DE102015116389A1 - Organisches elektronisches Bauteil mit Ladungsträgergenerationsschicht und Verwendung eines Zinkkomplexes als p-Dotierstoff in Ladungsträgergenerationsschichten - Google Patents

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein organisches elektronisches Bauteil (100) mit zumindest einer Ladungsträgergenerationsschicht (5), die einen organischen p-dotierten Bereich aufweist (5a), der als p-Dotierstoff einen Zinkkomplex enthält, wobei der Zinkkomplex mindestens einen Liganden L der folgenden Struktur enthält:wobei R1 und R2 unabhängig voneinander Sauerstoff, Schwefel, Selen, NH oder NR4 sein können, wobei R4 ausgewählt ist aus der Gruppe enthaltend Alkyl oder Aryl und mit R3 verbunden sein kann; und R3 ausgewählt ist aus der Gruppe enthaltend Alkyl, langkettiges Alkyl, Cycloalkyl, Halogenalkyl, zumindest teilweise halogeniertes langkettiges Alkyl, Halogencycloalkyl, Aryl, Arylene, Halogenaryl, Heteroaryl, Heteroarylene, Heterocycloalkylene, Heterocycloalkyl, Halogenheteroaryl, Alkenyl, Halogenalkenyl, Alkinyl, Halogenalkinyl, Ketoaryl, Halogenketoaryl, Ketoheteroaryl, Ketoalkyl, Halogenketoalkyl, Ketoalkenyl, Halogenketoalkenyl, Halogenalkylaryl, Halogenalkylheteroaryl wobei bei geeigneten Resten eine oder mehrere nicht-benachbarte CH2-Gruppen unabhängig voneinander durch -O-, -S-, -NH-, -NR°°°-, -SiR°R°°-, -CO-, -COO-, -COR°OR°°-, -OCO-, -OCO-O-, -SO2-, -S-CO-, -CO-S-, -O-CS-, -CS-O-, -CY1=CY2 oder -C≡C- ersetzt sein können und zwar derart, dass O und/oder S Atome nicht direkt miteinander verbunden sind, ebenfalls optional mit Aryl- oder Heteroaryl bevorzugt enthaltend 1 bis 30 C Atome ersetzt sind (endständige CH3-Gruppen werden wie CH2-Gruppen im Sinne von CH2-H verstanden). Zudem betrifft die Erfindung die Verwendung eines Zinkkomplexes als p-Dotierstoff in Ladungsträgergenerationsschichten.

Description

• Die Erfindung betrifft die Verwendung von Zinkkomplexen als p-Dotierstoff in Ladungsträgergenerationsschichten.
• Ladungsträgergenerationsschichten werden englischsprachig als „charge generation layers” oder kurz „CGLs” bezeichnet. Sie sind von großer Bedeutung auf dem Gebiet der organischen Elektronik und können in verschiedenartigen Bauteilen, wie beispielsweise in organischen Dioden oder organischen Feldeffekttransistoren, verwendet werden. Häufig finden sie Anwendung in Bauteilen für die Umwandlung von elektrischem Strom in elektromagnetische Strahlung.
• Leistungsfähige organische elektronische Bauteile erfordern Ladungsträgergenerationsschichten, die eine gute Ladungsträgertrennung und einen effizienten Transport der Ladungsträger zu den an die Ladungsträgergenerationsschicht angrenzenden Schichten erlauben.
• Damit die Ladungsträgergenerationsschicht diese Aufgaben erfüllen kann, bedarf sie leistungsfähiger p-Dotierstoffe.
• Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung Materialien anzugeben, die sich für eine Anwendung als p-Dotierstoff in Ladungsträgergenerationsschichten von organischen elektronischen Bauteilen eignen, insbesondere p-Dotierstoffe die gute Leitfähigkeiten und eine effiziente Ladungsträgerauftrennung in der Ladungsträgergenerationsschicht erlauben.
• Diese Aufgabe wird durch ein organisches elektronisches Bauteil gemäß Anspruch 1 gelöst.
• Demgemäß wird ein organisches elektronisches Bauteil mit zumindest einer Ladungsträgergenerationsschicht angegeben, die einen organischen p-dotierten Bereich aufweist, der als p-Dotierstoff einen Zinkkomplex enthält, wobei der Zinkkomplex mindestens einen Liganden L der folgenden Struktur enthält:

  

  wobei R¹ und R² unabhängig voneinander Sauerstoff, Schwefel, Selen, NH oder NR⁴ sein können, wobei R⁴ ausgewählt ist aus der Gruppe enthaltend Alkyl oder Aryl und mit R³ verbunden sein kann; und
  R³ ausgewählt ist aus der Gruppe enthaltend Alkyl, langkettiges Alkyl, Cycloalkyl, Halogenalkyl, zumindest teilweise halogeniertes langkettiges Alkyl, Halogencycloalkyl, Aryl, Arylene, Halogenaryl, Heteroaryl, Heteroarylene, Heterocycloalkylene, Heterocycloalkyl, Halogenheteroaryl, Alkenyl, Halogenalkenyl, Alkinyl, Halogenalkinyl, Ketoaryl, Halogenketoaryl, Ketoheteroaryl, Ketoalkyl, Halogenketoalkyl, Ketoalkenyl, Halogenketoalkenyl, Halogenalkylaryl, Halogenalkylheteroaryl wobei bei geeigneten Resten eine oder mehrere nicht-benachbarte CH₂-Gruppen unabhängig voneinander durch -O-, -S-, -NH-, -NR°°°-, -SiR°R°°-, -CO-, -COO-, -COR°OR°°-, -OCO-, -OCO-O-, -SO₂-, -S-CO-, -CO-S-, -O-CS-, -CS-O-, -CY1=CY2 oder -C≡C- ersetzt sein können und zwar derart, dass O und/oder S Atome nicht direkt miteinander verbunden sind, ebenfalls optional mit Aryl- oder Heteroaryl bevorzugt enthaltend 1 bis 30 C Atome ersetzt sind (endständige CH₃-Gruppen werden wie CH₂-Gruppen im Sinne von CH₂-H verstanden).
