DE102013106800A1

DE102013106800A1 - Optoelektronisches Bauelement und Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements

Info

Publication number: DE102013106800A1
Application number: DE102013106800.6A
Authority: DE
Inventors: Arndt Jaeger
Original assignee: Osram Oled GmbH
Current assignee: Osram Oled GmbH
Priority date: 2013-06-28
Filing date: 2013-06-28
Publication date: 2014-12-31
Also published as: WO2014206757A1

Abstract

In verschiedenen Ausführungsbeispielen wird ein optoelektronisches Bauelement (100) bereitgestellt, das optoelektronische Bauelement aufweisend: eine erste organische funktionelle Schichtenstruktur (116); eine zweite organische funktionelle Schichtenstruktur (120); und eine Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schichtenstruktur (118) zwischen der ersten organischen funktionellen Schichtenstruktur (116) und der zweiten organischen funktionellen Schichtenstruktur (120), wobei die Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schichtenstruktur (118) aufweist: eine erste Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht (140); eine zweite Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht (144); und eine Zwischenschicht-Struktur (142) zwischen der ersten Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht (140); und der zweiten Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht (144); und wobei die Zwischenschicht-Struktur (142) wenigstens eine Schicht aufweist mit einer flächig-periodischen, wabenförmigen Gitterstruktur, und wobei die Zwischenschicht-Struktur (142) ein schwebendes elektrisches Potential aufweist oder daraus gebildet ist.

