwasserstoff oder anderen Stoffen schützen kann.

Bevorzugt steht die Verkapselungsanordung in direktem

mechanischem Kontakt mit der zweiten Elektrode. Im Hinblick auf den prinzipiellen Aufbau eines organischen Licht emittierenden Bauelements, dabei beispielsweise im Hinblick auf den Aufbau, die SchichtZusammensetzung und die Materialien des Substrats, des organischen funktionellen Schichtenstapels und der Verkapselungsanordnung, wird auf die Druckschrift WO 2010/066245 AI verwiesen, die insbesondere in Bezug auf den Aufbau, die SchichtZusammensetzung und die Materialien des Substrats, des organischen Schichtenstapels und der Verkapselungsanordnung hiermit ausdrücklich durch Rückbezug aufgenommen wird.

Es wird ein Verfahren zur Herstellung einer organischen

Leuchtdiode angegeben. Alle unter der organischen Leuchtdiode angegebenen Merkmale können auch Merkmale des Verfahrens zur Herstellung der organischen Leuchtdiode sein und umgekehrt.

Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Verfahren zur

Herstellung einer organischen Leuchtdiode folgende

Verfahrensschritte bevorzugt in der angegebenen Reihenfolge:

A) Bereitstellen eines Substrats,

B) Aufbringen einer ersten Elektrode auf das Substrat,

C) Aufbringen eines organischen Schichtenstapels zur

Erzeugung von Licht auf der ersten Elektrode,

D) Aufbringen einer zweiten Elektrode auf dem organischen Schichtenstapel .

Gemäß einer Ausführungsform umfasst Verfahrensschritt D) folgende Verfahrensschritte:

D2) Aufbringen einer Barriereschicht auf dem organischen Schichtenstapel, wobei die Barriereschicht ein Material umfasst oder aus einem Material besteht, das aus einer Gruppe ausgewählt ist, die ein anorganisches Metalloxid, -nitrid und/oder -carbid oder ein organisches Material umfasst, D3) Aufbringen einer ersten metallischen Schicht auf der Barriereschicht .

Gemäß einer Ausführungsform umfasst Verfahrensschritt B) folgende Verfahrensschritte:

Bl) Aufbringen einer ersten metallischen Schicht auf dem Substrat, B2) Aufbringen einer Barriereschicht auf der ersten

metallischen Schicht, wobei die Barriereschicht ein Material umfasst oder aus einem Material besteht, das aus einer Gruppe ausgewählt ist, die ein anorganisches Metalloxid, -nitrid und/oder -carbid oder ein organisches Material umfasst.

Gemäß einer Ausführungsform umfasst Verfahrensschritt D) einen Verfahrensschritt Dl):

Dl) Aufbringen einer zweiten metallischen Schicht auf dem organischen Schichtenstapel.

Gemäß einer Ausführungsform umfasst Verfahrensschritt B) einen Verfahrensschritt D3) :

B3) Aufbringen einer zweiten metallischen Schicht auf der Barriereschicht. Bevorzugt wird die zweite metallische Schicht direkt auf der Barriereschicht abgeschieden.

In einer Ausführungsform wird die zweite metallische Schicht in Verfahrensschritt Dl) direkt auf den organischen

Schichtenstapel aufgebracht.

In einer Ausführungsform folgt Verfahrensschritt D2) nach Verfahrensschritt Dl) und Verfahrensschritt D3) nach

Verfahrensschritt D2). Insbesondere erfolgen die

Verfahrensschritte direkt nacheinander.

In einer Ausführungsform umfasst das Verfahren einen weiteren Verfahrensschritt: E) Aufbringen einer Schattenmaske auf die Seitenflächen des organischen Schichtenstapels. Dieser

Verfahrensschritt findet insbesondere vor Verfahrensschritt D) und besonders bevorzugt vor Verfahrensschritt D2) statt. Durch das Aufbringen einer Schattenmaske vor dem Aufbringen der Barriereschicht in Verfahrensschritt D2) kann verhindert werden, dass die Barriereschicht auch an den Seitenflächen des organischen Schichtenstapels abgeschieden wird.