• R°, R°°, Y1 und Y2 kann beispielsweise jeweils unabhängig voneinander aus der Gruppe bestehend aus Wasserstoff, Alkyl oder Aryl ausgewählt sein. R°°° kann beispielsweise aus der Gruppe bestehend aus Alkyl und Aryl ausgewählt sein.
• Bei dem organischen elektronischen Bauteil kann es sich beispielsweise um eine organische Diode, einen organischen Feldeffekt-, oder Bipolartransistor oder eine organische Solarzelle bzw. organische elektrochemische Zellen handeln.
• Es kann sich zudem um ein organisches elektronisches Bauteil handeln, dass elektrischen Strom in elektromagnetische Strahlung umwandelt.
• Im Folgenden soll zunächst der Begriff der Ladungsträgergenerationsschicht erläutert werden.
• Organische lichtemittierende Dioden (OLEDs) stellen ein Beispiel für solche Bauteile dar. In OLEDs werden von einer Kathode Elektronen (als negative Ladungsträger) und von Seite der Anode „Löcher” (als positive Ladungsträger) bereitgestellt, die im Bereich einer dazwischen liegenden Emitterschicht rekombinieren. Dabei werden Photonen und somit elektromagnetische Strahlung emittiert. Durch den Einsatz von Ladungsträgergenerationsschichten ist es beispielsweise möglich zwei oder mehrere solcher organischer lichtemittierender Dioden übereinander zu stapeln und miteinander in Serie zu schalten. Zu diesem Zweck wird jeweils zwischen zwei OLEDs eine Ladungsträgergenerationsschicht angeordnet. Ein auf diese Weise gebildetes organisches elektronisches Bauelement wird oftmals als Tandem-OLED bezeichnet und kann zwei oder mehrere übereinander gestapelte OLED-Einheiten aufweisen. Dabei fungiert die Ladungsträgergenerationsschicht für die mit ihr verbundenen OLEDs als Lieferant von positiven und negativen Ladungen. Sie übernimmt somit innerhalb des organischen elektronischen Bauteils gleichermaßen die Funktion einer inneren Kathode für die eine OLED und einer inneren Anode für die andere OLED, wodurch die Serienschaltung der übereinander angeordneten OLEDs ermöglicht wird.
• Dieses Prinzip ist nicht auf übereinander angeordnete OLEDs beschränkt, sondern allgemeingültig für organische elektronische Bauteile. Ladungsträgergenerationsschichten können innerhalb erfindungsgemäßer organischer elektronischer Bauteile als Ladungsträgerlieferant dienen, wobei die eine Seite der Ladungsträgergenerationsschicht positive und die gegenüberliegende Seite der Schicht negative Ladungsträger bereitstellt.
• Ladungsträgergenerationsschichten haben ihren Namen also daher, dass in diesen Schichten Ladungsträgerpaare von positiven und negativen Ladungsträgern gebildet und voneinander getrennt werden. Dies erfolgt an einem sogenannten p-n-Übergang (englischsprachig als „p-n-heterojunction” bezeichnet). Ladungsträgergenerationsschichten weisen zu diesem Zweck einen lochtransportierenden und einen elektronentransportierenden Bereich auf. Der lochtransportierende Bereich erfindungsgemäßer Bauteile weist den genannten Zinkkomplex als p-Dotierstoff auf und kann daher als p-Dotierter Bereich bezeichnet werden. Der Elektronenleitende Bereich kann als n-leitender Bereich bezeichnet werden. Beispielsweise können der p-dotierte Bereich und der n-leitende Bereich miteinander eine gemeinsame Grenzfläche aufweisen und im Kontakt miteinander stehen. Beispielsweise kann sich aber auch ein Zwischenbereich zwischen dem p-dotierten Bereich und dem n-leitenden Bereich befinden. Der p-dotierte Bereich verfügt in der Regel über ein energetisch hoch liegendes LUMO („lowest unoccupied molecular orbital”, also niedrigstes unbesetztes Molekülorbital) sowie über ein energetisch hoch liegendes HOMO („highest occupied molecular orbital”, also höchstes besetztes Molekülorbital). Die Energie von LUMO und HOMO im angrenzenden n-leitenden Bereich ist dagegen in der Regel jeweils vergleichsweise niedrig. Beispielsweise beim Anlegen einer äußeren Spannung kann ein Elektron aus dem HOMO des p-dotierten Bereichs in das LUMO des n-leitenden Bereichs tunneln. Dies ist auch dann möglich, wenn noch ein Zwischenbereich vorliegt, der dann eine zusätzliche Tunnelbarriere bildet. Durch das Tunneln kommt es zur Auftrennung eines Ladungsträgerpaares. Im p-dotierten Bereich wird dabei eine positive, im n-leitenden Bereich eine negative Ladung erhalten. Die positive Ladung wird daraufhin unter dem Einfluss des anliegenden elektrischen Feldes durch den p-dotierten Bereich transportiert. Die negative Ladung wird analog durch den n-leitenden Bereich transportiert.