Description

In verschiedenen Ausführungsformen werden ein optoelektronisches Bauelement und ein Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements bereitgestellt.
Ein organisches optoelektronisches Bauelement, beispielsweise eine OLED, kann eine Anode und eine Kathode mit einem organischen funktionellen Schichtensystem dazwischen aufweisen. Das organische funktionelle Schichtensystem kann eine oder mehrere Emitterschicht/en aufweisen, in der/denen elektromagnetische Strahlung erzeugt wird, eine oder mehrere Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schichtenstruktur(en) aus jeweils zwei oder mehr Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schichten („charge generating layer”, CGL) zur Ladungsträgerpaarerzeugung, sowie einer oder mehrerer Elektronenblockadeschichten, auch bezeichnet als Lochtransportschicht(en) („hole transport layer” – HTL), und einer oder mehrerer Lochblockadeschichten, auch bezeichnet als Elektronentransportschicht(en) („electron transport layer” – ETL), um den Stromfluss zu richten.
Eine OLED kann mit guter Effizienz und Lebensdauer mittels Leitfähigkeitsdotierung durch Verwendung eines p-i-n (p-dotiert leitfähige Schicht – intrinsisch leitfähige Schicht – n-dotiert leitfähige Schicht) Überganges analog zur herkömmlichen anorganischen LED hergestellt werden. Hierbei werden die Ladungsträger aus den p-dotierten bzw. n-dotierten Schichten gezielt in die intrinsische Schicht injiziert, in der die Exzitonen, d. h. Elektron-Loch-Paare, gebildet werden. Diese können bei strahlender Rekombination zur Emission eines Photons führen.
Durch Übereinanderstapeln mehrerer intrinsischer Schichten (stacking) können in zweifach oder dreifach gestapelten OLEDs bei praktisch gleicher Effizienz und identischer Leuchtdichte deutlich längere Lebensdauern gegenüber einer OLED mit nur einer intrinsischen Schicht erzielt werden. Bei gleicher Stromdichte kann so die doppelte bis dreifache Leuchtdichte realisiert werden. In mehrfach gestapelten OLEDs wird bei gleicher Leuchtdichte die aktive Emitterschicht weniger gestresst als in ungestapelten OLEDs.
Für das Übereinanderstapeln werden Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schichten benötigt, die aus einem hochdotierten pn-Übergang bestehen. Eine CGL dient hierbei als Tunnelübergang zwischen den gestapelten Emitterschichten. Derartige CGLs können auch in organischen Tandem-Solarzellen oder Fotodetektoren eingesetzt werden, bei denen zwei oder mehrere aktive undotierte Bereiche benötigt werden. Voraussetzung für den Einsatz einer CGL in einem optoelektronischen Bauteil sind ein einfacher Aufbau, d. h. möglichst wenige Schichten, die möglichst leicht herzustellen sind. Weiterhin ist ein geringer Spannungsabfall über die CGL, sowie eine möglichst hohe Transmission der CGL Schichten notwendig, d. h. möglichst geringe Absorptionsverluste im Spektralbereich, der von der OLED emittierten elektromagnetischen Strahlung.
Eine herkömmliche Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schichtenstruktur (dargestellt in 4a) weist herkömmlich eine dotierte lochleitende Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht 406 und eine dotierte elektronenleitende Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht 410, die mittels einer Zwischenschicht-Struktur 408 (Interlayer 408) in Verbindung zueinander stehen, so dass anschaulich ein pn-Übergang gebildet wird.
Die lochleitende Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht 410 und die elektronenleitende Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht 406 sind jeweils aus einem oder mehreren organischen und/oder anorganischen Stoff/en gebildet. Der jeweiligen Matrix wird herkömmlich in der Herstellung der Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht ein oder mehrere organische oder anorganische Stoffe (Dotierstoffe) beigemengt, um die Leitfähigkeit der Matrix zu erhöhen. In einem herkömmlichen Verfahren werden die elektronenleitende Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht 406 aus einer Matrix und einem n-Dotierstoff und die lochleitende Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht 410 aus einer Matrix und einem p-Dotierstoff ausgebildet. Als n-Dotierstoff werden herkömmlich CsCO₃, Cs₃PO₄, Na, Ca, K, Mg, Cs, Li, NDN-1, NDN-26 verwendet. Als p-Dotierstoff werden herkömmlich Cu(I)pFBz, MoO_x, WO_x, VO_x, ReO_x, F4-TCNQ, HAT-CN, NDP-2, NDP-9, Bi(III)pFBz verwendet. CGLs sind heute nur mit wenigen Materialien bekannt (Materialien dargestellt in 4b).
Die p-dotierte Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht 410 und die n-dotierte Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht 406 sind für einen effizienten Tunnelübergang hoch dotiert. Dadurch sind diese Schichten äußerst reaktiv, was bei einer Abreaktion der Dotierstoffe zu einem hochohmigen Übergangsbereich führen kann. In einem herkömmlichen Verfahren wird eine dünne Zwischenschicht 408 zwischen die p-dotierte Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht 410 und die n-dotierte Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht 406 eingefügt um die beiden Reaktionspartner voneinander zu trennen, z. B. mit einem Material aus der Gruppe der Phthalocyanine (siehe 4b). Dadurch kann eine CGL mit erhöhtem Tunnelstrom und guter Spannungsstabilität während der Belastung mit hohen Stromdichten und hohen Temperaturen ausgebildet werden.
Bei einer OLED mit einer oder mehreren CGLs, sollte eine CGL eine möglichst hohe Transmission im Spektralbereich des von der OLED emittierten Lichtes aufweisen, damit Absorptionsverluste des emittierten Lichtes reduziert werden. Die herkömmlich verwendeten Phthalocyanin-Derivate der Zwischenschicht 408 weisen eine relativ hohe Absorption auf, wodurch bereits eine Zwischenschicht aus einem Phthalocyanin mit einer Schichtdicke von nur wenigen Nanometern zu Effizienzverlusten der OLED führen kann.
Weiterhin ist aus S. Bae et al., Nature Nanotechnology 5 (2010) 574–578; S. V. Morozov et al., Physical Review Letters 100 (2008) 016602; und S. Kumar et al., Nanoscale Research Letters 6 (2011) 390 Verfahren zum Ausbilden von großflächigen Graphen-Schichten bekannt.
Weiterhin ist aus P. Vogt et al., Physical Review Letters 108 (2012) 155501 ein Verfahren zum Ausbilden von Silicen-Schichten bekannt.
Weiterhin ist aus M. Kröger et al., Physical Review B 75 (2007) 235321 ein Verfahren zum Messen von Austrittsarbeiten gezeigt.
In verschiedenen Ausführungsformen werden ein optoelektronisches Bauelement und ein Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelementes bereitgestellt, mit denen es möglich ist ein effizienteres und stabileres optoelektronisches Bauelement auszubilden. Indem die Zwischenschicht einer Ladungsträgerpaar-Erzeugungs-Struktur aus Graphen oder Silicen gebildet wird, ist es möglich eine Zwischenschicht einer Ladungsträgerpaar-Erzeugungs-Struktur zu realisieren, bei der Spannungsabfall über die Zwischenschicht vernachlässigbar ist, da Graphen und Silicen eine hohe elektrische Leitfähigkeit aufweisen und mit einer dünnen Schichtdicke ausgebildet werden können. Die geringe Durchlässigkeit bzw. hohe Barrierewirkung von Graphen oder Silicen gegenüber Fremdstoffen ermöglicht eine gute Trennung hochreaktiver p-Dotierstoffe und n-Dotierstoffe der Schichten der Ladungsträgerpaar-Erzeugungs-Struktur voneinander. Eine Zwischenschicht aus Graphen oder Silicen Interlayer braucht wegen der guten Barrierewirkung nur wenige Monolagen dick zu sein, wodurch die Zwischenschicht nur wenig Licht absorbiert und die Zwischenschicht somit optisch hochtransparent wird. Dadurch wird die Effizienz des optoelektronischen Bauelementes nicht reduziert. weiterhin können dadurch mehrere Lagen an Graphen und/oder Silicen übereinander gestapelt werden, beispielsweise in Form von Graphit, sodass mittels einer Zwischenschicht aus Graphen oder Silicen die Barrierewirkung der Zwischenschicht eingestellt werden kann.
In verschiedenen Ausführungsformen wird ein optoelektronisches Bauelement bereitgestellt, das optoelektronische Bauelement aufweisend: eine erste organische funktionelle Schichtenstruktur; eine zweite organische funktionelle Schichtenstruktur; und eine Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schichtenstruktur zwischen der ersten organischen funktionellen Schichtenstruktur und der zweiten organischen funktionellen Schichtenstruktur, wobei die Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schichtenstruktur aufweist: eine erste Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht; eine zweite Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht; und eine Zwischenschicht-Struktur zwischen der ersten Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht; und der zweiten Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht; und wobei die Zwischenschicht-Struktur wenigstens eine Schicht aufweist mit einer flächig-periodischen, wabenförmigen Gitterstruktur, und wobei die Zwischenschicht-Struktur ein schwebendes elektrisches Potential aufweist oder derart ausgebildet ist.
In verschiedenen Ausführungsformen kann unter einer elektronenleitenden Schicht eines elektronischen Bauelementes eine Schicht verstanden werden, bei der das chemisches Potential des Stoffs oder des Stoffgemisches der Schicht energetisch dichter am Leitungsband ausgebildet ist als am Valenzband und bei der mehr als die Hälfte der frei beweglichen Ladungsträger Elektronen sind.
In verschiedenen Ausführungsformen kann unter einer lochleitenden Schicht eines elektronischen Bauelementes eine Schicht verstanden werden, bei der das chemische Potential des Stoffs oder des Stoffgemisches der Schicht energetisch dichter am Valenzband ausgebildet ist als am Leitungsband und bei der mehr als die Hälfte der frei beweglichen Ladungsträger Löcher, d. h. freie Orbitalplätze für Elektronen, sind.
In noch einer Ausgestaltung kann die Zwischenschicht-Struktur in Richtung parallel zu der Flächennormale der Zwischenschicht-Struktur elektrisch isolierend ausgebildet sein und das Valenzband der Zwischenschicht-Struktur in diese Richtung energetisch über dem Leitungsband der körperlich verbundenen ersten Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht und über dem Valenzband der körperlich verbundenen zweiten Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht sein, d. h. die Ladungsträgerleitung kann durch einen Tunnelstrom erfolgen.
Unter einer Zwischenschicht-Struktur, die ein schwebendes elektrisches Potential aufweist oder derart ausgebildet ist, ist zu verstehen, dass die Zwischenschicht-Struktur keine Verbindung zu einem externen elektrischen Anschluss aufweist, beispielweise um die erste organische funktionelle Schichtenstruktur und die zweite organische funktionelle Schichtenstruktur elektrisch parallel zu schalten.
Unter einer wabenförmigen Gitterstruktur kann eine wabenförmige Anordnung von Atomen und Molekülen verstanden werden. Als wabenförmige Anordnung ist eine wenigstens in eine Ebene projizierte ebene Anordnung zu verstehen, die beispielsweise eine dreieckige, viereckige, rhomboedrische, hexagonale, oktagonale und/oder mehr-eckige Elementarzelle aufweist.
In einer Ausgestaltung kann die Zwischenschicht-Struktur wenigstens einen der folgenden Stoffe aufweisen oder daraus gebildet sein: Kohlenstoff, Silizium, Germanium.
In einer Ausgestaltung kann die Zwischenschicht-Struktur eine Graphen-Schicht aufweisen oder daraus gebildet sein.
In einer Ausgestaltung kann die Zwischenschicht-Struktur zwei oder mehr Teilschichten aufweisen oder daraus gebildet sein.
In einer Ausgestaltung kann die Zwischenschicht-Struktur eine Graphit-Schicht aufweisen oder daraus gebildet sein.
In einer Ausgestaltung kann die Zwischenschicht-Struktur eine Silicen-Schicht aufweisen oder daraus gebildet sein.
In einer Ausgestaltung kann die erste Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht einen Dotierstoff in einer Matrix aufweisen.
In einer Ausgestaltung kann die erste Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht einen intrinsisch leitfähigen Stoff aufweisen oder daraus gebildet sein.
In einer Ausgestaltung kann die zweite Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht einen Dotierstoff in einer Matrix aufweisen.
In einer Ausgestaltung kann die zweite Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht einen intrinsisch leitfähigen Stoff aufweisen oder daraus gebildet sein.
In einer Ausgestaltung kann die zweite Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht elektronenleitend ausgebildet sein.
In einer Ausgestaltung kann die zweite Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht lochleitend ausgebildet sein.
In einer Ausgestaltung kann die erste Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht elektronenleitend ausgebildet sein.
In einer Ausgestaltung kann die erste Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht lochleitend ausgebildet sein.
In einer Ausgestaltung kann die Zwischenschicht-Struktur lateral strukturiert ausgebildet sein.
In einer Ausgestaltung kann die Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Struktur zwei oder mehr Zwischenschicht-Strukturen aufweisen, wobei die zwei oder mehr Zwischenschicht-Strukturen an unterschiedlichen Stellen im Schichtenquerschnitt ausgebildet sein können, beispielsweise indem die zwei oder mehr Zwischenschicht-Strukturen für unterschiedliche Schichten als Zwischenschicht-Strukturen wirken.
In einer Ausgestaltung kann das optoelektronische Bauelement als eine organische Leuchtdiode eingerichtet sein.
In verschiedenen Ausführungsformen wird ein Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelementes bereitgestellt, das Verfahren aufweisend: Bilden einer ersten organischen funktionellen Schichtenstruktur; Bilden einer Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schichtenstruktur über oder auf der ersten organischen funktionellen Schichtenstruktur; und Bilden einer zweiten organischen funktionellen Schichtenstruktur über oder auf der Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schichtenstruktur, wobei das Bilden der Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schichtenstruktur aufweist: Bilden einer zweiten Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht; Bilden einer Zwischenschicht-Struktur über oder auf der zweiten Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht; wobei die Zwischenschicht-Struktur wenigstens eine Schicht aufweist mit einer flächig-periodischen, wabenförmigen Gitterstruktur, wobei die Zwischenschicht-Struktur ein schwebendes elektrisches Potential aufweist; und Bilden einer ersten Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht über oder auf der Zwischenschicht-Struktur.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann die Zwischenschicht-Struktur wenigstens einen der folgenden Stoffe aufweisen oder daraus gebildet werden: Kohlenstoff, Silizium, Germanium.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann die Zwischenschicht-Struktur eine Graphen-Schicht aufweisend ausgebildet werden oder daraus ausgebildet werden.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann die Zwischenschicht-Struktur zwei oder mehr Teilschichten aufweisen oder derart ausgebildet werden.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann die Zwischenschicht-Struktur eine Graphit-Schicht aufweisend ausgebildet werden oder daraus ausgebildet werden.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann die Zwischenschicht-Struktur als eine Silicen-Schicht aufweisend ausgebildet werden oder daraus ausgebildet werden.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann die erste Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht derart ausgebildet werden, dass die erste Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht einen Dotierstoff in einer Matrix aufweist oder daraus gebildet wird.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann die erste Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht derart ausgebildet werden, dass die erste Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht einen intrinsisch leitfähigen Stoff aufweist oder daraus gebildet wird.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann die zweite Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht derart ausgebildet werden, dass die zweite Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht einen Dotierstoff in einer Matrix aufweist oder daraus gebildet wird.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann die zweite Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht derart ausgebildet werden, dass die zweite Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht einen intrinsisch leitfähigen Stoff aufweist oder daraus gebildet wird.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann die zweite Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht elektronenleitend ausgebildet werden.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann die zweite Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht lochleitend ausgebildet werden.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann die erste Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht elektronenleitend ausgebildet werden.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann die erste Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht lochleitend ausgebildet werden.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann die Zwischenschicht-Struktur lateral strukturiert ausgebildet werden.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann die Zwischenschicht-Struktur strukturiert auf der ersten Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht oder der zweiten Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht aufgebracht werden.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann die Zwischenschicht-Struktur nach dem Aufbringen auf der ersten Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht oder der zweiten Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht strukturiert werden, beispielsweise indem wenigstens ein Bereich der ersten Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht oder der zweiten Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht unterhalb der Zwischenschicht-Struktur freigelegt wird.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann die Zwischenschicht-Struktur derart ausgebildet werden, dass die Zwischenschicht-Struktur mehrere Teilschichten aufweist oder daraus gebildet ist.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens können die Teilschichten der Zwischenschicht-Struktur nacheinander über der ersten Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht und/oder der zweiten Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht aufgebracht werden. Dadurch können beispielsweise Defekte in der kristallinen Ordnung einzelner Teilschichten mittels danach aufgebrachter Teilschichten überdeckt werden und so die Barrierewirkung verstärkt werden.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann die Zwischenschicht-Struktur mehrere Teilschichten aufweisend in einem Verfahren über der ersten Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht und/oder der zweiten Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht aufgebracht werden.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann die Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Struktur zwei oder mehr Zwischenschicht-Strukturen aufweisend ausgebildet werden, wobei die zwei oder mehr Zwischenschicht-Strukturen an unterschiedlichen Stellen im Schichtenquerschnitt ausgebildet werden können, beispielsweise indem die zwei oder mehr Zwischenschicht-Strukturen für unterschiedliche Schichten als Zwischenschicht-Strukturen wirken.
In noch einer Ausgestaltung des Verfahrens kann das optoelektronische Bauelement als eine organische Leuchtdiode hergestellt werden.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert.
Es zeigen
1a–c schematische Querschnittansicht eines optoelektronischen Bauelements gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen;
2a, b eine schematische Querschnittsansicht einer Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schichtenstruktur eines optoelektronischen Bauelementes gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen;
3a, b eine schematische Querschnittsansicht einer Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schichtenstruktur eines optoelektronischen Bauelementes gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen; und
4a, b eine schematische Querschnittsansicht einer herkömmlichen Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schichtenstruktur eines optoelektronischen Bauelementes und eine Tabelle mit herkömmlichen Materialbeispielen.
In der folgenden ausführlichen Beschreibung wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, die Teil dieser bilden und in denen zur Veranschaulichung spezifische Ausführungsformen gezeigt sind, in denen die Erfindung ausgeübt werden kann. In dieser Hinsicht wird Richtungsterminologie wie etwa „oben”, „unten”, „vorne”, „hinten”, „vorderes”, „hinteres”, usw. mit Bezug auf die Orientierung der beschriebenen. Figur(en) verwendet. Da Komponenten von Ausführungsformen in einer Anzahl verschiedener Orientierungen positioniert werden können, dient die Richtungsterminologie zur Veranschaulichung und ist auf keinerlei Weise einschränkend. Es versteht sich, dass andere Ausführungsformen benutzt und strukturelle oder logische Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Es versteht sich, dass die Merkmale der hierin beschriebenen verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen miteinander kombiniert werden können, sofern nicht spezifisch anders angegeben. Die folgende ausführliche Beschreibung ist deshalb nicht in einschränkendem Sinne aufzufassen, und der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung wird durch die angefügten Ansprüche definiert.
Im Rahmen dieser Beschreibung werden die Begriffe ”verbunden”, ”angeschlossen” sowie ”gekoppelt” verwendet zum Beschreiben sowohl einer direkten als auch einer indirekten Verbindung, eines direkten oder indirekten Anschlusses sowie einer direkten oder indirekten Kopplung. In den Figuren werden identische oder ähnliche Elemente mit identischen Bezugszeichen versehen, soweit dies zweckmäßig ist.
Unter einem optoelektronischen Bauelement kann eine Ausführung eines elektronischen Bauelementes verstanden werden, wobei das optoelektronische Bauelement einen optisch aktiven Bereich aufweist. Der optisch aktive Bereich kann elektromagnetische Strahlung absorbieren und daraus einen Fotostrom ausbilden oder mittels einer angelegten Spannung an den optisch aktiven Bereich elektromagnetische Strahlung emittieren.
Unter einem optisch aktiven Bereich eines optoelektronischen Bauelementes kann der Bereich eines optoelektronischen Bauelementes verstanden werden, der elektromagnetische Strahlung absorbieren und daraus einen Fotostrom ausbilden kann oder mittels einer angelegten Spannung an den optisch aktiven Bereich elektromagnetische Strahlung emittieren kann.
Ein optoelektronisches Bauelement, welches zwei flächige, optisch aktive Seiten aufweist, kann beispielsweise transparent ausgebildet sein, beispielsweise als eine transparente organische Leuchtdiode.
Der optisch aktive Bereich kann jedoch auch eine flächige, optisch aktive Seite und eine flächige, optisch inaktive Seite aufweisen, beispielsweise eine organische Leuchtdiode, die als Top-Emitter oder Bottom-Emitter eingerichtet ist.
Ein organisches (opto-)elektronisches Bauelement kann als eine organische Leuchtdiode (organic light emitting diode – OLED), eine organische Photovoltaikanlage, beispielsweise eine organische Solarzelle, ein organisches Fotometer, ein organischer Feldeffekttransistor (organic field effect transistor OFET) und/oder eine organische Elektronik ausgebildet sein. Bei dem organischen Feldeffekttransistor kann es sich um einen all-OFET handeln, bei dem alle Schichten organisch sind. Ein organisches, elektronisches Bauelement kann ein organisches funktionelles Schichtensystem aufweisen, welches synonym auch als organische funktionelle Schichtenstruktur bezeichnet wird. Die organische funktionelle Schichtenstruktur kann einen organischen Stoff oder ein organisches Stoffgemisch aufweisen oder daraus gebildet sein, der/das beispielsweise zu einem Bereitstellen einer elektromagnetischen Strahlung aus einem bereitgestellten elektrischen Strom und/oder zu einem Bereitstellen eines elektrischen Stromes aus einer bereitgestellten elektromagnetischen Strahlung eingerichtet ist.
Auch wenn im Folgenden die verschiedenen Ausführungsbeispiele anhand einer OLED beschrieben werden, so können diese Ausführungsbeispiele jedoch ohne weiteres auch auf die anderen, oben genannten elektronischen und optoelektronischen Bauelemente angewendet werden.
Unter einem organischen Stoff kann eine, ungeachtet des jeweiligen Aggregatzustandes, in chemisch einheitlicher Form vorliegende, durch charakteristische physikalische und chemische Eigenschaften gekennzeichnete Verbindung des Kohlenstoffs verstanden werden.
Unter einem anorganischen Stoff kann eine, ungeachtet des jeweiligen Aggregatzustandes, in chemisch einheitlicher Form vorliegende, durch charakteristische physikalische und chemische Eigenschaften gekennzeichnete Verbindung ohne Kohlenstoff oder einfacher Kohlenstoffverbindung verstanden werden.
Unter einem organisch-anorganischen Stoff (hybrider Stoff) kann eine, ungeachtet des jeweiligen Aggregatzustandes, in chemisch einheitlicher Form vorliegende, durch charakteristische physikalische und chemische Eigenschaften gekennzeichnete Verbindung mit Verbindungsteilen die Kohlenstoff enthalten und frei von Kohlenstoff sind, verstanden werden.
Der Begriff „Stoff” umfasst alle oben genannten Stoffe, beispielsweise einen organischen Stoff, einen anorganischen Stoff, und/oder einen hybriden Stoff. Der Begriff Material ist synonym zu dem Begriff Stoff verwendet.
Unter einem Stoffgemisch kann etwas verstanden werden, was Bestandteile aus zwei oder mehr verschiedenen Stoffen besteht, deren Bestandteile beispielsweise sehr fein verteilt sind.
Unter Graphen kann ein organischer Stoff verstanden werden, der eine atomar dünne Schicht aus in der Ebene hexagonal angeordneten Kohlenstoffatomen aufweist. Diese Schicht kann auch als ein riesiges zweidimensionales Fullerenmolekül; ein einzelnes unaufgerolltes Kohlenstoffnanoröhrchen oder als eine Schicht einer Lamelle des Graphit-Kristalls aufgefasst werden.
Unter Graphit kann ein organischer Stoff verstanden werden, der wenigstens zwei Lagen Graphen aufweist Unter Silicen kann ein anorganischer Stoff verstanden werden, der eine atomar dünne Schicht aus hexagonal angeordneten Siliziumatomen aufweist.
Die hexagonale Gitterstruktur von Kohlenstoffatomen in Graphen oder Siliziumatomen in Silicen ist dicht gepackt mit Elektronenwolken und kann somit sehr dicht sein hinsichtlich einer Permeabilität von Molekülen. Aus Graphen, Graphit und Silicen können daher sehr dichte Barrierestrukturen mit geringer Dicke gebildet werden.
Unter dem Begriff „transluzent” bzw. „transluzente Schicht” kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen verstanden werden, dass eine Schicht für Licht durchlässig ist, beispielsweise für das von dem lichtemittierenden Bauelement erzeugte Licht, beispielsweise in einem oder mehreren Wellenlängenbereich(en), beispielsweise für Licht in einem Wellenlängenbereich des sichtbaren Lichts (beispielsweise zumindest in einem Teilbereich des Wellenlängenbereichs von 380 nm bis 780 nm). Beispielsweise ist unter dem Begriff „transluzente Schicht” in verschiedenen Ausführungsbeispielen zu verstehen, dass im Wesentlichen die gesamte in eine Struktur (beispielsweise eine Schicht) eingekoppelte Lichtmenge auch aus der Struktur (beispielsweise Schicht) ausgekoppelt wird, wobei ein Teil des Lichts hierbei gestreut werden kann
Unter dem Begriff „transparent” oder „transparente Schicht” kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen verstanden werden, dass eine Schicht für Licht durchlässig ist (beispielsweise zumindest in einem Teilbereich des Wellenlängenbereichs von 380 nm bis 780 nm), wobei in eine Struktur (beispielsweise eine Schicht) eingekoppeltes Licht im Wesentlichen ohne Streuung oder Lichtkonversion auch aus der Struktur (beispielsweise Schicht) ausgekoppelt wird.
Für den Fall, dass beispielsweise ein lichtemittierendes monochromes oder im Emissionsspektrum begrenztes elektronisches Bauelement bereitgestellt werden soll, ist es ausreichend, dass die optisch transluzente Schichtenstruktur zumindest in einem Teilbereich des Wellenlängenbereichs des gewünschten monochromen Lichts oder für das begrenzte Emissionsspektrum transluzent ist.
In verschiedenen Ausgestaltungen kann ein Klebstoff einen der folgenden Stoffe aufweisen oder daraus gebildet sein: ein Kasein, ein Glutin, eine Stärke, eine Cellulose, ein Harz, ein Tannin, ein Lignin, einen organischen Stoff mit Sauerstoff. Stickstoff, Chlor und/oder Schwefel; ein Metalloxid, ein Silikat, ein Phosphat, ein Borat.
In verschiedenen Ausgestaltungen kann ein Klebstoff als ein Schmelzklebstoff, beispielsweise ein Lösemittelhaltiger Nassklebstoff, ein Kontaktklebstoff, ein Dispersionsklebstoff, ein Wasserbasierter Klebstoff, ein Plastisol; ein Polymerisationsklebstoff, beispielsweise ein Cyanacrylat-Klebstoff, ein Methylmethacrylat-Klebstoff, ein anaerob härtender Klebstoff, ein ungesättigter Polyester, ein Strahlenhärtender Klebstoff; ein Polykondensationsklebstoff, beispielsweise ein Phenol-Formaldehydharz-Klebstoff, ein Silikon, ein Silanvernetzender Polymerklebstoff, ein Polyimidklebstoff, ein Polysulfidklebstoff; und/oder ein Polyadditionsklebstoff, beispielsweise ein Epoxidharz-Klebstoff, ein Polyurethan-Klebstoff, ein Silikon, ein Haftklebstoff; aufweisen oder daraus gebildet sein.
Unter der Austrittsarbeit kann die Arbeit verstanden werden, die aufgewendet wird um Elektronen aus einem Festkörper herauszulösen. Der Betrag der dafür aufzuwendenden Arbeit entspricht dem Betrag Energiedifferenz der Fermi-Energie des Elektrons im Festkörper zu der Energie des Elektrons im Vakuum. Die Austrittsarbeit eines Elektrons aus einer Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht kann beispielsweise gemessen werden wie in M. Kröger et al., Physical Review B 75 (2007) 235321 beschrieben ist.
1a zeigt eine Querschnittansicht eines optoelektronischen Bauelements 100 gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen.
Dargestellt ist eine schematische Querschnittsansicht eines optoelektronischen Bauelementes 100 aufweisend: ein Träger 102, eine Barriereschicht 104, ein elektrisch aktiver Bereich 106 mit einer ersten Elektrode 110, einer organischen funktionellen Schichtenstruktur 112 mit einer ersten organischen funktionellen Schichtenstruktur 116, einer Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schichten 118 und einer zweiten funktionellen Schichtenstruktur 120; und einer zweiten Elektrode 114; einer Barrieredünnschicht 108, einer Klebstoffschicht 122 und einer Abdeckung 124, wie sie im Folgenden näher beschrieben werden.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die organische Leuchtdiode (oder auch die lichtemittierenden Bauelemente 100 gemäß den oben oder noch im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen) als ein so genannter Top- und Bottom-Emitter eingerichtet sein. Ein Top- und Bottom-Emitter kann auch als optisch transparentes Bauelement, beispielsweise eine transparente organische Leuchtdiode, bezeichnet werden.
Das optoelektronische Bauelement 100 kann zu einem Aufnehmen und/oder Bereitstellen elektromagnetischer Strahlung eingerichtet sein, wobei das optoelektronische Bauelement 100 eingerichtet ist eine elektrische Energie aus einer aufgenommenen elektromagentischen Strahlung zu erzeugen und/oder eine elektromagnetische Strahlung aus einer bereitgestellten elektrischen Energie zu erzeugen.
Das optoelektronische Bauelement 100 in Form eines lichtemittierenden Bauelements, beispielsweise in Form einer organischen Leuchtdiode 100, kann ein Träger 102 aufweisen. Der Träger 102 kann beispielsweise als ein Trägerelement für elektronische Elemente oder Schichten, beispielsweise lichtemittierende Elemente, dienen. Beispielsweise kann der Träger 102 Glas, Quarz, und/oder ein Halbleitermaterial oder irgendein anderes geeignetes Material aufweisen oder daraus gebildet sein. Ferner kann der Träger eine Kunststofffolie oder ein Laminat mit einer oder mit mehreren Kunststofffolien aufweisen oder daraus gebildet sein. Der Kunststoff kann ein oder mehrere Polyolefine (beispielsweise Polyethylen (PE) mit hoher oder niedriger Dichte oder Polypropylen (PP)) aufweisen oder daraus gebildet sein. Ferner kann der Kunststoff Polyvinylchlorid (PVC), Polystyrol (PS), Polyester und/oder Polycarbonat (PC), Polyethylenterephthalat (PET), Polyethersulfon (PES) und/oder Polyethylennaphthalat (PEN) aufweisen oder daraus gebildet sein. Das Substrat 102 kann eines oder mehrere der oben genannten Materialien aufweisen. Das Substrat 102 kann transluzent oder sogar transparent ausgeführt sein.
Der Träger 102 kann ein Metall aufweisen oder daraus gebildet sein, beispielsweise Kupfer, Silber, Gold, Platin, Eisen, beispielsweise eine Metallverbindung, beispielsweise Stahl.