Insbesondere wenn die Barriereschicht aus einem leitfähigen Material gebildet wird, können so in der organischen

Leuchtdiode Kurzschlüsse zwischen der ersten und der zweiten Elektrode verhindert werden. Verfahrensschritt E) findet bevorzugt statt, wenn die Barriereschicht in

Verfahrensschritt D2) mittels ALD aufgebracht wird. Gemäß einer Ausführungsform wird die erste metallische

Schicht in Verfahrensschritt D3) oder Bl) mittels

physikalischer Gasphasenabscheidung (PVD, physical vapour deposition) , Rakeln, Siebdruck oder Inkjetten, bevorzugt mittels physikalischer Gasphasenabscheidung aufgebracht.

Gemäß einer Ausführungsform wird die Barriereschicht in

Verfahrensschritt B2) oder D2) mittels chemischer

Gasphasenabscheidung (CVD, „chemical vapour deposition") , Molekülgasphasenabscheidung (MVD, „molecule vapour

deposition") , Atomlagenabscheidung (ALD, „atomic layer deposition") Moleküllagenabscheidung (MLD, „molecular layer deposition",) oder Sputtern aufgebracht.

Gemäß einer Ausführungsform wird die zweite metallische

Schicht in Verfahrensschritt Dl) oder B3) mittels

physikalischer Gasphasenabscheidung oder Sputtern

aufgebracht .

In einer Ausführungsform findet Verfahrensschritt Dl) statt wenn die Barriereschicht in Verfahrensschritt D2) mittels ALD aufgebracht wird. So kann der organische Schichtenstapel beispielsweise vor Wasserpulsen dieses Verfahrens geschützt werden . In einer Ausführungsform wird in Verfahrensschritt D3) oder Bl) Silber abgeschieden oder Silber und Magnesium, Silber und Aluminium, Silber und Germanium, Silber und Nickel, Silber und Indium oder Silber und Gallium gleichzeitig abgeschieden.

Weitere Vorteile, vorteilhafte Ausführungsformen und

Weiterbildungen ergeben sich aus den im Folgenden in

Verbindung mit den Figuren beschriebenen

Ausführungsbeispielen.

Figuren 1 und 2 zeigen schematische Seitenansichten von

Ausführungsbeispielen von hier beschriebenen organischen Leuchtdioden;

Figur 3 zeigt Lebensdauerkurven eines Ausführungsbeispiels einer hier beschriebenen organischen Leuchtdiode im Vergleich mit einer Referenz. In den Ausführungsbeispielen und Figuren können gleiche, gleichartige oder gleichwirkende 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.

In Figur 1 ist ein Ausführungsbeispiel einer organischen Leuchtdiode 1 gezeigt. Die Leuchtdiode 1 umfasst ein Substrat 5, beispielweise ein Glassubstrat. Auf dem Substrat 5 ist eine erste Elektrode 2 angeordnet. Die erste Elektrode 2 ist als Anode ausgebildet und besteht beispielsweise aus ITO. Auf der ersten Elektrode 2 ist ein organischer Schichtenstapel 3 zur Erzeugung von Licht angeordnet. Der organische

Schichtenstapel 3 ist flächig ausgeformt und weist eine organische Licht emittierende Schicht (hier nicht gezeigt) zur Erzeugung von Licht auf. Der organische Schichtenstapel 3 kann auch mehrere organische Licht emittierende Schicht zur Erzeugung von Licht unterschiedlicher oder gleicher