• Neben der Ladungsträgergenerationsschicht kann das erfindungsgemäße organische elektronische Bauteil eine Kathode und eine Anode aufweisen, wobei die Ladungsträgergenerationsschicht zwischen Kathode und Anode angeordnet ist. Weiterhin kann das Bauteil zusätzliche Schichten zwischen Kathode und Anode aufweisen, wie sie in herkömmlichen organischen elektronischen Bauelementen üblich sind.
• Der organische p-dotierte Bereich der Ladungsträgergenerationsschicht weist den erfindungsgemäßen Zinkkomplex als p-Dotierstoff auf. Der organische p-dotierte Bereich kann beispielsweise zusätzlich ein Matrixmaterial aufweisen. Insbesondere ist es möglich, dass der organische p-dotierte Bereich zugleich ein Matrixmaterial und den p-Dotierstoff aufweist, wobei der p-Dotierstoff in das Matrixmaterial eingelagert sein kann. Beispielsweise kann der p-Dotierstoff homogen, also gleichmäßig im Matrixmaterial verteilt, vorliegen.
• Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben festgestellt, dass die erfindungsgemäßen Zinkkomplexe überraschenderweise als p-Dotierstoff in Ladungsträgergenerationsschichten geeignet sind. Demgegenüber sind bislang keine p-Dotierstoffe auf der Basis lewis-acider Metallkomplexe bekannt, die gleichzeitig auch alle anderen notwendigen Voraussetzungen für den Einsatz in Ladungsträgergenerationsschichten wie geeignete Prozessierbarkeit, Stabilität der dotierten Schichten und hinreichend niedrige Absorption erfüllen. Hinzu kommt, dass bislang eine Anwendung von Zinkkomplexen als Dotierstoff für Ladungsträgergenerationsschichten nicht bekannt war. Umso überraschender ist es, dass die erfindungsgemäßen Zinkkomplexe, bei welchen es sich um Lewissäuren handelt, alle erforderlichen Anforderungen für die Verwendung in Ladungsträgergenerationsschichten erfüllen.
• So haben die Erfinder beobachtet, dass die erfindungsgemäßen p-Dotierstoffe aufgrund ihrer guten p-Dotierstoffstärke sehr gute Leitfähigkeiten, insbesondere Lochleitfähigkeiten in organischen p-dotierten Bereichen erlauben. Matrixmaterialien, die mit den Zinkkomplexen dotiert werden, zeigen hervorragende Leitfähigkeiten, wie sie für den Einsatz in Lochinjektions- oder Lochtransportschichtenin organischen elektronischen Bauteilen erforderlich sind. Derartig gute Lochtransporteigenschaften sind für den p-dotierten Bereich einer Ladungsträgergenerationsschicht von zentraler Bedeutung. Die positiven Ladungsträger werden nach der Bildung am p-n-Übergang durch den organischen p-dotierten Bereich transportiert und schließlich in die angrenzenden Schichten injiziert. Dafür sind gute Lochleitfähigkeiten des p-dotierten Bereichs, wie sie mit den erfindungsgemäßen Zinkkomplexen erreicht werden, unerlässlich.
• Während eine Reihe von Metallkomplexen geeignete p-Dotierstoffe bilden, gibt es jedoch nur sehr wenige Materialien, welche die zweite zentrale Anforderung an p-Dotierstoffe in einer Ladungsträgergenerationsschicht erfüllen. Damit überhaupt erst eine Ladungsauftrennung erfolgen kann, muss es zu einem Tunnelstrom am p-n-Übergang kommen, also ein Tunneln von Elektronen aus dem HOMO des p-dotierten Bereichs in das LUMO des n-leitenden Bereichs. Bei Verwendung von kommerziell üblichen Standardmaterialien für den n-leitenden Bereich ist die Wahl des p-Dotierstoffes entscheidend dafür, ob die Ladungsauftrennung ausreichend effizient statt findet oder nicht. Ursache dafür ist, dass der p-Dotierstoff entscheidenden Einfluss auf die energetische Lage der Molekülorbitale auf der Seite des p-dotierten Bereichs und damit auf die relative Lage der am Übergang beteiligten Energieniveaus besitzt. Die Wahl des p-Dotierstoffes ist also zentral für die Frage der Erzielung hinreichender Tunnelströme. Wenn es gelingt hinreichende Tunnelströme zu erzeugen spricht man vom „CGL-Effekt” also vom Ladungsträgergenerationsschicht-Effekt. Nur dann sind die Voraussetzungen für eine effiziente Ladungsträgerauftrennung gegeben.
• Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben festgestellt, dass die erfindungsgemäßen Zinkkomplexe überraschenderweise hohe Tunnelströme an p-n-Übergängen ermöglichen und damit für Ladungsträgergenerationsschichten geeignet sind.
• Weiterhin weisen die erfindungsgemäßen Zinkkomplexe eine besonders niedrige Absorption im Bereich des sichtbaren Lichts auf. Sie sind also durch eine sehr gute Strahlendurchlässigkeit gekennzeichnet und eignen sich daher beispielsweise besonders gut für den Einsatz in optoelektronischen Bauelementen, beispielsweise für lichtemittierende organische Bauelemente.
• Hinzu kommt, dass die erfindungsgemäßen Zinkkomplexe auch gute thermische Stabilität aufweisen und gut verdampfbar bzw. leicht zu sublimieren sind. Sie zeigen ein gleichmäßiges Verdampfungsverhalten bei der Abscheidung in Schichten aus der Gasphase. Sie können außerdem ohne großen technischen Aufwand etwa mittels Koverdampfung gemeinsam mit einem Matrixmaterial in einer Schicht abgeschieden werden.
• Die vergleichsweise hohe Stabilität der Zinkkomplexe, deren Zersetzungstemperatur in der Regel deutlich über ihrer Verdampfungstemperatur liegt, erlaubt eine einfache Herstellung des p-dotierten Bereichs der Ladungsträgergenerationsschicht mittels Gasphasenabscheidung. Die Zinkkomplexe können aber auch im Rahmen einer Flüssigphasenabscheidung verarbeitet werden. Die gute Stabilität und Verdampfbarkeit vereinfacht die Fertigung von organischen elektronischen Bauteilen aufweisend die erfindungsgemäße Ladungsträgergenerationsschicht.
• Weiterhin haben die Erfinder erkannt, dass die Zinkkomplexe der beschriebenen Art aufweisend den Liganden L eine hohe Vielfalt von Komplexstrukturen erlauben. Diese Mannigfaltigkeit kann genutzt werden um die Dotierstoffstärke unabhängig von der Sublimationstemperatur bei der Fertigung einzustellen.
• Außerdem sind die beschriebenen Zinkkomplexe ohne großen technischen Aufwand herstellbar und die Ausgangsstoffe preiswert verfügbar.
• Im Folgenden sei auf einige Begriffsdefinitionen verwiesen:
  Im Sinne der vorliegenden Erfindung ist der Begriff „Wasserstoff” nicht auf Wasserstoff (¹H) allein beschränkt, sondern schließt insbesondere auch alle weiteren Isotope des Wasserstoffes ein, insbesondere Deuterium (²H bzw. D).
• Im Sinne der vorliegenden Erfindung umfasst oder bedeutet die Bezeichnung „p-Dotierstoff” insbesondere Materialien, die eine Lewis-Acidität aufweisen und/oder in der Lage sind, Komplexe mit einem Matrixmaterial auszubilden, in denen diese Materialien (wenn auch nur formal) Lewis-azide wirken.
• Ein derartiges Zinkkomplex-Matrixmaterial (Lochleiter) kann beispielsweise die folgende Struktur haben:

  
• Gezeigt ist dabei beispielhaft die Locherzeugung sowie die Delokalisation der positiven Ladung unter Verwendung von NPB (N,N'-Bis(naphthalen-1-yl)-N,N'-bis(phenyl)-benzidin). Im Zinkkomplex ist dabei vereinfachend nur das Zinkzentralatom gezeigt. Die Zahl der Mesomeren-Grenzstrukturen ist viel höher als die der gezeigten Mesomeren-Grenzstrukturen. Auf eine Darstellung aller Grenzstrukturen wurde allein aus Platzgründen verzichtet.
• Ladungen können via „Hopping” von einem zum nächsten Loch-Transport-Molekül gelangen. Leitfähigkeitspfade sind dabei hilfreich für den Ladungstransport aber nicht erforderlich.
• Allgemeine Gruppendefinition:
• Innerhalb der Beschreibung und den Ansprüchen werden allgemeine Gruppen, wie z. B.: Alkyl, Halogenalkyl, Aryl etc. beansprucht und beschrieben. Wenn nicht anders beschrieben, werden bevorzugt die folgenden Gruppen innerhalb der allgemein beschriebenen Gruppen im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendet:
  Alkyl: lineare und verzweigtes C1-C8-Alkyl
  Halogenalkyl: ausgewählt aus der Gruppe enthaltend mono, di, tri-, poly- und perhalogeniertes lineares und verzweigtes C1-C8-Alkyl.
  langkettige Alkyle: lineare und verzweigte C5-C20-Alkyle
  zumindest teilweise halogeniertes langkettiges Alkyl: ausgewählt aus der Gruppe enthaltend mono, di, tri-, poly- und perhalogeniertes lineares und verzweigtes C5-C20-Alkyl.