Ein Träger 102 aufweisend ein Metall oder eine Metallverbindung kann auch als eine Metallfolie oder eine metallbeschichtete Folie ausgebildet sein.
Der Träger 102 kann transluzent oder sogar transparent ausgeführt sein. Bei einem Träger 102, der ein Metall aufweist, kann das Metall beispielsweise als eine dünne Schicht transparente oder transluzente Schicht ausgebildet sein und/oder das Metall ein Teil einer Spiegelstruktur sein.
Der Träger 102 kann einen mechanisch rigiden Bereich und/oder einen mechanisch flexiblen Bereich aufweisen oder derart ausgebildet sein. Ein Träger 102, der einen mechanisch rigiden Bereich und einen mechanisch flexiblen Bereich aufweist, kann beispielsweise strukturiert sein, beispielsweise indem der rigide Bereich und der flexible Bereich eine unterschiedliche Dicke aufweisen.
Ein mechanisch flexibler Träger 102 oder der mechanisch flexible Bereich kann beispielsweise als eine Folie ausgebildet sein, beispielsweise eine Kunststofffolie, Metallfolie oder ein dünnes Glas.
In einem Ausführungsbeispiel kann der Träger 102 als Wellenleiter für elektromagnetische Strahlung des optoelektronischen Bauelementes 100 ausgebildet sein, beispielsweise transparent oder transluzent sein hinsichtlich der bereitgestellten elektromagnetischen Strahlung des optoelektronischen Bauelementes 100.
Auf oder über dem Träger 102 kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen optional eine Barriereschicht 104 angeordnet sein, beispielsweise auf der Seite der organischen funktionellen Schichtenstruktur 106 und/oder auf der Seite, die der organischen funktionellen Schichtenstruktur 106 abgewandt ist.
Auf oder über dem Substrat 102 kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen optional eine Barriereschicht 104 angeordnet sein.
Die Barriereschicht 104 kann eines oder mehrere der folgenden Materialien aufweisen oder daraus gebildet sein: Aluminiumoxid, Zinkoxid, Zirkoniumoxid, Titanoxid, Hafniumoxid, Tantaloxid Lanthaniumoxid, Siliziumoxid, Siliziumnitrid, Siliziumoxinitrid, Indiumzinnoxid, Indiumzinkoxid, Aluminium-dotiertes Zinkoxid, Poly(p-phenylenterephthalamid), Nylon 66, sowie Mischungen und Legierungen derselben.
In verschiedenen Ausgestaltungen kann die Barriereschicht 10 mittels eines Atomlagenabscheideverfahrens (atomic layer deposition – ALD) und/oder einem Moleküllagenabscheideverfahrens (molecular layer deposition – MLD) ausgebildet werden.
In verschiedenen Ausgestaltungen kann die Barriereschicht 104 zwei oder mehr gleiche und/oder unterschiedliche Schichten, oder Lagen aufweisen, beispielsweise nebeneinander und/oder übereinander, beispielsweise als eine Barriereschichtstruktur oder ein Barrierestapel, beispielsweise strukturiert. Ferner kann die Barriereschicht 104 in verschiedenen Ausführungsbeispielen eine Schichtdicke aufweisen in einem Bereich von ungefähr 0,1 nm (eine Atomlage) bis ungefähr 1000 nm, beispielsweise eine Schichtdicke in einem Bereich von ungefähr 10 nm bis ungefähr 200 nm, beispielsweise eine Schichtdicke von ungefähr 40 nm.
Auf oder über der Barriereschicht 104 (oder, wenn die Barriereschicht 104 nicht vorhanden ist, auf oder über dem Träger 102) kann ein elektrisch aktiver Bereich 106 des lichtemittierenden Bauelements 100 angeordnet sein. Der elektrisch aktive Bereich 106 kann als der Bereich des lichtemittierenden Bauelements 100 verstanden werden, in dem ein elektrischer Strom zum Betrieb des optoelektronischen Bauelements, beispielsweise des lichtemittierenden Bauelements 100 fließt.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann der elektrisch aktive Bereich 106 eine erste Elektrode 110, eine zweite Elektrode 114 und dazwischen ein funktionelles Schichtensystem 112 aufweisen, wie es im Folgenden noch näher erläutert wird.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann auf oder über der Barriereschicht (oder, wenn die Barriereschicht nicht vorhanden ist (nicht dargestellt), auf oder über dem Träger 102) die erste Elektrode 110 (beispielsweise in Form einer ersten Elektrodenschicht 110) aufgebracht sein.
Die erste Elektrode 110 (im Folgenden auch als untere Elektrode 110 bezeichnet) kann aus einem elektrisch leitfähigen Material gebildet werden oder sein, wie beispielsweise aus einem Metall oder einem leitfähigen transparenten Oxid (transparent conductive Oxide, TCO) oder einem Schichtenstapel mehrerer Schichten desselben Metalls oder unterschiedlicher Metalle und/oder desselben TCO oder unterschiedlicher TCOs. Transparente leitfähige Oxide sind transparente, leitfähige Materialien, beispielsweise Metalloxide, wie beispielsweise Zinkoxid, Zinnoxid, Cadmiumoxid, Titanoxid, Indiumoxid, oder Indium-Zinn-Oxid (ITO). Neben binären Metallsauerstoffverbindungen, wie beispielsweise ZnO, SnO₂, oder In₂O₃ gehören auch ternäre Metallsauerstoffverbindungen, wie beispielsweise AlZnO, Zn₂SnO₄, CdSnO₃, ZnSnO₃, MgIn₂O₄, GaInO₃, Zn₂In₂O₅ oder In₄Sn₃O₁₂ oder Mischungen unterschiedlicher transparenter leitfähiger Oxide zu der Gruppe der TCOs und können in verschiedenen Ausführungsbeispielen eingesetzt werden. weiterhin entsprechen die TCOs nicht zwingend einer stöchiometrischen Zusammensetzung und können ferner p-dotiert oder n-dotiert sein.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die erste Elektrode 110 ein Metall aufweisen; beispielsweise Ag, Pt, Au, Mg, Al, Ba, In, Ca, Sm oder Li, sowie Verbindungen, Kombinationen oder Legierungen dieser Materialien.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die erste Elektrode 110 gebildet werden von einem Schichtenstapel einer Kombination einer Schicht eines Metalls auf einer Schicht eines TCOs, oder umgekehrt. Ein Beispiel ist eine Silberschicht, die auf einer Indium-Zinn-Oxid-Schicht (ITO) aufgebracht ist (Ag auf ITO) oder ITO-Ag-ITO Multischichten.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die erste Elektrode 110 eines oder mehrere der folgenden Materialien vorsehen alternativ oder zusätzlich zu den oben genannten Materialien: Netzwerke aus metallischen Nanodrähten und -teilchen, beispielsweise aus Ag; Netzwerke aus Kohlenstoff-Nanoröhren; Graphen-Teilchen und Schichten; Netzwerke aus halbleitenden Nanodrähten.
Ferner kann die erste Elektrode 110 elektrisch leitfähige Polymere oder Übergangsmetalloxide oder elektrisch leitfähige transparente Oxide aufweisen.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen können die erste Elektrode 110 und das Substrat 102 transluzent oder transparent ausgebildet sein. In dem Fall, dass die erste Elektrode 110 aus einem Metall gebildet wird, kann die erste Elektrode 110 beispielsweise eine Schichtdicke aufweisen von kleiner oder gleich ungefähr 25 nm, beispielsweise eine Schichtdicke von kleiner oder gleich ungefähr 20 nm, beispielsweise eine Schichtdicke von kleiner oder gleich ungefähr 18 nm. Weiterhin kann die erste Elektrode 110 beispielsweise eine Schichtdicke aufweisen von größer oder gleich ungefähr 10 nm, beispielsweise eine Schichtdicke von größer oder gleich ungefähr 15 nm. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die erste Elektrode 110 eine Schichtdicke aufweisen in einem Bereich von ungefähr 10 nm bis ungefähr 25 nm, beispielsweise eine Schichtdicke in einem Bereich von ungefähr 10 nm bis ungefähr 18 nm, beispielsweise eine Schichtdicke in einem Bereich von ungefähr 15 nm bis ungefähr 18 nm.
Weiterhin kann für den Fall, dass die erste Elektrode 110 aus einem leitfähigen transparenten Oxid (TCO) gebildet wird, die erste Elektrode 110 beispielsweise eine Schichtdicke aufweisen in einem Bereich von ungefähr 50 nm bis ungefähr 500 nm, beispielsweise eine Schichtdicke in einem Bereich von ungefähr 75 nm bis ungefähr 250 nm, beispielsweise eine Schichtdicke in einem Bereich von ungefähr 100 nm bis ungefähr 150 nm.
Ferner kann für den Fall, dass die erste Elektrode 110 aus beispielsweise einem Netzwerk aus metallischen Nanodrähten, beispielsweise aus Ag, die mit leitfähigen Polymeren kombiniert sein können, einem Netzwerk aus Kohlenstoff-Nanoröhren, die mit leitfähigen Polymeren kombiniert sein können, oder von Graphen-Schichten und Kompositen gebildet wird, die erste Elektrode 110 beispielsweise eine Schichtdicke aufweisen in einem Bereich von ungefähr 1 nm bis ungefähr 500 nm, beispielsweise eine Schichtdicke in einem Bereich von ungefähr 10 nm bis ungefähr 400 nm, beispielsweise eine Schichtdicke in einem Bereich von ungefähr 40 nm bis ungefähr 250 nm.
Die erste Elektrode 110 kann als Anode, also als löcherinjizierende Elektrode ausgebildet sein oder als Kathode, also als eine elektroneninjizierende Elektrode.
Die erste Elektrode 110 kann einen ersten elektrischen Anschluss aufweisen, an den ein erstes elektrisches Potential (bereitgestellt von einer Energiequelle (nicht dargestellt), beispielsweise einer Stromquelle oder einer Spannungsquelle) anlegbar ist. Alternativ kann das erste elektrische Potential an das Substrat 102 angelegt werden oder sein und darüber dann mittelbar der ersten Elektrode 110 zugeführt werden oder sein. Das erste elektrische Potential kann beispielsweise das Massepotential oder ein anderes vorgegebenes Bezugspotential sein.
Weiterhin kann der elektrisch aktive Bereich 106 des lichtemittierenden Bauelements 100 ein organisch funktionelles Schichtensystem 112, auch bezeichnet als eine organische elektrolumineszente Schichtenstruktur 112, aufweisen, die auf oder über der ersten Elektrode 110 aufgebracht ist oder wird.
Die organische elektrolumineszente Schichtenstruktur 112 kann mehrere organische funktionelle Schichtenstrukturen 116, 120 aufweisen. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die organische elektrolumineszente Schichtenstruktur 112 aber auch mehr als zwei organische funktionelle Schichtenstrukturen aufweisen, beispielsweise 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, oder sogar mehr.
In 1 sind eine erste organische funktionelle Schichtenstruktur 116 und eine zweite organische funktionelle Schichtenstruktur 120 dargestellt.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die zweite organische funktionelle Schichtenstruktur 120 wie eine der Ausgestaltungen der ersten organischen funktionellen Schichtenstruktur 116 ausgebildet sein. Die erste organische funktionelle Schichtenstruktur 116 und eine zweite organische funktionelle Schichtenstruktur 120 können gleich oder unterschiedlich ausgebildet sein, beispielsweise ein gleiches oder unterschiedliches Emittermaterial aufweisen.
Die erste organische funktionelle Schichtenstruktur 116 kann auf oder über der ersten Elektrode 110 angeordnet sein.
Weiterhin kann die zweite organische funktionelle Schichtenstruktur 120 über der ersten organischen funktionellen Schichtenstruktur 116 angeordnet sein, wobei zwischen der ersten organischen funktionellen Schichtenstruktur 116 und der zweiten organischen funktionellen Schichtenstruktur 120 eine Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schichtenstruktur 118 (engl.: Charge Generation Layer, CGL) angeordnet ist.
In Ausführungsbeispielen, in denen mehr als zwei organische funktionelle Schichtenstrukturen vorgesehen sind, kann zwischen jeweils zwei organischen funktionellen Schichtenstrukturen eine jeweilige Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schichtenstruktur vorgesehen sein.
Wie im Folgenden noch näher erläutert wird kann jede der organischen funktionellen Schichtenstrukturen 116, 120 jeweils eine oder mehrere Emitterschichten aufweisen, beispielsweise mit fluoreszierenden und/oder phosphoreszierenden Emittern, sowie eine oder mehrere Lochleitungsschichten (in 1 nicht dargestellt) (auch bezeichnet als Lochtransportschicht(en)).
In verschiedenen Ausführungsbeispielen können alternativ oder zusätzlich eine oder mehrere Elektronenleitungsschichten (auch bezeichnet als Elektronentransportschicht(en)) vorgesehen sein.
Beispiele für Emittermaterialien, die in dem lichtemittierenden Bauelement 100 gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen für die Emitterschicht(en) eingesetzt werden können, schließen organische oder organometallische Verbindungen, wie Derivate von Polyfluoren, Polythiophen und Polyphenylen (z. B. 2- oder 2,5-substituiertes Poly-p-phenylenvinylen) sowie Metailkomplexe, beispielsweise Iridium-Komplexe wie blau phosphoreszierendes FIrPic (Bis(3,5-difluoro-2-(2-pyridyl)phenyl-(2-carboxypyridyl)iridium III), grün phosphoreszierendes Ir(ppy)₃ (Tris(2-phenylpyridin)iridium III), rot phosphoreszierendes Ru(dtb-bpy)₃·2(PF₆) (Tris[4,4'-di-tert-butyl-(2,2')-bipyridin]ruthenium(III)komplex) sowie blau fluoreszierendes DPAVBi (4,4-Bis[4-(di-p-tolylamino)styryl]biphenyl), grün fluoreszierendes TTPA (9,10-Bis[N,N-di-(p-tolyl)-amino]anthracen) und rot fluoreszierendes DCM2 (4-Dicyanomethylen)-2-methyl-6-julolidyl-9-enyl-4H-pyran) als nichtpolymere Emitter ein. Solche nichtpolymeren Emitter sind beispielsweise mittels thermischen Verdampfens abscheidbar. Ferner können Polymeremitter eingesetzt werden, welche insbesondere mittels eines nasschemischen Verfahrens, wie beispielsweise einem Aufschleuderverfahren (auch bezeichnet als Spin Coating), abscheidbar sind.
Die Emittermaterialien können in geeigneter Weise in einem Matrixmaterial eingebettet sein.
Es ist darauf hinzuweisen, dass andere geeignete Emittermaterialien in anderen Ausführungsbeispielen ebenfalls vorgesehen sind.
Die Emittermaterialien der Emitterschicht(en) des lichtemittierenden Bauelements 100 können beispielsweise so ausgewählt sein, dass das lichtemittierende Bauelement 100 Weißlicht emittiert. Die Emitterschicht(en) kann/können mehrere verschiedenfarbig (zum Beispiel blau und gelb oder blau, grün und rot) emittierende Emittermaterialien aufweisen, alternativ kann/können die Emitterschicht(en) auch aus mehreren Teilschichten aufgebaut sein, wie einer blau fluoreszierenden Emitterschicht oder blau phosphoreszierenden Emitterschicht, einer grün phosphoreszierenden Emitterschicht und einer rot phosphoreszierenden Emitterschicht. Durch die Mischung der verschiedenen Farben kann die Emission von Licht mit einem weißen Farbeindruck resultieren. Alternativ kann auch vorgesehen sein, im Strahlengang der durch diese Schichten erzeugten Primäremission ein Konvertermaterial anzuordnen, das die Primärstrahlung zumindest teilweise absorbiert und eine Sekundärstrahlung anderer Wellenlänge emittiert, so dass sich aus einer (noch nicht weißen) Primärstrahlung durch die Kombination von primärer Strahlung und sekundärer Strahlung ein weißer Farbeindruck ergibt.
Auch können die Emittermaterialien verschiedener organischer funktioneller Schichtenstrukturen so gewählt sein oder werden, dass zwar die einzelnen Emittermaterialien Licht unterschiedlicher Farbe (beispielsweise blau, grün oder rot oder beliebige andere Farbkombinationen, beispielsweise beliebige andere Komplementär-Farbkombinationen) emittieren, dass aber beispielsweise das Gesamtlicht, das insgesamt von allen organischen funktionellen Schichtenstrukturen emittiert wird und von der OLED nach außen emittiert wird, ein Licht vorgegebener Farbe, beispielsweise Weißlicht, ist.
Die organischen funktionellen Schichtenstrukturen 116, 120 können allgemein eine oder mehrere elektrolumineszente Schichten aufweisen. Die eine oder mehreren elektrolumineszenten Schichten kann oder können organische Polymere, organische Oligomere, organische Monomere, organische kleine, nicht-polymere Moleküle („small molecules”) oder eine Kombination dieser Materialien aufweisen. Beispielsweise kann die organische elektrolumineszente Schichtenstruktur 112 eine oder mehrere elektrolumineszente Schichten aufweisen, die als Lochtransportschicht ausgeführt ist oder sind, so dass beispielsweise in dem Fall einer OLED eine effektive Löcherinjektion in eine elektrolumineszierende Schicht oder einen elektrolumineszierenden Bereich ermöglicht wird. Alternativ können in verschiedenen Ausführungsbeispielen die organischen funktionellen Schichtenstrukturen 116, 120, eine oder mehrere funktionelle Schichten aufweisen, die als Elektronentransportschicht ausgeführt ist oder sind, so dass beispielsweise in einer OLED eine effektive Elektroneninjektion in eine elektrolumineszierende Schicht oder einen elektrolumineszierenden Bereich ermöglicht wird. Als Material für die Lochtransportschicht können beispielsweise tertiäre Amine, Carbazolderivate, leitendes Polyanilin oder Polyethylendioxythiophen verwendet werden. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann oder können die eine oder die mehreren elektrolumineszenten Schichten als elektrolumineszierende Schicht ausgeführt sein.
Auf oder über der organischen elektrolumineszenten Schichtenstruktur 110 oder gegebenenfalls auf oder über der einen oder den mehreren weiteren organischen Funktionsschichten kann die zweite Elektrode 114 (beispielsweise in Form einer zweiten Elektrodenschicht 114) aufgebracht sein, wie oben beschrieben worden ist.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die zweite Elektrode 114 gemäß einer der Ausgestaltungen der ersten Elektrode 110 ausgebildet sein, wobei die erste Elektrode 110 und die zweite Elektrode 114 gleich oder unterschiedlich sein können. In verschiedenen Ausführungsbeispielen sind Metalle besonders geeignet.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die zweite Elektrode 114 (beispielsweise für den Fall einer metallischen zweiten Elektrode 114), beispielsweise eine Schichtdicke aufweisen von kleiner oder gleich ungefähr 2000 nm, beispielsweise eine Schichtdicke aufweisen von kleiner oder gleich ungefähr 1000 nm, beispielsweise eine Schichtdicke aufweisen von kleiner oder gleich ungefähr 500 nm, beispielsweise eine Schichtdicke aufweisen von kleiner oder gleich ungefähr 200 nm, beispielsweise eine Schichtdicke aufweisen von kleiner oder gleich ungefähr 100 nm beispielsweise eine Schichtdicke aufweisen von kleiner oder gleich ungefähr 50 nm, beispielsweise eine Schichtdicke von kleiner oder gleich ungefähr 45 nm, beispielsweise eine Schichtdicke von kleiner oder gleich ungefähr 40 nm, beispielsweise eine Schichtdicke von kleiner oder gleich ungefähr 35 nm, beispielsweise eine Schichtdicke von kleiner oder gleich ungefähr 30 nm, beispielsweise eine Schichtdicke von kleiner oder gleich ungefähr 25 nm, beispielsweise eine Schichtdicke von kleiner oder gleich ungefähr 20 nm, beispielsweise eine Schichtdicke von kleiner oder gleich ungefähr 15 nm, beispielsweise eine Schichtdicke von kleiner oder gleich ungefähr 10 nm.
Die zweite Elektrode 114 kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen aus einem oder mehreren der Materialien und mit der jeweiligen Schichtdicke ausgebildet sein oder werden, wie oben im Zusammenhang mit der ersten Elektrode 110 beschrieben.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen sind die erste Elektrode 110 und die zweite Elektrode 114 beide transluzent oder transparent ausgebildet. Somit kann das in 1 dargestellte lichtemittierende Bauelement 100 als Top- und Bottom-Emitter (anders ausgedrückt als transparentes lichtemittierendes Bauelement 100) eingerichtet sein.
Die zweite Elektrode 114 kann als Anode, also als löcherinjizierende Elektrode ausgebildet sein oder als Kathode, also als eine elektroneninjizierende Elektrode.
Die zweite Elektrode 114 kann einen zweiten elektrischen Anschluss aufweisen, an den ein zweites elektrisches Potential (welches unterschiedlich ist zu dem ersten elektrischen Potential), bereitgestellt von der Energiequelle, anlegbar ist. Das zweite elektrische Potential kann beispielsweise einen Wert aufweisen derart, dass die Differenz zu dem ersten elektrischen Potential einen Wert in einem Bereich von ungefähr 1,5 V bis ungefähr 230 V aufweist, beispielsweise einen Wert in einem Bereich von ungefähr 2,5 V bis ungefähr 15 V, beispielsweise einen Wert in einem Bereich von ungefähr 3 V bis ungefähr 12 V. Ein elektrisches Potential bis 230 V kann beispielsweise realisiert werden in dem mehrere organische funktionelle Schichtenstrukturen 116, 120 übereinander gestapelt werden, beispielsweise ungefähr 76. Dadurch ist beispielsweise ein Betrieb des optoelektronischen Bauelementes mit Netzspannung möglich, d. h. ohne Vorschaltgerät. Auf oder über der zweiten Elektrode 114 und damit auf oder über dem elektrisch aktiven Bereich 106 kann optional noch eine Verkapselung, beispielsweise in Form einer Barrierendünnschicht/Dünnschichtverkapselung 108 gebildet werden oder sein.
Unter einer „Barrierendünnschicht” bzw. einem „Barriere-Dünnfilm” 108 kann im Rahmen dieser Anmeldung beispielsweise eine Schicht oder eine Schichtenstruktur verstanden werden, die dazu geeignet ist, eine Barriere gegenüber chemischen Verunreinigungen bzw. atmosphärischen Stoffen, insbesondere gegenüber Wasser (Feuchtigkeit) und Sauerstoff, zu bilden. Mit anderen Worten ist die Barrierendünnschicht 108 derart ausgebildet, dass sie von OLED-schädigenden Stoffen wie Wasser, Sauerstoff oder Lösemittel nicht oder höchstens zu sehr geringen Anteilen durchdrungen werden kann.
Gemäß einer Ausgestaltung kann die Barrierendünnschicht 108 als eine einzelne Schicht (anders ausgedrückt, als Einzelschicht) ausgebildet sein. Gemäß einer alternativen Ausgestaltung kann die Barrierendünnschicht 108 eine Mehrzahl von aufeinander ausgebildeten Teilschichten aufweisen. Mit anderen Worten kann gemäß einer Ausgestaltung die Barrierendünnschicht 108 als Schichtstapel (Stack) ausgebildet sein. Die Barrierendünnschicht 108 oder eine oder mehrere Teilschichten der Barrierendünnschicht 108 können beispielsweise mittels eines geeigneten Abscheideverfahrens gebildet werden, z. B. mittels eines Moleküllagenabscheideverfahrens (Molecular Layer Deposition (MLD)), eines Atomlagenabscheideverfahrens (Atomic Layer Deposition (ALD)) gemäß einer Ausgestaltung, z. B. eines plasmaunterstützten Atomlagenabscheideverfahrens (Plasma Enhanced Atomic Layer Deposition (PEALD)) oder eines plasmalosen Atomlageabscheideverfahrens (Plasma-less Atomic Layer Deposition (PLALD)), oder mittels eines chemischen Gasphasenabscheideverfahrens (Chemical Vapor Deposition (CVD)) gemäß einer anderen Ausgestaltung, z. B. eines plasmaunterstützten Gasphasenabscheideverfahrens (Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition (PECVD)) oder eines plasmalosen Gasphasenabscheideverfahrens (Plasma-less Chemical Vapor Deposition (PLCVD)), oder alternativ mittels anderer geeigneter Abscheideverfahren.
Durch Verwendung eines Atomlagenabscheideverfahrens (ALD) können sehr dünne Schichten abgeschieden werden. Insbesondere können Schichten abgeschieden werden, deren Schichtdicken im Atomlagenbereich liegen.
Gemäß einer Ausgestaltung können bei einer Barrierendünnschicht 108, die mehrere Teilschichten aufweist, alle Teilschichten mittels eines Atomlagenabscheideverfahrens gebildet werden. Eine Schichtenfolge, die nur ALD-Schichten aufweist, kann auch als „Nanolaminat” bezeichnet werden.
Gemäß einer alternativen Ausgestaltung können bei einer Barrierendünnschicht 108, die mehrere Teilschichten aufweist, eine oder mehrere Teilschichten der Barrierendünnschicht 108 mittels eines anderen Abscheideverfahrens als einem Atomlagenabscheideverfahren abgeschieden werden, beispielsweise mittels eines Gasphasenabscheideverfahrens.
Die Barrierendünnschicht 108 kann gemäß einer Ausgestaltung eine Schichtdicke von ungefähr 0.1 nm (eine Atomlage) bis ungefähr 1000 nm aufweisen, beispielsweise eine Schichtdicke von ungefähr 10 nm bis ungefähr 100 nm gemäß einer Ausgestaltung, beispielsweise ungefähr 40 nm gemäß einer Ausgestaltung.
Gemäß einer Ausgestaltung, bei der die Barrierendünnschicht 108 mehrere Teilschichten aufweist, können alle Teilschichten dieselbe Schichtdicke aufweisen. Gemäß einer anderen Ausgestaltung können die einzelnen Teilschichten der Barrierendünnschicht 108 unterschiedliche Schichtdicken aufweisen. Mit anderen Worten kann mindestens eine der Teilschichten eine andere Schichtdicke aufweisen als eine oder mehrere andere der Teilschichten.
Die Barrierendünnschicht 108 oder die einzelnen Teilschichten der Barrierendünnschicht 108 können gemäß einer Ausgestaltung als transluzente oder transparente Schicht ausgebildet sein. Mit anderen Worten kann die Barrierendünnschicht 108 (oder die einzelnen Teilschichten der Barrierendünnschicht 108) aus einem transluzenten oder transparenten Material (oder einer Materialkombination, die transluzent oder transparent ist) bestehen.
Gemäß einer Ausgestaltung kann die Barrierendünnschicht 108 oder (im Falle eines Schichtenstapels mit einer Mehrzahl von Teilschichten) eine oder mehrere der Teilschichten der Barrierendünnschicht 108 eines der nachfolgenden Materialien aufweisen oder daraus gebildet sein: Aluminiumoxid, Zinkoxid, Zirkoniumoxid, Titanoxid, Hafniumoxid, Tantaloxid Lanthaniumoxid, Siliziumoxid, Siliziumnitrid, Siliziumoxinitrid, Indiumzinnoxid, Indiumzinkoxid, Aluminium-dotiertes Zinkoxid, sowie Mischungen und Legierungen derselben. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die Barrierendünnschicht 108 oder (im Falle eines Schichtenstapels mit einer Mehrzahl von Teilschichten) eine oder mehrere der Teilschichten der Barrierendünnschicht 108 ein oder mehrere hochbrechende Materialien aufweisen, anders ausgedrückt ein oder mehrere Materialien mit einem hohen Brechungsindex, beispielsweise mit einem Brechungsindex von mindestens 2.
Ferner ist darauf hinzuweisen, dass in verschiedenen Ausführungsbeispielen auch ganz auf eine Barrierendünnschicht 108 verzichtet werden kann. In solch einer Ausgestaltung kann die optoelektronische Bauelementevorrichtung beispielsweise eine weitere Verkapselungsstruktur aufweisen, wodurch eine Barrierendünnschicht 108 optional werden kann, beispielsweise eine Abdeckung, beispielsweise eine Kavitätsglasverkapselung oder metallische Verkapselung.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann auf oder über der Barrierendünnschicht 108 ein Klebstoff 122 und/oder ein Schutzlack 122 vorgesehen sein, mittels dessen beispielsweise eine Abdeckung 124 (beispielsweise eine Glasabdeckung, eine Metallfolienabdeckung, eine abgedichtete Kunststofffolien-Abdeckung) auf der Barrierendünnschicht 108 befestigt, beispielsweise aufgeklebt ist. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die optisch transluzente Schicht aus Klebstoff 122 und/oder Schutzlack 122 eine Schichtdicke von größer als 1 μm aufweisen, beispielsweise eine Schichtdicke von mehreren μm. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann der Klebstoff einen Laminations-Klebstoff aufweisen oder ein solcher sein.
In die Schicht des Klebstoffs (auch bezeichnet als Kleberschicht) können in verschiedenen Ausführungsbeispielen noch lichtstreuende Partikel eingebettet sein, die zu einer weiteren Verbesserung des Farbwinkelverzugs und der Auskoppeleffizienz führen können. In verschiedenen Ausführungsbeispielen können als lichtstreuende Partikel beispielsweise dielektrische Streupartikel vorgesehen sein wie beispielsweise Metalloxide wie z. B. Siliziumoxid (SiO₂), Zinkoxid (ZnO), Zirkoniumoxid (ZrO2), Indium-Zinn-Oxid (ITO) oder Indium-Zink-Oxid (IZO), Galliumoxid (Ga₂O_x) Aluminiumoxid, oder Titanoxid. Auch andere Partikel können geeignet sein, sofern sie einen Brechungsindex haben, der von dem effektiven Brechungsindex der Matrix der transluzenten Schichtenstruktur verschieden ist, beispielsweise Luftblasen, Acrylat, oder Glashohlkugeln. Ferner können beispielsweise metallische Nanopartikel, Metalle wie Gold, Silber, Eisen-Nanopartikel, oder dergleichen als lichtstreuende Partikel vorgesehen sein.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann zwischen der zweiten Elektrode 114 und der Schicht aus Klebstoff 122 und/oder Schutzlack 122 noch eine elektrisch isolierende Schicht (nicht dargestellt) aufgebracht werden oder sein, beispielsweise SiN, beispielsweise mit einer Schichtdicke in einem Bereich von ungefähr 300 nm bis ungefähr 1,5 μm, beispielsweise mit einer Schichtdicke in einem Bereich von ungefähr 500 nm bis ungefähr 1 μm, um elektrisch instabile Materialien zu schützen, beispielsweise während eines nasschemischen Prozesses.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann der Klebstoff derart eingerichtet sein, dass er selbst einen Brechungsindex aufweist, der kleiner ist als der Brechungsindex der Abdeckung 124. Ein solcher Klebstoff kann beispielsweise ein niedrigbrechender Klebstoff sein wie beispielsweise ein Acrylat, der einen Brechungsindex von ungefähr 1,3 aufweist. In einer Ausgestaltung kann ein Klebstoff beispielsweise ein hochbrechender Klebstoff sein der beispielsweise hochbrechende, nichtstreuende Partikel aufweist und einen mittleren Brechungsindex aufweist, der ungefähr dem mittleren Brechungsindex der organisch funktionellen Schichtenstruktur entspricht, beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 1,7 bis ungefähr 2,0. Weiterhin können mehrere unterschiedliche Klebstoffe vorgesehen sein, die eine Kleberschichtenfolge bilden.
Ferner ist darauf hinzuweisen, dass in verschiedenen Ausführungsbeispielen auch ganz auf einen Klebstoff 122 verzichtet werden kann, beispielsweise in Ausgestaltungen, in denen die Abdeckung 124, beispielsweise aus Glas, mittels beispielsweise Plasmaspritzens auf die Barrierendünnschicht 108 aufgebracht werden.
Auf oder über dem elektrisch aktiven Bereich 106 kann eine Getter-Schicht angeordnet sein (nicht dargestellt) derart, dass die Getter-Schicht den elektrisch aktiven Bereich 106 hermetisch bezüglich schädlicher Umwelteinflüsse abdichtet, beispielsweise die Diffusionsrate von Wasser und/oder Sauerstoff zu der Barrierendünnschicht 108 und/oder dem elektrisch aktiven Bereich 106 hin reduziert.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die Getter-Schicht transluzent, transparent oder opak ausgebildet sein und eine Schichtdicke von größer als ungefähr 1 μm aufweisen, beispielsweise eine Schichtdicke von mehreren μm. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die Matrix der Getter-Schicht einen Laminations-Klebstoff aufweisen.
Ferner können in verschiedenen Ausführungsbeispielen zusätzlich eine oder mehrere Entspiegelungsschichten (beispielsweise kombiniert mit der Barrierendünnschicht 108) in dem lichtemittierenden Bauelement 100 vorgesehen sein.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen können/kann die Abdeckung 124 und/oder der Klebstoff 122 einen Brechungsindex (beispielsweise bei einer Wellenlänge von 633 nm) von 1,55 aufweisen.
In einer Ausgestaltung kann die Abdeckung 124, beispielsweise aus Glas, beispielsweise mittels einer Fritten-Verbindung (engt. glass frit bonding/glass soldering/seal glass bonding) mittels eines herkömmlichen Glaslotes in den geometrischen Randbereichen des organischen optoelektronischen Bauelementes 100 mit der Barrieredünnschicht 108 aufgebracht werden.
Ferner können in verschiedenen Ausführungsbeispielen zusätzlich noch eine oder mehrere Ein-/Auskoppelschichten in dem organischen, optoelektronischen Bauelement 100 ausgebildet sein, beispielsweise eine externe Auskoppelfolie auf oder über dem Träger 102 (nicht dargestellt) oder eine interne Auskoppelschicht (nicht dargestellt) im Schichtenquerschnitt des optoelektronischen Bauelementes 100. Die Ein-/Auskoppelschicht kann eine Matrix und darin verteilt Streuzentren aufweisen, wobei der mittlere Brechungsindex der Ein-/Auskoppelschicht größer ist als der mittlere Brechungsindex der Schicht, aus der die elektromagnetische Strahlung bereitgestellt wird.
1b zeigt eine schematische Querschnittsansicht einer organischen funktionellen Schichtenstruktur gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen.
Dargestellt ist eine organische funktionelle Schichtenstruktur 112 mit einer ersten organischen funktionellen Schichtenstruktur 116 und einer zweiten organischen funktionellen Schichtenstruktur 120, die mittels einer Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schichtenstruktur 118 miteinander verbunden sind.
Die erste organische funktionelle Schichtenstruktur 116 und/oder die zweite organische funktionelle Schichtenstruktur 120 können eine Lochinjektionsschicht 130a, b; eine Lochtransportschicht 132a, b; eine Emitterschicht 134a, b; eine Elektronentransportschicht 136a, b und eine Elektroneninjektionsschicht 138a, b aufweisen. In verschiedenen Ausführungsbeispielen können in einer organischen funktionellen Schichtenstruktur 112, 116, 120 eine oder mehrere der genannten Schichten vorgesehen sein, wobei gleiche artige Schichten einen körperlichen Kontakt aufweisen können, nur elektrisch miteinander verbunden sein können oder sogar elektrisch voneinander isoliert ausgebildet sein können, beispielsweise nebeneinander angeordnet sein können. In verschiedenen Ausführungsbeispielen können einzelne Schichten der oben genannten Schichten optional sein.
Wie in 1b dargestellt ist, kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen die erste organische funktionelle Schichtenstruktur 116 eine erste Lochinjektionsschicht 130a aufweisen, die auf oder über der ersten Elektrode 110 ausgebildet ist.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die erste Lochinjektionsschicht 130a eines oder mehrere der folgenden Materialien aufweisen oder daraus gebildet sein:

• HAT-CN, Cu(I)pFBz, MoO_x, WO_x, VO_x, ReO_x, F4-TCNQ, NDP-2, NDP-9, Bi(III)pFBz, F16CuPc;
• NPB (N,N'-Bis(naphthalen-1-yl)-N,N'-bis(phenyl)-benzidin);
• beta-NPB N,N'-Bis(naphthalen-2-yl)-N,N'-bis(phenyl)benzidin); TPD (N,N'-Bis(3-methylphenyl)-N,N'-bis(phenyl)-benzidin); Spiro TPD(N,N'-Bis(3-methylphenyl)-N,N'-bis(phenyl)-benzidin);
• Spiro-NPB (N,N'-Bis(naphthalen-1-yl)-N,N'-bis(phenyl)-spiro); DMFL-TPD N,N'-Bis(3-methylphenyl)-N,N'-bis(phenyl)-9,9-dimethyl-fluoren);
• DMFL-NPB (N,N'-Bis(naphthalen-1-yl)-N,N'-bis(phenyl)-9,9-dimethyl-fluoren);
• DPFL-TPD (N,N'-Bis(3-methylphenyl)-N,N'-bis(phenyl)-9,9-diphenyl-fluoren);
• DPFL-NPB (N,N'-Bis(naphthalen-1-yl)-N,N'-bis(phenyl)-9,9-diphenyl-fluoren);
• Spiro-TAD (2,2',7,7'-Tetrakis(n,n-diphenylamino)-9,9'-spirobifluoren);
• 9,9-Bis[4-(N,N-bis-biphenyl-4-yl-amino)phenyl]-9H-fluoren;
• 9,9-Bis[4-(N,N-bis-naphthalen-2-yl-amino)phenyl]-9H-fluoren;
• 9,9-Bis[4-(N,N'-bis-naphthalen-2-yl-N,N'-bis-phenyl-amino)-phenyl]-9H-fluor;
• N,N'-bis(phenanthren-9-yl)-N,N'-bis(phenyl)-benzidin;
• 2,7-Bis[N,N-bis(9,9-spiro-bifluorene-2-yl)-amino]-9,9-spiro-bifluoren;
• 2,2'-Bis[N,N-bis(biphenyl-4-yl)amino]9,9-spiro-bifluoren;
• 2,2'-Bis(N,N-di-phenyl-amino)9,9-spiro-bifluoren;
• Di-[4-(N,N-ditolyl-amino)-phenyl]cyclohexan;
• 2,2',7,7'-tetra(N,N-di-tolyl)amino-spiro-bifluoren; und
• N,N,N',N'-tetra-naphthalen-2-yl-benzidin.