Wellenlängen aufweisen. Weiter kann der organische

Schichtenstapel 3 elektronentransportierende,

elektroneninjizierende, lochtransportierende und

lochinjizierende Schichten umfassen. Materialien für diese Schichten sind dem Fachmann bekannt. Möglich ist auch, dass zwischen zwei organischen Licht emittierenden Schichten eine Ladungsträgererzeugungsschicht angeordnet ist. Über dem organischen Schichtenstapel 3 ist eine zweite Elektrode 4 angeordnet. Die zweite Elektrode 4 ist als Kathode

ausgebildet. Die zweite Elektrode umfasst eine

Barriereschicht 42 aus einen isolierenden Material wie

Siliziumnitrid. Die Barriereschicht 42 steht in direktem Kontakt zu dem organischen Schichtenstapel 3 und überdeckt die vom Substrat 5 abgewendete Oberfläche des organischen Schichtenstapels 3 vollflächig. Die Barriereschicht 42 weist eine Schichtdicke von 5 nm auf. Weiter umfasst die zweite Elektrode 4 eine erste metallische Schicht 43 bestehend aus Silber. Durch die geringe Schichtdicke der Barriereschicht 42 wird ein Tunnelkontakt zwischen der ersten metallischen

Schicht 43 und dem organischen Schichtenstapel 3 gebildet. Dadurch können Elektronen die Barriereschicht 42

durchtunneln, also durchwandern. Die erste metallische

Schicht 43 ist vollflächig über der gesamten vom Substrat 5 abgewendeten Oberfläche der Barriereschicht 42 angeordnet und weist eine Dicke von 200 nm auf. Damit ist die zweite

Elektrode 4 reflektierend für das in der organischen Licht emittierenden Schicht des organischen Schichtenstapels 3 erzeugte Licht ausgebildet. Damit wird das Licht über die erste Elektrode 2 und das Substrat 5 an die Umgebung

abgestrahlt und es handelt sich bei dieser Ausführungsform der organischen Leuchtdiode 1 um einen Bottom Emitter. Bei einer ersten metallischen Schicht 43 aus Silber liegt eine Reflektivität von 95 % für sichtbares Licht vor, die damit viel höher ist als beispielsweise bei einer Schicht aus Aluminium. Damit sind die Effektivität und die Lichtausbeute der Leuchtdiode 1 besonders hoch. Die Barriereschicht 42 bildet eine Barriere für eine Wechselwirkung beziehungsweise Reaktion des Silbers der ersten metallischen Schicht 43 mit dem organischen Schichtenstapel 3. Damit kann während der Lebensdauer der organischen Leuchtdiode 1 kein oder kaum Silber in den oder zu dem organischen Schichtenstapel 3 vordringen und insbesondere besteht kein direkter

mechanischer Kontakt zwischen dem Silber der ersten

metallischen Schicht 43 und dem organischen Schichtenstapel 3. Somit kann das Silber den organischen Schichtenstapel nicht schädigen. Zudem kann eine Reaktion des Silbers an der Grenzfläche des organischen Schichtenstapels verhindert werden. Damit kann im Vergleich zu Leuchtdioden ohne

Barriereschicht 42 die Lebensdauer erhöht werden. Zudem wird durch die Barriereschicht 42 die Anregung von Plasmonen an der Oberfläche der ersten metallischen Schicht 43 weitgehend unterdrückt, so dass zur Erzielung einer bestimmten

Leuchtdichte ein geringerer Strom benötigt wird. Mit der organischen Leuchtdiode 1 der vorliegenden Erfindung ist es damit in vorteilhafter Weise möglich, die Lebensdauer zu verlängern und eine verbesserte Ausbeute der emittierten Strahlung und damit eine verbesserte Funktionalität und Effizienz zu erzielen. Im Vergleich zu der Leuchtdiode 1 gemäß Figur 1 weist die Leuchtdiode 1 gemäß Figur 2 eine zweite metallische Schicht 41 auf. Die zweite metallische Schicht 41 besteht

beispielsweise aus Aluminium und weist eine Schichtdicke von 4 nm auf. Die zweite metallische Schicht 41 ist zwischen der ersten metallischen Schicht 43 und der Barriereschicht 42 angeordnet. Die zweite metallische Schicht 41 bedeckt die gesamte vom Substrat 5 abgewendete Oberfläche des organischen Schichtenstapels 3. Die zweite metallische Schicht 41 ist transparent ausgebildet und dient als Schutzschicht des organischen Schichtenstapels 3, beispielsweise wenn die