  Cycloalkyl: C3-C8-Cycloalkyl, zudem Adamantyl und Decahydronaphtyl
  Halogencycloalkyl: ausgewählt aus der Gruppe enthaltend mono, di, tri-, poly- und perhalogeniertes C3-C8-Cycloalkyl, zudem mono, di, tri-, poly- und perhalogeniertes Adamantyl und Decahydronaphtyl.
  Alkenyl: C2-C6-Alkenyl.
  Alkylene: ausgewählt aus der Gruppe enthaltend: methylene; 1,1-ethylene; 1,2-ethylene; 1,1-propylidene; 1,2-propylene; 1,3-propylene; 2,2-propylidene; butan-2-ol-1,4-diyl; propan-2-ol-1,3-diyl; 1,4-butylene; cyclohexane-1,1-diyl; cyclohexan-1,2-diyl; cyclohexan-1,3-diyl; cyclohexan-1,4-diyl; cyclopentane-1,1-diyl; cyclopentan-1,2-diyl; und cyclopentan-1,3-diyl,
  Aryl: ausgewählt aus Aromaten mit einem Molekulargewicht unter 300Da.
  Arylene: ausgewählt aus der Gruppe enthaltend: 1,2-phenylene; 1,3-phenylene; 1,4-phenylene; 1,2-naphthylene; 1,3-naphtalenylene; 1,4-naphthylene; 2,3-naphthylene; 1-hydroxy-2,3-phenylene; 1-hydroxy-2,4-phenylene; 1-hydroxy-2,5-phenylene; und 1-hydroxy-2,6-phenylene,
  Heteroaryl: ausgewählt aus der Gruppe enthaltend: pyridinyl; pyrimidinyl; pyrazinyl; triazolyl; pyridazinyl; 1,3,5-triazinyl; chinoninyl; isochinoninyl; chinoxalinyl; imidazolyl; pyrazolyl; benzimidazolyl; thiazolyl; oxazolidinyl; pyrrolyl; thiophenyl; carbazolyl; indolyl; und isoindolyl, wobei das Heteroaryl mit der Verbindung über jedes Atom im Ring des ausgewählten Heteroaryls verbunden sein kann.
  Heteroarylene: ausgewählt aus der Gruppe enthaltend: pyridindiyl; quinolindiyl; pyrazodiyl; pyrazoldiyl; triazolediyl; pyrazindiyl, thiophendiyl; und imidazolediyl, wobei das heteroarylene als Brücke in der Verbindung über ein beliebiges Atom im Ring des ausgewählten Heteroaryls fungiert, speziell bevorzugt sind: pyridin-2,3-diyl; pyridin-2,4-diyl; pyridin-2,5-diyl; pyridin-2,6-diyl; pyridin-3,4-diyl; pyridin-3,5-diyl; quinolin-2,3-diyl; quinolin-2,4-diyl; quinolin-2,8-diyl; isoquinolin-1,3-diyl; isoquinolin-1,4-diyl; pyrazol-1,3-diyl; pyrazol-3,5-diyl; triazole-3,5-diyl; triazole-1,3-diyl; pyrazin-2,5-diyl; und imidazole-2,4-diyl, thiophen-2,5-diyl, thiophen-3,5-diyl; ein -C1-C6-Heterocycloalkyl, ausgewählt aus der Gruppe enthaltend: piperidinyl; piperidine; 1,4-piperazine, tetrahydrothiophene; tetrahydrofuran; 1,4,7-triazacyclononane; 1,4,8,11-tetraazacyclotetradecane; 1,4,7,10,13-pentaazacyclopentadecane; 1,4-diaza-7-thia-cyclononane; 1,4-diaza-7-oxa-cyclononane; 1,4,7,10-tetraazacyclododecane; 1,4-dioxane; 1,4,7-trithia-cyclononane; pyrrolidine; und tetrahydropyran, wobei das Heteroaryl mit dem C1-C6-Alkyl über jedes Atom im Ring des ausgewählten Heteroaryls verbunden sein kann.