Die erste Lochinjektionsschicht 130a kann eine Schichtdicke aufweisen in einem Bereich von ungefähr 1 nm bis ungefähr 1000 nm, beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 30 nm bis ungefähr 300 nm, beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 50 nm bis ungefähr 200 nm.
Auf oder über der ersten Lochinjektionsschicht 130a kann eine erste Lochtransportschicht 132a ausgebildet sein.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die erste Lochtransportschicht 132a eines oder mehrere der folgenden Materialien aufweisen oder daraus gebildet sein:

• NPB (N,N'-Bis(naphthalen-1-yl)-N,N'-bis(phenyl)-benzidin);
• beta-NPB N,N'-Bis(naphthalen-2-yl)-N,N'-bis(phenyl)-benzidin); TPD (N,N'-Bis(3-methylphenyl)-N,N'-bis(phenyl)-benzidin); Spiro TPD (N,N'-Bis(3-methylphenyl)-N,N'-bis(phenyl)-benzidin);
• Spiro-NPB (N,N'-Bis(naphthalen-1-yl)-N,N'-bis(phenyl)-spiro); DMFL-TPD N,N'-Bis(3-methylphenyl)-N,N'-bis(phenyl)-9,9-dimethyl-fluoren);
• DMFL-NPB (N,N'-Bis(naphthalen-1-yl)-N,N'-bis(phenyl)-9,9-dimethyl-fluoren);
• DPFL-TPD (N,N'-Bis(3-methylphenyl)-N,N'-bis(phenyl)-9,9-diphenyl-fluoren);
• DPFL-NPB (N,N'-Bis(naphthalen-1-yl)-N,N'-bis(phenyl)-9,9-diphenyl-fluoren);
• Spiro-TAD (2,2',7,7'-Tetrakis(n,n-diphenylamino)-9,9'-spirobifluoren);
• 9,9-Bis[4-(N,N-bis-biphenyl-4-yl-amino)phenyl]-9H-fluoren;
• 9,9-Bis[4-(N,N-bis-naphthalen-2-yl-amino)phenyl]-9H-fluoren;
• 9,9-Bis[4-(N,N'-bis-naphthalen-2-yl-N,N'-bis-phenyl-amino)-phenyl]-9H-fluor;
• N,N'-bis(phenanthren-9-yl)-N,N'-bis(phenyl)-benzidin;
• 2,7-Bis[N,N-bis(9,9-spiro-bifluarene-2-yl)-amino]-9,9-spiro-bifluoren;
• 2,2'-Bis[N,N-bis(biphenyl-4-yl)amino]9,9-spiro-bifluoren;
• 2,2'-Bis(N,N-di-phenyl-amino)9,9-spiro-bifluoren;
• Di-14-(N,N-ditolyl-amino)-phenyl]cyclohexan;
• 2,2',7,7'-tetra(N,N-di-tolyl)amino-spiro-bifluoren; und
• N,N,N',N'-tetra-naphthalen-2-yl-benzidin.

Die erste Lochtransportschicht 132a kann eine Schichtdicke aufweisen in einem Bereich von ungefähr 5 nm bis ungefähr 50 nm, beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 10 nm bis ungefähr 30 nm, beispielsweise ungefähr 20 nm.
Auf oder über der Lochtransportschicht 132a kann eine erste Emitterschicht 134a ausgebildet sein. Die Emittermaterialien, die beispielsweise für die erste Emitterschicht 134a vorgesehen sein können, sind oben beschrieben.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die erste Emitterschicht 134a eine Schichtdicke aufweisen in einem Bereich von ungefähr 5 nm bis ungefähr 50 nm, beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 10 nm bis ungefähr 30 nm, beispielsweise ungefähr 20 nm.
Weiterhin kann auf oder über der ersten Emitterschicht 134a eine erste Elektronentransportschicht 136a angeordnet, beispielsweise abgeschieden, sein.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die erste Elektronentransportschicht 136a eines oder mehrere der folgenden Materialien aufweisen oder daraus gebildet sein:

• NET-18
• 2,2',2''-(1,3,5-Benzinetriyl)-tris(1-phenyl-1-H-benzimidazole);
• 2-(4-Biphenylyl)-5-(4-tert-butylphenyl)-1,3,4-oxadiazole, 2,9-Dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline (BCP);
• 8-Hydroxyquinolinolato-lithium, 4-(Naphthalen-1-yl)-3,5-diphenyl-4H-1,2,4-triazole;
• 1,3-Bis[2-(2,2'-bipyridine-6-yl)-1,3,4-oxadiazo-5-yl]benzene;
• 4,7-Diphenyl-1,10-phenanthroline (BPhen);
• 3-(4-Biphenylyl)-4-phenyl-5-tert-butylphenyl-1,2,4-triazole;
• 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)-anthracene;
• 2,7-Bis[2-(2,2'-bipyridine-6-yl)-1,3,4-oxadiazo-5-yl]-9,9-dimethylfluorene;
• 1,3-Bis[2-(4-tert-butylphenyl)-1,3,4-oxadiazo-5-yl]benzene;
• 2-(naphthalen-2-yl)-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline;
• 2,9-Bis(naphthalen-2-yl)-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline;
• Tris(2,4,6-trimethyl-3-(pyridin-3-yl)phenyl)borane;
• 1-methyl-2-(4-(naphthalen-2-yl)phenyl)-1H-imidazo[4,5-f][1,10]phenanthroline;
• Phenyl-dipyrenylphosphine Oxide;
• Naphtahlintetracarbonsäuredianhydrid bzw. dessen Imide;
• Perylentetracarbonsäuredianhydrid bzw. dessen Imide; und
• Stoffen basierend auf Silolen mit einer Silacyclopentadieneinheit.

Die erste Elektronentransportschicht 136a kann eine Schichtdicke aufweisen in einem Bereich von ungefähr 5 nm bis ungefähr 50 nm, beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 10 nm bis ungefähr 30 nm, beispielsweise ungefähr 20 nm.
Ferner kann auf oder über der ersten Elektronentransportschicht 136a eine erste Elektroneninjektionsschicht 138a ausgebildet sein.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die erste Elektroneninjektionsschicht 138a eines oder mehrere der folgenden Materialien aufweisen oder daraus gebildet sein:

• NDN-26, MgAg, Cs₂CO₃, Cs₃PO₄, Na, Ca, K, Mg, Cs, Li, LiF;
• 2,2',2''-(1,3,5-Benzinetriyl)-tris(1-phenyl-1-H-benzimidazole);
• 2-(4-Siphenylyl)-5-(4-tert-butylphenyl)-1,3,4-oxadiazole,2,9-Dimethyl-4,7-dyphenyl-1,10-phenanthroline (BCP);
• 8-Hydroxyquinolinolato-lithium, 4-(Naphthalen-1-yl)-3,5-diphenyl-4H-1,2,4-triazole;
• 1,3-Bis[2-(2,2'-bipyridine-6-yl)-1,3,4-oxadiazo-5-yl]benzene;
• 4,7-Diphenyl-1,10-phenanthroline (BPhen);
• 3-(4-Biphenylyl)-4-phenyl-5-tert-butylphenyl-1,2,4-triazole;
• Bis(2-methyl-8-quinolinolate)-4-(phenylphenolato)aluminium;
• 6,6'-Bis[S-(biphenyl-4-yl)-1,3,4-okadiazo-2-yl]-2,2'-bipyridyl;
• 2-phenyl-9,10-di(naphthalen-2-yl)-anthracene; 9,9-dimethylfluorene;
• 1,3-Bis[2-(4-tert-butylphenyl)-1,3,4-oxadiazo-5-yl]benzene;
• 2-(naphthalen-2-yl)-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline;
• 2,9-Bis(naphthalen-2-yl)-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline;
• Tris(2,4,6-trimethyl-3-(pyridin-3-yl)phenyl)borane;
• 1-methyl-2-(4-(naphthalen-2-yl)phenyl)-1H-imidazo[4,5-f][1,10]phenanthroline;
• Phenyl-dipyrenylphosphine Oxide;
• Naphtahlintetracarbonsäuredianhydrid bzw. dessen Imide;
• Perylentetracarbonsäuredianhydrid bzw. dessen Imide; und
• Stoffen basierend auf Silolen mit einer Silacyclopentadieneinheit.