Barriereschicht 42 mittels eines ALD Verfahrens abgeschieden wird . In Figur 3 sind die Lebensdauerkurven einer erfindungsgemäßen organischen Leuchtdiode (Kurve mit dem Bezugszeichen I) und die einer herkömmlichen organischen Leuchtdiode als Referenz (Kurve mit dem Bezugszeichen II) gezeigt. Auf der x-Achse ist die Zeit in h aufgetragen und auf der y-Achse die relative Leuchtdichte. Die Leuchtdioden sind bis auf die zweite

Elektrode identisch aufgebaut. Die zweite Elektrode ist jeweils als Kathode ausgeformt und besteht in der bekannten, herkömmlichen Leuchtdiode der Referenz aus einer Schicht bestehend aus Silber und Magnesium, die in direktem

mechanischen Kontakt zu dem organischen Schichtenstapel steht. In der erfindungsgemäßen organischen Leuchtdiode besteht die Kathode aus einer ersten metallischen Schicht, einer Barriereschicht und einer zweiten metallischen Schicht. Dabei steht die zweite metallische Schicht in direktem mechanischen Kontakt zu dem organischen Schichtenstapel und der Barriereschicht. Die Barriereschicht steht in direktem mechanischen Kontakt mit der ersten und der zweiten

metallischen Schicht. Über der ersten metallischen Schicht ist eine Dünnfilmverkapselung angeordnet. Die erste

metallische Schicht besteht aus Silber und weist eine

Schichtdicke von 200 nm auf. Die Barriereschicht besteht aus AI ₂ O ₃ und weist eine Schichtdicke von 3 nm auf. Die zweite metallische Schicht besteht aus Aluminium und weist eine Schichtdicke von 3 nm auf. Der organische Schichtenstapel besteht in beiden Leuchtdioden aus einem Substrat, einer Anode aus ITO, einer Lochtransportschicht, einer

Elektronenblockierschicht , einer organischen Licht

emittierenden Schicht, einer Lochblockierschicht und einer Elektroneninjektionsschicht. Über der

Elektroneninjektionsschicht ist die Kathode angeordnet und steht mit dieser in direktem mechanischen und elektrischem Kontakt. Die Dünnfilmverkapselung bedeckt die Seitenflächen des organischen Schichtenstapels. Wie ersichtlich zeigt die erfindungsgemäße organische Leuchtdiode einen deutlich weniger ausgeprägten Abfall der relativen Leuchtdichte mit der Zeit (Kurve I) . Beispielsweise weist die erfindungsgemäße Leuchtdiode nach 300 h noch eine relative Leuchtdichte von etwa 80 % auf (Kurve I), während die herkömmliche organische Leuchtdiode nach 300 h Stunden nur noch eine relative

Leuchtdichte von etwa 20 % aufweist. Die erfindungsgemäße organische Leuchtdiode weist eine Leuchtdichte (l _eff )von 11,5 cd/A auf, während die Referenz eine Leuchtdichte von 10,5 cd/A aufweist. Die externe Quanteneffizienz liegt bei der erfindungsgemäßen Leuchtdiode bei 7,19 % und bei der Referenz bei 6,04 %.

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.

Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 10 2015 119 772.3, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.

Bezugs zeichen

1 organischen Leuchtdiode

2 erste Elektrode

3 organischer Schichtenstapel

4 zweite Elektrode

5 Substrat

41 zweite metallische Schicht

42 BarriereSchicht

43 zweite metallische Schicht t Zeit

h Stunde

I Lebensdauerkurve

II Lebensdauerkurve

L relative Leuchtdichte