  Heterocycloalkylene: ausgewählt aus der Gruppe enthaltend: piperidin-1,2-ylene; piperidin-2,6-ylene; piperidin-4,4-ylidene; 1,4-piperazin-1,4-ylene; 1,4-piperazin-2,3-ylene; 1,4-piperazin-2,5-ylene; 1,4-piperazin-2,6-ylene; 1,4-piperazin-1,2-ylene; 1,4-piperazin-1,3-ylene; 1,4-piperazin-1,4-ylene; tetrahydrothiophen-2,5-ylene; tetrahydrothiophen-3,4-ylene; tetrahydrothiophen-2,3-ylene; tetrahydrofuran-2,5-ylene; tetrahydrofuran-3,4-ylene; tetrahydrofuran-2,3-ylene; pyrrolidin-2,5-ylene; pyrrolidin-3,4-ylene; pyrrolidin-2,3-ylene; pyrrolidin-1,2-ylene; pyrrolidin-1,3-ylene; pyrrolidin-2,2-ylidene; 1,4,7-triazacyclonon-1,4-ylene; 1,4,7-triazacyclonon-2,3-ylene; 1,4,7-triazacyclonon-2,9-ylene; 1,4,7-triazacyclonon-3,8-ylene; 1,4,7-triazacyclonon-2,2-ylidene; 1,4,8,11-tetraazacyclotetradec-1,4-ylene; 1,4,8,11-tetraazacyclotetradec-1,8-ylene; 1,4,8,11-tetraazacyclotetradec-2,3-ylene; 1,4,8,11-tetraazacyclotetradec-2,5-ylene; 1,4,8,11-tetraazacyclotetradec-1,2-ylene; 1,4,8,11-tetraazacyclotetradec-2,2-ylidene; 1,4,7,10-tetraazacyclododec-1,4-ylene; 1,4,7,10-tetraazacyclododec-1,7-ylene; 1,4,7,10-tetraazacyclododec-1,2-ylene; 1,4,7,10-tetraazacyclododec-2,3-ylene; 1,4,7,10-tetraazacyclododec-2,2-ylidene; 1,4,7,10,13 pentaazacyclopentadec-1,4-ylene; 1,4,7,10,13-pentaazacyclopentadec-1,7-ylene; 1,4,7,10,13-pentaazacyclopentadec-2,3-ylene; 1,4,7,10,13-pentaazacyclopentadec-1,2-ylene; 1,4,7,10,13-pentaazacyclopentadec-2,2-ylidene; 1,4-diaza-7-thia-cyclonon-1,4-ylene; 1,4-diaza-7-thia-cyclonon-1,2-ylene; 1,4-diaza-7thia-cyclonon-2,3-ylene; 1,4-diaza-7-thia-cyclonon-6,8-ylene; 1,4-diaza-7-thia-cyclonon-2,2-ylidene; 1,4-diaza-7-oxacyclonon-1,4-ylene; 1,4-diaza-7-oxa-cyclonon-1,2-ylene; 1,4diaza-7-oxa-cyclonon-2,3-ylene; 1,4-diaza-7-oxa-cyclonon-6,8-ylene; 1,4-diaza-7-oxa-cyclonon-2,2-ylidene; 1,4-dioxan-2,3-ylene; 1,4-dioxan-2,6-ylene; 1,4-dioxan-2,2-ylidene; tetrahydropyran-2,3-ylene; tetrahydropyran-2,6-ylene; tetrahydropyran-2,5-ylene; tetrahydropyran-2,2-ylidene; 1,4,7-trithia-cyclonon-2,3-ylene; 1,4,7-trithia-cyclonon-2,9-ylene; und 1,4,7-trithia-cyclonon-2,2-ylidene,
  Heterocycloalkyl: ausgewählt aus der Gruppe enthaltend: pyrrolinyl; pyrrolidinyl; morpholinyl; piperidinyl; piperazinyl; hexamethylene imine; 1,4-piperazinyl; tetrahydrothiophenyl; tetrahydrofuranyl; 1,4,7-triazacyclononanyl; 1,4,8,11-tetraazacyclotetradecanyl; 1,4,7,10,13-pentaazacyclopentadecanyl; 1,4-diaza-7-thiacyclononanyl; 1,4-diaza-7-oxa-cyclononanyl; 1,4,7,10-tetraazacyclododecanyl; 1,4-dioxanyl; 1,4,7-trithiacyclononanyl; tetrahydropyranyl; und oxazolidinyl, wobei das Heterocycloalkyl mit der Verbindung über jedes Atom im Ring des ausgewählten Heterocycloalkyls verbunden sein kann.
  Amine: die Gruppe -N(R)2 wobei jedes R unabhängig ausgewählt ist aus: Wasserstoff; C1-C6-Alkyl; C1-C6-Alkyl-C6H5; und Phenyl, wobei wenn beide R' C1-C6-Alkyl sind, beide R' einen -NC3 bis NC5 heterocyclischen Ring bilden können, wobei die restliche Alkylkette einen Alkylsubstituenten am heterocyclischen Ring bildet
  Halogen: ausgewählt aus der Gruppe enthaltend: F; Cl; Br und I
  Pseudohalogen: ausgewählt aus der Gruppe enthaltend -CN, -SCN, -OCN, N3, -CNO, -SeCN
  Carboxylat: die Gruppe -C(O)OR, wobei R ausgewählt ist aus: Wasserstoff; C1-C6-Alkyl; Phenyl; C1-C6-Alkyl-C6H5;
  Carbonyl: die Gruppe -C(O)R, wobei R ausgewählt ist aus: Wasserstoff; C1-C6-Alkyl; Phenyl; C1-C6-Alkyl-C6H5 und Amine ausgewählt aus der Gruppe: -NR'2, wobei jedes R' unabhängig ausgewählt ist aus: Wasserstoff; C1-C6-Alkyl; C1-C6-Alkyl-C6H5; und Phenyl, wobei wenn beide R' C1-C6-Alkyl sind, beide R' einen -NC3 bis NC5 heterocyclischen Ring bilden können, wobei die restliche Alkylkette einen Alkylsubstituenten am heterocyclischen Ring bildet.