Die erste Elektroneninjektionsschicht 138a kann eine Schichtdicke aufweisen in einem Bereich von ungefähr 5 nm bis ungefähr 200 nm, beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 20 nm bis ungefähr 50 nm, beispielsweise ungefähr 30 nm.
Wie oben beschrieben worden ist, bilden die (optionale) Lochinjektionsschicht 130a, die (optionale) erste Lochtransportschicht 132a, die erste Emitterschicht 134a, die (optionale) erste Elektronentransportschicht 136a sowie die (optionale) erste Elektroneninjektionsschicht 138a die erste organische funktionelle Schichtenstruktur 116.
Auf oder über der ersten organischen funktionellen Schichtenstruktur 116 ist eine Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schichtenstruktur (CGL) 118 angeordnet, die im Folgenden noch näher beschrieben wird.
Auf oder über der Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schichtenstruktur 118 ist in verschiedenen Ausführungsbeispielen die zweite organische funktionelle Schichtenstruktur 120 angeordnet.
Wie in 1b dargestellt ist, kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen die zweite organische funktionelle Schichtenstruktur 120 eine zweite Lochinjektionsschicht 130b aufweisen, die zwischen der Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schichtenstruktur 118 und der zweiten Lochtransportschicht 130b ausgebildet sein kann.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die zweite Lochinjektionsschicht 130b gemäß einer der Ausgestaltungen der ersten Lochinjektionsschicht 130a ausgebildet sein.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die zweite Lochinjektionsschicht 130b optional sein.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die zweite organische funktionelle Schichtenstruktur 120 eine zweite Lochtransportschicht 132b aufweisen, wobei die zweite Lochtransportschicht 132b auf oder über (dargestellt) der Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schichtenstruktur 118 angeordnet ist. Beispielsweise kann die zweite Lochtransportschicht 132b in körperlichem Kontakt mit der Oberfläche der Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schichtenstruktur 118 sein, anders ausgedrückt, sie können sich eine gemeinsame Grenzfläche teilen.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die zweite Lochtransportschicht 132b Teil der Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schichtenstruktur 118 sein, die im Folgenden noch näher beschrieben wird.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die zweite Lochtransportschicht 132b gemäß einer der Ausgestaltungen der ersten Lochtransportschicht 132a ausgebildet sein.
Weiterhin kann die zweite organische funktionelle Schichtenstruktur 120 eine zweite Emitterschicht 134b aufweisen, die auf oder über der zweiten Lochtransportschicht 132b angeordnet sein kann. Die zweite Emitterschicht 134b kann die gleichen Emittermaterialien aufweisen wie die erste Emitterschicht 134a. Alternativ können die zweite Emitterschicht 134b und die erste Emitterschicht 134a unterschiedliche Emittermaterialien aufweisen.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die zweite Emitterschicht 134b derart eingerichtet sein, dass sie elektromagnetische Strahlung, beispielsweise Licht, gleicher Wellenlängen) emittiert wie die erste Emitterschicht 134a. Alternativ kann die zweite Emitterschicht 134b derart eingerichtet sein, dass sie elektromagnetische Strahlung, beispielsweise Licht, anderer Wellenlängen) emittiert als die erste Emitterschicht 134a. Die Emittermaterialien der zweiten Emitterschicht können Materialien sein, wie sie oben beschrieben worden sind.
Andere geeignete Emittermaterialien, beispielsweise anorganische Farbstoffe oder Leuchtstoffe, können selbstverständlich sowohl für die erste Emitterschicht 134a als auch für die zweite Emitterschicht 134b vorgesehen sein.
Weiterhin kann die zweite organische funktionelle Schichtenstruktur 120 eine zweite Elektronentransportschicht 136b aufweisen, die auf oder über der zweiten Emitterschicht 134b angeordnet, beispielsweise abgeschieden, sein kann.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die zweite Elektronentransportschicht 136b gemäß einer der Ausgestaltungen der ersten Elektronentransportschicht 136a ausgebildet sein.
Ferner kann auf oder über der zweiten Elektronentransportschicht 136b eine zweite Elektroneninjektionsschicht 138b ausgebildet sein.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die zweite Elektroneninjektionsschicht 138b gemäß einer der Ausgestaltungen der ersten Elektroneninjektionsschicht 138a ausgebildet sein.
Wie oben beschrieben worden ist, bilden die (optionale) zweite Lochinjektionsschicht 130b, die (optionale) zweite Lochtransportschicht 132b, die zweite Emitterschicht 134b, die (optionale) zweite Elektronentransportschicht 136b, sowie die (optionale) zweite Elektroneninjektionsschicht 138b die zweite organische funktionelle Schichtenstruktur 120.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann eine organische funktionelle Schichtenstruktur 116, 120 also beispielsweise die Summe der Dicken von Lochtransportschicht(en) und Emitterschicht(en) und Elektronentransportschicht(en), etc. eine Schichtdicke aufweisen von maximal ungefähr 1,5 μm, beispielsweise eine Schichtdicke von maximal ungefähr 1,2 μm, beispielsweise eine Schichtdicke von maximal ungefähr 1 μm, beispielsweise eine Schichtdicke von maximal ungefähr 800 nm, beispielsweise eine Schichtdicke von maximal ungefähr 500 nm, beispielsweise eine Schichtdicke von maximal ungefähr 400 nm, beispielsweise eine Schichtdicke von maximal ungefähr 300 nm.
Eine solche organische funktionelle Schichtenstruktur 116, 120 gemäß der oben beschriebenen Ausgestaltungen kann auch als eine organische Leuchtdioden-Einheit 116, 120 (OLED-Einheit 116, 120) bezeichnet werden. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann eine organische funktionelle Schichtenstruktur 112 einen Stapel von mehreren direkt übereinander angeordneten OLED-Einheiten 116, 120 aufweisen, wobei jede OLED-Einheit 116, 120 beispielsweise eine Schichtdicke aufweisen kann von maximal ungefähr 1,5 μm, beispielsweise eine Schichtdicke von maximal ungefähr 1,2 μm, beispielsweise eine Schichtdicke von maximal ungefähr 1 μm, beispielsweise eine Schichtdicke von maximal ungefähr 800 nm, beispielsweise eine Schichtdicke von maximal ungefähr 500 nm, beispielsweise eine Schichtdicke von maximal ungefähr 400 nm, beispielsweise eine Schichtdicke von maximal ungefähr 300 nm. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die organische funktionelle Schichtenstruktur 112 beispielsweise einen Stapel von zwei, drei oder vier oder mehr direkt übereinander angeordneten OLED-Einheiten 116, 120 aufweisen, in welchem Fall beispielsweise die organische funktionelle Schichtenstruktur 112 eine Schichtdicke in Abhängigkeit von der Anzahl der OLED-Einheiten 116, 120 aufweisen kann, beispielsweise von maximal ungefähr 3 μm für eine organische funktionelle Schichtenstruktur 112 mit zwei OLED-Einheiten 116, 120 (dargestellt).
Das lichtemittierende Bauelement 100 kann optional allgemein weitere organische Funktionsschichten, beispielsweise. angeordnet auf oder über der einen oder mehreren Emitterschichten oder auf oder über der oder den Elektronentransportschicht(en) aufweisen, die dazu dienen, die Funktionalität und damit die Effizienz des lichtemittierenden Bauelements 100 weiter zu verbessern, beispielsweise interne oder extern Einkoppel-/Auskoppelstrukturen wie oben bereits beschrieben ist.
1c zeigt eine schematische Querschnittansicht einer Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schichtenstruktur 118 gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen. Eine Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schichtenstruktur 118 kann eine erste Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schichtenstruktur 140, eine Zwischenschicht-Struktur 142 und eine zweite Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schichtenstruktur 144 aufweisen, wie sie im Folgenden näher beschreiben werden.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schichtstruktur 118 eine erste Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht 140 und eine zweite Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht 144 aufweisen. Die erste Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht 140 kann auf oder über der ersten Elektronentransportschicht 136a oder der ersten Elektroneninjektionsschicht 138a angeordnet sein, beispielsweise mit dieser in körperlichem Kontakt sein. Die zweite Lochinjektionsschicht 130b und/oder die zweite Lochtransportschicht 132b können/kann auf oder über der zweiten Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht 144 angeordnet sein, beispielsweise mit dieser in körperlichem Kontakt sein.
In einem ersten Fall kann die erste Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht 140 als erste elektronenleitende Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht 140 ausgebildet sein und die zweite Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht 144 als zweite elektronenleitende Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht 144.
In einem zweiten Fall kann die erste Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht 140 als erste elektronenleitende Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht 140 ausgebildet sein und die zweite Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht 144 als zweite lochleitende Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht 144.
Im ersten Fall erfolgt die Trennung von Ladungsträgerpaaren an der Grenzfläche der zweiten Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht 144 mit der lochleitenden Schicht darüber, beispielsweise mit der zweiten Lochinjektionsschicht 130b oder der zweiten Lochtransportschicht 132b. Mit anderen Worten: ist eine lochleitende Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht ausgebildet kann eine zweite Lochinjektionsschicht 130b oder eine zweite Lochtransportschicht 132b optional sein.
Das Loch des erzeugten Ladungsträgerpaares kann mittels der Lochtransportschicht 132b zur zweiten Emitterschicht 134b der zweiten organischen funktionellen Schichtenstruktur 120 transportiert werden. Das Elektron des erzeugten Ladungsträgerpaares kann mittels der zweiten Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht 144 und der ersten elektronenleitenden Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht 140 zu der ersten Emitterschicht 134a der ersten organischen funktionellen Schichtenstruktur 116 transportiert werden.
Im zweiten. Fall erfolgt die Trennung von Ladungsträgerpaaren im Übergang von der ersten Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht 140 zu der zweiten Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht 144, beispielsweise über die Zwischenschicht-Struktur 142.
Ähnlich anorganischen Schichten bei hohen Temperaturen in der Fertigung von Halbleiter-Bauelementen, beispielsweise bei Temperaturen größer als 200°C, können organische Schichten während der Fertigung und im Betrieb bereits bei Temperaturen unter 100°C in andere Schichten diffundieren (partielle Schichtinterdiffusion), z. B. Teile der zweiten Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht 144 in die erste Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht 140 einer Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schichtstruktur 118 und umgekehrt.
Bei Anlegen eines elektrischen Feldes an die Ladungsträger-Erzeugende-Schichtstruktur ist mittels der Schichtinterdiffusion ein Spannungsabfall über diese Schichtstruktur messbar. Dieser Spannungsabfall nimmt mit der Betriebsdauer zu, da die Diffusion leitfähiger organischer Stoffe in einem elektrischen Feld gerichtet werden kann. Dies kann die Betriebsdauer organischer optoelektronischer Bauelemente begrenzen.
Um die partielle Schichtinterdiffusion zu unterdrücken (das heißt anschaulich eine Barrierewirkung zu erreichen) kann zwischen die einzelnen organischen Schichten, z. B. zwischen die erste Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht 140 und die zweite Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht 144, die Zwischenschicht-Struktur 142 eingefügt werden.
Die Zwischenschicht-Struktur verhindert dabei die Schichtinterdiffusion, beispielsweise von Dotierstoffen, Matrixstoffen oder intrinsisch leitfähigen Stoffen.
Weiterhin kann die Zwischenschicht-Struktur eine Abreaktion der ersten elektronenleitenden Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht 140 mit der zweiten lochleitenden Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht 144 verhindern, d. h. die Zwischenschicht-Struktur 142 bildet eine Reaktionsbarriere. Weiterhin kann die Zwischenschicht-Struktur 142 die Grenzflächenrauheit zwischen der zweiten elektronenleitenden Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht 144 und der ersten elektronenleitenden Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht 140 reduzieren, indem die Oberflächenrauheit der zweiten elektronenleitenden Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht mittels der Zwischenschicht-Struktur reduziert, kompensiert bzw. ausgeglichen wird.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die erste elektronenleitende Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht 140 aus mehreren Stoffen, also beispielsweise einem Stoffgemisch, oder aus einem einzigen Stoff zusammengesetzt sein (aus diesem Grund kann die erste elektronenleitende Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht 140 auch als undotierte erste elektronenleitende Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht 140 bezeichnet werden).
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die erste elektronenleitende Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht 140 eine Schichtdicke aufweisen in einem Bereich von ungefähr 1 nm bis ungefähr 500 nm, beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 3 nm bis ungefähr 100 nm, beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 10 nm bis ungefähr 90 nm, beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 20 nm bis ungefähr 80 nm, beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 30 nm bis ungefähr 70 nm, beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 40 nm bis ungefähr 60 nm, beispielsweise eine Schichtdicke von ungefähr 50 nm.
Der Stoff, der die erste elektronenleitende Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht 140 bildet, das heißt beispielsweise der Stoff, aus dem die erste elektronenleitende Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht 140 besteht, kann eine hohe Elektronenleitfähigkeit (beispielsweise eine Elektronenleitfähigkeit in einer Größenordnung beispielsweise besser als ungefähr 10^–7 S/m, beispielsweise besser als ungefähr 10^–6 S/m, beispielsweise besser als ungefähr 10^–5 S/m aufweisen.
Weiterhin kann der Stoff der ersten intrinsischen oder n-dotierten elektronenleitenden Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht 140 eine Austrittsarbeit mit einem Betrag von ungefähr 4,5 eV oder größer aufweisen, beispielsweise bis ungefähr 5,5 eV, beispielsweise bis ungefähr 5 eV; und eine geringe Absorption von sichtbarem Licht aufweisen.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann als Stoff der ersten elektronenleitenden Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht 140 jeder Stoff vorgesehen sein, der diese genannten Bedingungen erfüllt. Für den Fall das die zweite Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht 144 elektronenleitend ist, kann die erste elektronenleitende Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht 140, beispielsweise einen der folgenden Stoffe aufweisen oder daraus gebildet sein: In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die erste Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht 140 einen intrinsisch elektronenleitenden Stoff aufweisen oder daraus gebildet sein. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann der Stoff der zweiten intrinsisch elektronenleitenden Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht einen der folgenden Stoffe aufweisen oder daraus gebildet sein: NDN-26, NDN-1, MgAg, Cs₂CO₃, Cs₃PO₄, Na, Ca, K, Mg, Cs, Li, LiF. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die erste Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht 140 aus einem Stoffgemisch aus Matrix und n-Dotierstoff gebildet sein. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die Matrix der ersten Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht 140 einen der folgenden Stoffe aufweisen oder daraus gebildet sein:

• NET-18
• 2,2',2''-(1,3,5-Benzinetriyl)-tris(1-phenyl-1-H-benzimidazole);
• 2-(4-Biphenylyl)-5-(4-tert-butylphenyl)-1,3,4-oxadiazole,2,9-Dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline (BCP);
• 8-Hydroxyquinolinolato-lithium, 4-(Naphthalen-1-yl)-3,5-diphenyl-4H-1,2,4-triazole;
• 1,3-Bis[2-(2,2'-bipyridine-6-yl)-1,3,4-oxadiazo-5-yl]benzene;
• 4,7-Diphenyl-1,10-phenanthroline (BPhen);
• 3-(4-Biphenylyl)-4-phenyl-5-tert-butylphenyl-1,2,4-triazole;
• 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)-anthracene;
• 2,7-Bis[2-(2,2'-bipyridine-6-yl)-1,3,4-oxadiazo-5-yl]-9,9-dimethylfluorene;
• 1,3-Bis[2-(4-tert-butylphenyl)-1,3,4-oxadiazo-5-yl]benzene;
• 2-(naphthalen-2-yl)-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline;
• 2,9-Bis(naphthalen-2-yl)-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline;
• Tris(2,4,6-trimethyl-3-(pyridin-3-yl)phenyl)borane;
• 1-methyl-2-(4-(naphthalen-2-yl)phenyl)-1H-imidazo[4,5-f][1,10]phenanthroline;
• Phenyl-dipyrenylphosphine Oxide;
• Naphtahlintetracarbonsäuredianhydrid bzw. dessen Imide;
• Perylentetracarbonsäuredianhydrid bzw. dessen Imide; und
• Stoffen basierend auf Silolen mit einer Silacyclopentadieneinheit.