• Soweit nicht anders erwähnt, sind die folgenden Gruppen mehr bevorzugte Gruppen innerhalb der allgemeinen Gruppendefinition:
  Alkyl: lineare und verzweigte C1-C6-Alkyle,
  Halogenalkyl: ausgewählt aus der Gruppe enthaltend mono, di, tri-, poly- und perhalogeniertes lineares und verzweigtes C1-C6-alkyl, besonders bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe enthaltend mono, di, tri-, poly- und perhalogeniertes lineares und verzweigtes C1-C4-Alkyl,
  langkettige Alkyle: lineare und verzweigte C5-C10-Alkyle, vorzugsweise C6-C8-Alkyle,
  zumindest teilweise halogeniertes langkettiges Alkyl: ausgewählt aus der Gruppe enthaltend mono, di, tri-, poly- und perhalogeniertes lineares und verzweigtes C5-C10-Alkyl, vorzugsweise mono, di, tri-, poly- und perhalogeniertes lineares und verzweigtes C6-C8-Alkyl,
  Cycloalkyl: C6-C8-Cycloalkyl,
  Halogencycloalkyl: ausgewählt aus der Gruppe enthaltend mono, di, tri-, poly- und perhalogeniertes C6-C8-Cycloalkyl,
  Alkenyl: C3-C6-Alkenyl,
  Alkylene: ausgewählt aus der Gruppe enthaltend: methylene; 1,2-ethylene; 1,3-propylene; butan-2-ol-1,4-diyl; 1,4-butylene; cyclohexane-1,1-diyl; cyclohexan-1,2-diyl; cyclohexan-1,4-diyl; cyclopentane-1,1-diyl; und cyclopentan-1,2-diyl,
  Aryl: ausgewählt aus der Gruppe enthaltend: phenyl; biphenyl; naphthalenyl; anthracenyl; und phenanthrenyl,
  Arylene: ausgewählt aus der Gruppe enthaltend: 1,2-phenylene; 1,3-phenylene; 1,4-phenylene; 1,2-naphthylene; 1,4-naphtalenylene; 2,3-naphthylene und 1-hydroxy-2,6-phenylene,
  Heteroaryl: ausgewählt aus der Gruppe enthaltend: pyridinyl; pyrimidinyl; chinoninyl; pyrazolyl; triazolyl; isochinoninyl; imidazolyl; und oxazolidinyl, wobei das Heteroaryl mit der Verbindung über jedes Atom im Ring des ausgewählten Heteroaryls verbunden sein kann,
  Heteroarylene: ausgewählt aus der Gruppe enthaltend: pyridin 2,3-diyl; pyridin-2,4-diyl; pyridin-2,6-diyl; pyridin-3,5-diyl; quinolin-2,3-diyl; quinolin-2,4-diyl; isoquinolin-1,3-diyl; isoquinolin-1,4-diyl; pyrazol-3,5-diyl; und imidazole-2,4-diyl,
  Heterocycloalkyl: ausgewählt aus der Gruppe enthaltend: pyrrolidinyl; morpholinyl; piperidinyl; piperidinyl; 1,4 piperazinyl; tetrahydrofuranyl; 1,4,7-triazacyclononanyl; 1,4,8,11-tetraazacyclotetradecanyl; 1,4,7,10,13-pentaazacyclopentadecanyl; 1,4,7,10-tetraazacyclododecanyl; und piperazinyl, wobei das Heteroaryl mit der Verbindung über jedes Atom im Ring des ausgewählten Heteroaryls verbunden sein kann
  Heterocycloalkylene: ausgewählt aus der Gruppe enthaltend: piperidin-2,6-ylene; piperidin-4,4-ylidene; 1,4-piperazin-1,4-ylene; 1,4-piperazin-2,3-ylene; 1,4-piperazin-2,6-ylene; tetrahydrothiophen-2,5-ylene; tetrahydrothiophen-3,4-ylene; tetrahydrofuran-2,5-ylene; tetrahydrofuran-3,4-ylene; pyrrolidin-2,5-ylene; pyrrolidin-2,2-ylidene; 1,4,7-triazacyclonon-1,4-ylene; 1,4,7-triazacyclonon-2,3-ylene; 1,4,7-triazacyclonon-2,2-ylidene; 1,4,8,11-tetraazacyclotetradec-1,4-ylene; 1,4,8,11-tetraazacyclotetradec-1,8-ylene; 1,4,8,11-tetraazacyclotetradec-2,3-ylene; 1,4,8,11-tetraazacyclotetradec-2,2-ylidene; 1,4,7,10-tetraazacyclododec-1,4-ylene; 1,4,7,10-tetraazacyclododec-1,7-ylene; 1,4,7,10-tetraazacyclododec-2,3-ylene; 1,4,7,10-tetraazacyclododec-2,2-ylidene; 1,4,7,10,13-pentaazacyclopentadec-1,4-ylene; 1,4,7,10,13-pentaazacyclopentadec-1,7-ylene; 1,4-diaza-7-thia-cyclonon-1,4-ylene; 1,4-diaza-7-thia-cyclonon-2,3-ylene; 1,4-diaza-7-thiein cyclonon-2,2-ylidene; 1,4-diaza-7-oxa-cyclonon-1,4-ylene; 1,4 diaza-7-oxa-cyclonon-2,3-ylene; 1,4-diaza-7-oxa-cyclonon-2,2-ylidene; 1,4-dioxan-2,6-ylene; 1,4-dioxan-2,2-ylidene; tetrahydropyran-2,6-ylene; tetrahydropyran-2,5-ylene; und tetrahydropyran-2,2-ylidene, ein -C1-C6-alkylheterocycloalkyl, wobei das Heterocycloalkyl ausgewählt aus der Gruppe enthaltend: piperidinyl; 1,4-piperazinyl; tetrahydrofuranyl; 1,4,7-triazacyclononanyl; 1,4,8,11-tetraazacyclotetradecanyl; 1,4,7,10,13-pentaazacyclopentadecanyl; 1,4,7,10-tetraazacyclododecanyl; und pyrrolidinyl, wobei das Heterocycloalkyl mit der Verbindung über jedes Atom im Ring des ausgewählten Heterocycloalkyls verbunden sein kann,