In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann der Dotierstoff der ersten elektronenleitenden Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht 140 einen der folgenden Stoffe aufweisen oder daraus gebildet sein: NDN-26, NDN-1, MgAg, Cs₂CO₃, Cs₃PO₄, Na, Ca, K, Mg, Cs, Li, LiF.
Für den Fall, dass die zweite Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht 144 lochleitend ist, kann die erste elektronenleitende Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht 140, beispielsweise einen der folgenden Stoffe aufweisen oder daraus gebildet sein: HAT-CN, Cu(I)pFBz, MoO_x, WO_x, VO_x, ReO_x, F4-TCNQ, NDP-2, NDP-9, Bi(III)pFBz, F16CuPc.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die zweite Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht 144 eine Schichtdicke aufweisen in einem Bereich von ungefähr 1 nm bis ungefähr 500 nm, beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 3 nm bis ungefähr 100 nm, beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 10 nm bis ungefähr 90 nm, beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 20 nm bis ungefähr 80 nm, beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 30 nm bis ungefähr 70 nm, beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 40 nm bis ungefähr 60 nm, beispielsweise eine Schichtdicke von ungefähr 50 nm.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die zweite Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht 144 aus mehreren Stoffen, also beispielsweise einem Stoffgemisch, oder ebenfalls aus einem einzigen Stoff zusammengesetzt sein (aus diesem Grund kann die zweite Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht 144 auch als undotierte zweite Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht 144 bezeichnet werden).
In noch einer Ausgestaltung kann der Stoff der zweiten elektronenleitenden Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht eine Transmission größer als ungefähr 90% in einem Wellenlängenbereich von ungefähr 450 nm bis ungefähr 650 nm aufweisen.
Im Fall einer elektronenleitenden zweiten Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht 144 kann die zweite Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht 144 einen Stoff oder ein Stoffgemisch aufweisen mit hoher elektrischer Leitfähigkeit und einem Leitungsband (bzw. Lowest Unoccupied Molecule Orbital, LUMO), das energetisch ungefähr gleich bezüglich des Valenzbandes (bzw. Highest Occupied Molecule Orbital, HOMO) der direkt oder indirekt benachbarten Lochtransportschicht 132b und des Leitungsbandes der ersten elektronenleitenden Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht 140 oder des Valenzbandes der ersten lochleitenden Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht 140 ausgebildet ist.
Der Stoff, der die zweite elektronenleitende Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht 144 bildet, das heißt beispielsweise der Stoff, aus dem die zweite elektronenleitende Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht 144 besteht, kann eine hohe Elektronen-Leitfähigkeit haben, beispielsweise eine Leitfähigkeit in einer Größenordnung beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 10^–7 S/m bis ungefähr 10 S/m oder besser.
Weiterhin kann der Stoff der zweiten intrinsischen und/oder n-dotierten elektronenleitenden Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht 144 eine Austrittsarbeit mit einem Betrag von ungefähr 3,0 eV oder kleiner aufweisen und eine geringe Absorption von sichtbarem Licht aufweisen. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann als Stoff der zweiten elektronenleitenden Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht 144 jedes Material bzw. jeder Stoff vorgesehen sein, das bzw. der diese genannten Bedingungen erfüllt, beispielsweise HAT-CN, Cu(I)pFBz, MoO_x, WO_x, VO_x, ReO_x, F4-TCNQ, NDP-2, NDP-9, Bi(III)pFBz, F16CuPc.
Im Fall einer lochleitenden zweiten Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht 144 kann die zweite Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht 144 einen Stoff oder ein Stoffgemisch aufweisen mit hoher elektrischer Leitfähigkeit und einem Valenzbandes (Highest Occupied Molecule Orbital, HOMO) das energetisch ungefähr gleich bezüglich des Valenzbandes (Highest Occupied Molecule Orbital, HOMO) der direkt oder indirekt benachbarten Lochtransportschicht 132b und des Leitungsband (Lowest Unoccupied Molecule Orbital, LUMO) der ersten elektronenleitenden Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht 140 oder des Valenzbandes (Highest Occupied Molecule Orbital, HOMO) der ersten lochleitenden Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht 140 ausgebildet ist.
Der Stoff, der die zweite lochleitende Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht 144 bildet, das heißt beispielsweise der Stoff, aus dem die zweite lochleitende Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht 144 besteht, kann eine hohe Leitfähigkeit (beispielsweise eine Leitfähigkeit in einer Größenordnung in Bereich von beispielsweise ungefähr 10^–5 S/m bis ungefähr 10^–3 S/m oder besser.
Weiterhin kann der Stoff der zweiten intrinsischen und/oder p-dotierten lochleitenden Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht 144 eine Austrittsarbeit mit einem Betrag von ungefähr 4,5 eV oder größer aufweisen, beispielsweise bis ungefähr 5,5 eV, beispielsweise bis ungefähr 5 eV; und eine geringe Absorption von sichtbarem Licht aufweisen.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann als Stoff der zweiten lochleitenden Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht 144 jedes Material bzw. jeder Stoff vorgesehen sein, das bzw. der diese genannten Bedingungen erfüllt, beispielsweise:

• 1-TNATA
• NPB (N,N'-Bis(naphthalen-1-yl)-N,N'-bis(phenyl)-benzidin);
• beta-NPB N,N'-Bis(naphthalen-2-yl)-N,N'-bis(phenyl)-benzidin); TPD (N,N'-Bis(3-methylphenyl)-N,N'-bis(phenyl)-benzidin); Spiro TPD (N,N'-Bis(3-methylphenyl)-N,N'-bis(phenyl)-benzidin);
• Spiro-NPB (N,N'-Bis(naphthalen-1-yl)-N,N'-bis(phenyl)-spiro); DMFL-TPD N,N'-Bis(3-methylphenyl)-N,N'-bis(phenyl)-9,9-dimethyl-fluoren);
• DMFL-NPB (N,N'-Bis(naphthalen-1-yl)-N,N'-bis(phenyl)-9,9-dimethyl-fluoren);
• DPFL-TPD (N,N'-Bis(3-methylphenyl)-N,N'-bis(phenyl)-9,9-diphenyl-fluoren);
• DPFL-NPB (N,N'-Bis(naphthalen-1-yl)-N,N'-bis(phenyl)-9,9-diphenyl-fluoren);
• Spiro-TAD (2,2',7,7'-Tetrakis(n,n-diphenylamino)-9,9'-spirobifluoren);
• 9,9-Bis[4-(N,N-bis-biphenyl-4-yl-amino)phenyl]-9H-fluoren;
• 9,9-Bis[4-(N,N-bis-naphthalen-2-yl-amino)phenyl]-9H-fluoren;
• 9,9-Bis[4-(N,N'-bis-naphthalen-2-yl-N,N'-bis-phenyl-amino)-phenyl]-9H-fluor;
• N,N'-bis(phenanthren-9-yl)-N,N'-bis(phenyl)-benzidin;
• 2,7-Bis[N,N-bis(9,9-spiro-bifluorene-2-yl)-amino]-9,9-spiro-bifluoren;
• 2,2'-Bis[N,N-bis(biphenyl-4-yl)amino]9,9-spiro-bifluoren;
• 2,2'-Bis(N,N-di-phenyl-amino)9,9-spiro-bifluoren;
• Di-[4-(N,N-ditolyl-amino)-phenyl]cyclohexan;
• 2,2',7,7'-tetra(N,N-di-tolyl)amino-spiro-bifluoren; und
• N,N,N',N'-tetra-naphthalen-2-yl-benzidin.

In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die zweite lochleitende Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht 144 aus einem Stoffgemisch aus Matrix und p-Dotierstoff gebildet sein.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die Matrix der zweiten lochleitenden Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht 144 einen der folgenden Stoffe aufweisen oder daraus gebildet sein:

In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann der Dotierstoff der zweiten lochleitenden Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht 144 einen der folgenden Stoffe aufweisen oder daraus gebildet sein: HAT-CN, Cu(I)pFBz, MoO_x, WO_x, VO_x, ReO_x, F4-TCNQ, NDP-2, NDP-9, Bi(III)pFBz, F16CuPc.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die zweite lochleitende Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht 144 einen intrinsisch elektronenleitenden Stoff aufweisen oder daraus gebildet sein.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die zweite intrinsisch lochleitende Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht 144 einen der folgenden Stoffe aufweisen oder daraus gebildet sein: HAT-CN, Cu(I)pFBz, MoO_x, WO_x, VO_x, ReO_x, F4-TCNQ, NDP-2, NDP-9, Bi(III)pFBz, F16CuPc.
Die Zwischenschicht-Struktur 142 kann eine Schichtdicke aufweisen in einem Bereich von ungefähr einer Monolage bis ungefähr 50 nm, beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 1 nm bis ungefähr 10 nm, beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 1 nm bis ungefähr 5 nm, beispielsweise eine Schichtdicke von ungefähr 3 nm.
Die Ladungsträgerleitung durch die Zwischenschicht-Struktur 142 kann tunnelnd erfolgen. Der Stoff oder das Stoffgemisch der Zwischenschicht-Struktur 142 kann bei einer tunnelnden Ladungsträgerleitung wenigstens in Richtung des Stromflusses ein elektrischer Isolator sein. Mit anderen Worten: Das HOMO des elektrisch isolierenden Stoffes der Zwischenschicht-Struktur 142 kann höher sein als das LUMO der direkt benachbarten elektronenleitenden Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht und höher als das HOMO der direkt benachbarten lochleitenden Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht sein. Dadurch kann ein Tunnelstrom durch die Zwischenschicht-Struktur 142 erfolgen.
In verschiedenen Ausgestaltungen kann die Zwischenschicht-Struktur 142 Graphen aufweisen oder daraus gebildet sein.
In einer Ausgestaltung kann eine Zwischenschicht-Struktur 142 die Graphen aufweist oder daraus gebildet ist, eine geringe Absorption von Licht aufweisen, beispielsweise indem die Graphen-Schicht eine Dicke in einem Bereich von ungefähr einer Monolage bis ungefähr fünf Monolagen aufweist.
In einer Ausgestaltung kann eine Zwischenschicht-Struktur 142, die Graphen aufweist oder daraus gebildet ist, eine hohe elektrische Leitfähigkeit für Löcher und Elektronen aufweisen.
In einer Ausgestaltung kann eine Zwischenschicht-Struktur 142 die Graphen oder Silicen aufweist oder daraus gebildet ist, eine sehr geringe Durchlässigkeit gegenüber Gasen, beispielsweise selbst Helium, und Flüssigkeiten aufweisen, beispielsweise indem die Zwischenschicht-Struktur 142 einen wenigstens flächigen, d. h. zweidimensionalen Kristall ausbildet
In noch einer Ausgestaltung kann die Zwischenschicht-Struktur 142 einen heterogenen Schichtquerschnitt aufweisen.
In noch einer Ausgestaltung kann der heterogene Schichtquerschnitt Bereiche unterschiedlicher Kristallinität des Stoffs oder des Stoffgemischs aufweisen oder von diesen gebildet sein.
Die unterschiedlichen heterogenen Bereiche können teilweise oder vollständige Kristallisierungen in einem amorphen Anteil des Stoffs oder des Stoffgemisches der Zwischenschicht-Struktur 142 sein.
In noch einer Ausgestaltung kann der heterogene Schichtquerschnitt Bereiche unterschiedlicher Kristallorientierung des Stoffs oder des Stoffgemischs aufweisen oder von diesen gebildet sein.
Die Barrierewirkung der Zwischenschicht-Struktur 142 kann durch eine wenigstens lokale Orientierung der Moleküle der Zwischenschicht-Struktur 142 erhöht werden, beispielsweise wenn die längste Kristallachse der kristallisierten Bereiche parallel zu wenigstens einer Grenzfläche der durch die Zwischenschicht-Struktur 142 verbundenen ersten Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht und zweiten elektronenleitenden Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht orientiert ist.
In noch einer Ausgestaltung kann die längste Kristallachse des kristallisierten Stoffs oder des kristallisierten Stoffgemisches der Zwischenschicht-Struktur 142 parallel zu der Grenzfläche der Zwischenschicht-Struktur 142 mit der zweiten Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht orientiert sein.
In noch einer Ausgestaltung kann die längste Kristallachse des kristallisierten Stoffs oder des kristallisierten Stoffgemisches der Zwischenschicht-Struktur 142 parallel zu der Grenzfläche der Zwischenschicht-Struktur 142 mit der ersten Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht orientiert sein.
In noch einer Ausgestaltung kann der heterogene Schichtquerschnitt der Zwischenschicht-Struktur 142 zwei oder mehrere Schichten aus jeweils einem Stoff des Stoffgemisches der Zwischenschicht-Struktur 142 oder unterschiedliche physikalische Strukturen des Stoffes der Zwischenschicht-Struktur 142 aufweisen.
In noch einer Ausgestaltung kann die physikalische Strukturunterscheidung mindestens einen der folgenden Parameter beinhalten: die Dichte des Stoffs oder des Stoffgemischs, die Kristallinität des Stoffs oder des Stoffgemischs, die Kristallorientierung des Stoffs oder des Stoffgemischs, und/oder die lokale Dotierungsdichte des Stoffs oder des Stoffgemischs.
In noch einer Ausgestaltung kann die Zwischenschicht-Struktur 142 eine Schichtdicke von ungefähr einer Monolage bis ungefähr 20 nm aufweisen.
In noch einer Ausgestaltung kann die gemeinsame Grenzfläche der Zwischenschicht-Struktur 142 mit der ersten Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht Planparallelität zu der gemeinsamen Grenzfläche der Zwischenschicht-Struktur 142 mit der zweiten Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht aufweisen.
In noch einer Ausgestaltung sollte die Zwischenschicht-Struktur 142 die optoelektronische Effizienz des optoelektronischen Bauelementes bis maximal ungefähr 10% beeinflussen in einem Wellenlängenbereich von ungefähr 450 nm bis ungefähr 650 nm.
In noch einer Ausgestaltung kann die Zwischenschicht-Struktur 142 im Wellenlängenbereich von ungefähr 450 nm bis ungefähr 650 nm eine Transmission größer als ungefähr 90% aufweisen.
In noch einer Ausgestaltung kann der Schichtquerschnitt der Zwischenschicht-Struktur 142 strukturell bis zu einer Temperatur von bis zu ungefähr 120°C stabil sein.
Das Ausbilden einer Zwischenschicht-Struktur aus Graphen kann ausgebildet werden wie in S. Bae et al., Nature Nanotechnology 5 (2010) 574–578; S. V. Morozov et al., Physical Review Letters 100 (2008) 016602; S. Kumar et al., Nanoscale Research Letters 6 (2011) 390 gezeigt ist.
Aus S. Bae et al., Nature Nanotechnology 5 (2010) 574–578 ist ersichtlich, dass die Transmission einer Zwischenschicht-Struktur aus Graphen mit abnehmender Schichtdicke der Graphen-Schicht zunimmt. Weiterhin ersichtlich ist, dass eine Zwischenschicht-Struktur mit einer Schichtdicke von drei Monolagen oder weniger eine Transmission von elektromagnetischer Strahlung im sichtbaren Wellenlängenbereich von über 90% aufweist, wobei eine Monolage Graphen im Wellenlängenbereich elektromagnetischer Strahlung von ungefähr 550 nm sogar eine Transmission von über 97% aufweist oder daraus gebildet ist.
Das Ausbilden einer Zwischenschicht-Struktur aus Silicen kann ausgebildet werden wie in P. Vogt et al. Physical Review Letters 108 (2012) 155501 gezeigt ist, wobei die Übertragung auf ein organisches Substrat beispielsweise gemäß dem in S. Bae et al., Nature Nanotechnology 5 (2010) 574–578 gezeigten Verfahren erfolgen kann.
In einer Ausgestaltung befindet sich eine Graphen-Schicht auf einem großflächigen Polymerträger. Von diesem Polymerträger wird die Graphen-Schicht auf eine der Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schichten 140, 144 in einem thermischen Druckverfahren übertragen. Anschließend können die weiteren Schichten des optolelektronischen Bauelementes mittels Vakuumabscheidung aufgebracht werden.
2a, b zeigt eine schematische Querschnittsansicht einer Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schichtenstruktur eines optoelektronischen Bauelementes gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen.
2a zeigt eine schematische Querschnittsansicht eines Ausführungsbeispiels einer Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schichtenstruktur, das jedoch keinerlei einschränkenden Charakter aufweisen soll. Zur Vereinfachung der Darstellung wurden die organischen funktionellen Schichtenstrukturen nicht dargestellt.
Als Substrat 202 kann ein hermetisch dichtes elektrisch leitfähiges Substrat 202 verwendet werden, beispielsweise ein Glas-Träger 102 mit einer Schicht ITO 110 (nicht dargestellt).
Auf dem Substrat 202 kann eine undotierte elektronenleitende Schicht 204 ausgebildet sein, beispielsweise als Elektroneninjektionsschicht 138a und/oder Elektronentransportschicht 136a, beispielsweise in einer zu 1b invertierten Anordnung der Schichten. Die erste Emitterschicht 134a (nicht dargestellt) auf oder über der elektronenleitenden Schicht 204 kann gemäß einer der Ausgestaltungen der ersten Emitterschicht 134a der Beschreibungen der 1b ausgebildet sein.
Über der elektronenleitenden Schicht 204 kann die erste elektronenleitende Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht 140 ausgebildet sein. Die erste elektronenleitende Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht 140 kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen eine Matrix aufweisen, in der einen n-Dotierstoff verteilt ist.
Auf der ersten Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht 140 kann eine Zwischenschicht-Struktur 142 ausgebildet sein.
Auf der Zwischenschicht-Struktur 142 kann eine zweite lochleitende Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht 144 ausgebildet sein. Die zweite Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht 144 kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen eine Matrix aufweisen, in der einen p-Dotierstoff verteilt ist.
Die zweite Emitterschicht 134b (nicht dargestellt) auf oder über der zweiten Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht 144 kann gemäß einer der Ausgestaltungen der zweiten Emitterschicht 134b der Beschreibungen der 1b ausgebildet sein.
Auf der zweiten Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht 144 kann eine undotierte lochleitende Schicht 206 ausgebildet sein, beispielsweise als Lochinjektionsschicht 130b und/oder Lochtransportschicht 132b (siehe 1b).
Auf oder über der undotierten lochleitenden Schicht 206 kann die zweite Elektrode 114 ausgebildet sein, beispielsweise in Form einer Metallschicht 114 oder Metallisierung 114.
In einer Ausgestaltung (2b) zu dem Ausführungsbeispiel in 2a, das jedoch keinerlei einschränkenden Charakter aufweisen soll, weist das optoelektronische Bauelement 100 folgende Schichten auf:

– undotierte elektronenleitende Schicht 204: Net-18 mit einer Schichtdicke von ungefähr 100 nm;
– erste elektronenleitende Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht 140: NDN-26 Dotierstoff in einer NET-18 Matrix mit einer Schichtdicke von ungefähr 25 nm, wobei das Stoffgemisch einen Anteil von ungefähr 8 Gew.-% an NDN-26 aufweist;
– Zwischenschicht-Struktur 142: Graphen mit einer Schichtdicke von ungefähr einer Monolage;
– zweite lochleitende Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht 144: Bi(III)pFBz Dotierstoff in einer HTM-081 Matrix mit einer Schichtdicke von ungefähr 25 nm, wobei das Stoffgemisch einen Anteil von ungefähr 2 Gew.-% an Bi(III)pFBz aufweist; und
– undotierte lochleitende Schicht 206: HTM-081 mit einer Schichtdicke von ungefähr 100 nm.

Ferner kann die Metallisierung 114 als eine Silber-Schicht ausgebildet sein.
3a, b zeigt eine schematische Querschnittsansicht einer Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schichtenstruktur eines optoelektronischen Bauelementes gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen.
3a zeigt eine schematische Querschnittsansicht eines Ausführungsbeispiels einer Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schichtenstruktur, das jedoch keinerlei einschränkenden Charakter aufweisen soll. Zur Vereinfachung der Darstellung wurden die organischen funktionellen Schichtenstrukturen nicht dargestellt.
Als Substrat 202 kann ein hermetisch dichtes elektrisch leitfähiges Substrat 202 verwendet werden, beispielsweise ein Glas-Träger 102 mit einer Schicht ITO 110 (nicht dargestellt).
Auf dem Substrat 202 kann eine undatierte elektronenleitende Schicht 204 ausgebildet sein, beispielsweise als Elektroneninjektionsschicht 138a und/oder Elektronentransportschicht 136a, beispielsweise in einer zu 1b invertierten Anordnung der Schichten. Die erste Emitterschicht 134a (nicht dargestellt) auf oder über der elektronenleitenden Schicht 204 kann gemäß einer der Ausgestaltungen der ersten Emitterschicht 134a der Beschreibungen der 1b ausgebildet sein.
Über der elektronenleitenden Schicht 204 kann die erste elektronenleitende Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht 140 ausgebildet sein. Die erste Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht 140 kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen aus einem intrinsisch (undatierten) elektronenleitenden Stoff gebildet sein.
Auf der ersten Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht 140 kann eine Zwischenschicht-Struktur 142 ausgebildet sein.
Auf der Zwischenschicht-Struktur 142 kann eine zweite elektronenleitende Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht 144 ausgebildet sein. Die zweite Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht 144 kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen aus einem intrinsisch (undatierten) lochleitenden Stoff gebildet sein.
Die zweite Emitterschicht 134b (nicht dargestellt) auf oder über der zweiten Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht 144 kann gemäß einer der Ausgestaltungen der zweiten Emitterschicht 134b der Beschreibungen der 1b ausgebildet sein.
Auf der zweiten Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht 144 kann eine undotierte lochleitende Schicht 206 ausgebildet sein, beispielsweise als Lochinjektionsschicht 130b und/oder Lochtransportschicht 132b (siehe 1b).
Auf oder über der undotierten lochleitenden Schicht 206 kann die zweite Elektrode 114 ausgebildet sein, beispielsweise in Form einer Metallschicht 114 oder Metallisierung 114.
In einer Ausgestaltung (3b) zu dem Ausführungsbeispiel in 3a, das jedoch keinerlei einschränkenden Charakter aufweisen soll, weist das optoelektronische Bauelement 100 folgende Schichten auf:

– undotierte elektronenleitende Schicht 204: Net-18 mit einer Schichtdicke von ungefähr 100 nm;
– erste elektronenleitende Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht 140: NDN-26 mit einer Schichtdicke von ungefähr 10 nm;
– Zwischenschicht-Struktur 142: Graphen mit einer Schichtdicke von ungefähr einer Monolage;
– zweite elektronenleitende Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht 140: HAT-CN mit einer Schichtdicke von ungefähr 5 nm; und
– undotierte lochleitende Schicht 206: HTM-508 mit einer Schichtdicke von ungefähr 100 nm.

Ferner kann die Metallisierung 114 als eine Silber-Schicht ausgebildet sein.
In einer Ausgestaltung zu dem Ausführungsbeispiel in 3a (nicht dargestellt), kann außerdem oder anstatt eine Zwischenschicht-Struktur 142 zwischen der zweiten Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht 144 und der undatierten lochleitenden Schicht 206 ausgebildet sein. In diesem Fall kann die undatierte lochleitende Schicht 206 als zweite Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht bezeichnet werden und die dargestellte zweite Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht als erste Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht. Mit anderen Worten: in Abhängigkeit von der betrachteten Zwischenschicht-Struktur bei einer Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Struktur mit mehreren Zwischenschicht-Strukturen an unterschiedlichen Positionen, kann beispielsweise eine zweite elektronenleitende Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht hinsichtlich einer Zwischenschicht-Struktur die erste elektronenleitende Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht einer anderen Zwischenschicht-Struktur sein. Die Ladungsträgertrennung an einer Grenzfläche einer als Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht bezeichneten Schicht, die in der Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Struktur ausgebildet ist, ist jedoch optional. Eine Ladungsträgertransportschicht und/oder eine Ladungsträgerinjektionsschicht kann auch als Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht bezeichnet werden, wenn sie in der Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Struktur ausgebildet ist, beispielsweise indem eine Zwischenschicht-Struktur an die Ladungsträgertransportschicht und/oder eine Ladungsträgerinjektionsschicht angrenzt.
4a zeigt eine schematische Querschnittsansicht einer herkömmlichen Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schichtenstruktur eines optoelektronischen Bauelementes.
Als Substrat 402 wird herkömmlich ein hermetisch dichtes elektrisch leitfähiges Substrat 402 verwendet werden, beispielsweise ein Glas-Träger mit einer Schicht ITO.
Über dem Substrat 402 ist eine undatierte elektronenleitende Schicht 404 ausgebildet. Über der elektronenleitenden Schicht 404 ist eine erste Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht 406 ausgebildet. Auf der ersten Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht 406 ist eine Zwischenschicht 408 ausgebildet. Auf der Zwischenschicht-Struktur 408 ist eine zweite Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht 410 ausgebildet sein. Auf der zweiten Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht 410 ist eine undotierte lochleitende Schicht 412 ausgebildet. Über der Undatierten lochleitenden Schicht 412 ist eine zweite Elektrode 414 ausgebildet.
4b zeigt eine Tabelle zu herkömmlich verwendeten Materialien für die lochleitende Schicht 412, die elektronenleitende Schicht 404 und die Zwischenschicht 408.
Die dargestellten Materialien der lochleitenden Schicht 412 werden herkömmlich für eine Elektronenblockadeschicht bzw. eine Lochtransportschicht verwendet.
Die dargestellten Materialien der elektronenleitenden Schicht 404 werden herkömmlich für eine Lochblockadeschicht bzw. eine Elektronentransportschicht verwendet.
In verschiedenen Ausführungsformen werden ein optoelektronisches Bauelement und ein Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelementes bereitgestellt, mit denen es möglich ist ein effizienteres und stabileres optoelektronisches Bauelement auszubilden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Nicht-Patentliteratur

S. Bae et al., Nature Nanotechnology 5 (2010) 574–578 [0010]
S. V. Morozov et al., Physical Review Letters 100 (2008) 016602 [0010]
S. Kumar et al., Nanoscale Research Letters 6 (2011) 390 [0010]
P. Vogt et al., Physical Review Letters 108 (2012) 155501 [0011]
M. Kröger et al., Physical Review B 75 (2007) 235321 [0012]
M. Kröger et al., Physical Review B 75 (2007) 235321 [0085]
S. Bae et al., Nature Nanotechnology 5 (2010) 574–578 [0249]
S. V. Morozov et al., Physical Review Letters 100 (2008) 016602 [0249]
S. Kumar et al., Nanoscale Research Letters 6 (2011) 390 [0249]
S. Bae et al., Nature Nanotechnology 5 (2010) 574–578 [0250]
P. Vogt et al. Physical Review Letters 108 (2012) 155501 [0251]
S. Bae et al., Nature Nanotechnology 5 (2010) 574–578 [0251]

Claims

Optoelektronisches Bauelement (100), aufweisend: • eine erste organische funktionelle Schichtenstruktur (116); • eine zweite organische funktionelle Schichtenstruktur (120); und • eine Ladungsträgerpaar-Erzeugungs-Schichtenstruktur (118) zwischen der ersten organischen funktionellen Schichtenstruktur (116) und der zweiten organischen funktionellen Schichtenstruktur (120), wobei die Ladungsträgerpaar-Erzeugungs-Schichtenstruktur (118) aufweist: – eine erste Ladungsträgerpaar-Erzeugungs-Schicht (140); – eine zweite Ladungsträgerpaar-Erzeugungs-Schicht (144); und – eine Zwischenschicht-Struktur (142) zwischen der ersten Ladungsträgerpaar-Erzeugungs-Schicht (140); und der zweiten Ladungsträgerpaar-Erzeugungs-Schicht (144); und – wobei die Zwischenschicht-Struktur (142) wenigstens eine Schicht aufweist mit einer flächig-periodischen, wabenförmigen Gitterstruktur, und – wobei die Zwischenschicht-Struktur (142) ein schwebendes elektrisches Potential aufweist oder daraus gebildet ist.
Optoelektronisches Bauelement (100) gemäß Anspruch 1, wobei die Zwischenschicht-Struktur (142) wenigstens einen der folgenden Stoffe aufweist oder daraus gebildet ist: Kohlenstoff, Silizium, Germanium.
Optoelektronisches Bauelement (100) gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die Zwischenschicht-Struktur (142) eine Graphen-Schicht aufweist oder daraus gebildet ist.
Optoelektronisches Bauelement (100) gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die Zwischenschicht-Struktur (142) zwei oder mehr Teilschichten aufweisend ausgebildet wird.
Optoelektronisches Bauelement (100) gemäß Anspruch 4, wobei die Zwischenschicht-Struktur (142) eine Graphit-Schicht aufweist oder daraus gebildet ist.
Optoelektronisches Bauelement (100) gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die Zwischenschicht-Struktur (142) eine Silicen-Schicht aufweist oder daraus gebildet ist.
Optoelektronisches Bauelement (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die erste Ladungsträgerpaar-Erzeugungs-Schicht (140) einen Dotierstoff in einer Matrix aufweist.
verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelementes (100), das Verfahren aufweisend: • Bilden einer ersten organischen funktionellen Schichtenstruktur (116); • Bilden einer Ladungsträgerpaar-Erzeugungs-Schichtenstruktur (118) über oder auf der ersten organischen funktionellen Schichtenstruktur (116); und • Bilden einer zweiten organischen funktionellen Schichtenstruktur (120) über oder auf der Ladungsträgerpaar-Erzeugungs-Schichtenstruktur (118), wobei das Bilden der Ladungsträgerpaar-Erzeugungs-Schichtenstruktur (118) aufweist: – Bilden einer zweiten Ladungsträgerpaar-Erzeugungs-Schicht (144); – Bilden einer Zwischenschicht-Struktur (142) über oder auf der zweiten Ladungsträgerpaar-Erzeugungs-Schicht (144); – wobei die Zwischenschicht-Struktur (142) wenigstens eine Schicht aufweist mit einer flächig-periodischen, wabenförmigen Gitterstruktur, • wobei die Zwischenschicht-Struktur (142) ein schwebendes elektrisches Potential aufweist; und – Bilden einer ersten Ladungsträgerpaar-Erzeugungs-Schicht (140) über oder auf der Zwischenschicht-Struktur (142).
Verfahren gemäß Anspruch 8, wobei die Zwischenschicht-Struktur (142) wenigstens einen der folgenden Stoffe aufweist oder daraus gebildet wird: Kohlenstoff, Silizium, Germanium.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 8 oder 9, wobei die Zwischenschicht-Struktur (142) eine Graphen-Schicht aufweisend ausgebildet wird oder daraus gebildet wird.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 8 oder 9, wobei die Zwischenschicht-Struktur (142) zwei oder mehr Teilschichten aufweisend ausgebildet wird oder daraus gebildet wird.
Verfahren gemäß Anspruch 11, wobei die Zwischenschicht-Struktur (142) Graphit aufweisend ausgebildet wird oder daraus gebildet wird.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 8 oder 9, wobei die Zwischenschicht-Struktur (142) eine Silicen-Schicht aufweisend ausgebildet wird oder daraus gebildet wird.