  Amin: die Gruppe -N(R)2, wobei jedes R unabhängig ausgewählt ist aus: Wasserstoff; C1-C6-Alkyl; und Benzyl,
  Halogen: ausgewählt aus der Gruppe enthaltend: F und Cl, besonders bevorzugt F,
  Carboxylat: die Gruppe -C(O)OR, wobei R ausgewählt ist aus Wasserstoff; C1-C6-Alkyl; und Benzyl,
  Carbonyl: die Gruppe: -C(O)R, wobei R ausgewählt ist aus: Wasserstoff; C1-C6-Alkyl; Benzyl und Amine ausgewählt aus der Gruppe: -NR'2, wobei jedes R' unabhängig ausgewählt ist aus: Wasserstoff; C1-C6-Alkyl; und Benzyl,
  Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Bauteils weist der Zinkkomplex einen Liganden L auf, wobei R³ ausgewählt ist aus der Gruppe enthaltend Halogenalkyl, Halogenaryl, zumindest teilweise halogeniertes langkettiges Alkyl, Halogencycloalkyl, Halogenheteroaryl, Halogenalkylaryl und Halogenalkylheteroaryl, wobei es sich bei dem Halogen insbesondere um Fluor handeln kann.
• Halogene, wie Fluor besitzen aufgrund ihrer hohen Elektronegativität eine starke elektronenziehende Wirkung. Dies ist von wichtiger Bedeutung für die Anpassung der elektronischen Eigenschaften des Komplexes. Insbesondere erlauben die elektronenziehenden Gruppen eine Verstärkung der Lewis-Azidität des Zinkkomplexes und somit seiner Wirkung als p-Dotierstoff. Außerdem können elektronenziehende Gruppen wie Halogene und Halogenalkyle eine stabilisierende Wirkung auf den erfindungsgemäßen Zinkkomplex haben.
• Von den genannten Resten für R³ sind jeweils noch weiter bevorzugt:
  Als Halogenalkyl ist besonders bevorzugt Perfluoralkyl mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen, weiter bevorzugt Perfluoralkyl mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen und am meisten bevorzugt Perfluoralkyl mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen. Am meisten bevorzugt ist es, wenn R³ Trifluormethyl, Pentafluorethyl, Heptafluor-n-propyl oder Heptafluor-iso-propyl ist. Von diesen ist wiederum Trifluormethyl am meisten bevorzugt.
• Als Halogenaryl ist besonders bevorzugt Perfluoraryl, insbesondere Perfluorphenyl. Außerdem bevorzugt ist als Halogenalkylaryl mit einem oder mehreren CF₃-Gruppen substituiertes Phenyl.
• Als Halogencycloalkyl ist besonders bevorzugt Perfluorcycloalkyl mit 6 bis 8 Kohlenstoffatomen.
• Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist R³ nicht aromatisch. Nicht aromatische Reste R³ begünstigen gute p-Dotierstoffeigenschaften und können günstige Eigenschaften bei der Verarbeitung, etwa bei der Gasphasenabscheidung bewirken und haben sich als gut geeignet für die Erzielung guter Tunnelströme erwiesen.
• Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist R³ gesättigt.
• Gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung ist R³ linear.
• Gemäß einer davon verschiedenen Weiterbildung der Erfindung ist R³ verzweigt.
• Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist R³ perfluoriert. Zinkkomplexe dieser Art besitzen gute p-Dotierstoffeigenschaften.
• Fluor ist aufgrund seiner hohen Elektronegativität als Substituent des Restes R³ gut geeignet, da die elektronenziehenden Eigenschaften die Lewis-Azidität des Komplexes verstärken und die Dotierstoffstärke somit verbessern können. Je höher der Fluorgehalt umso stärker ist dieser Effekt ausgeprägt.
• Eine bevorzugte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen organischen elektronischen Bauteils weist Zinkkomplexe auf, deren Ligand L als Rest R³ einen Substituenten der folgenden allgemeinen Formel aufweist:
  *-(CF₂)_nCF₃, wobei n die Werte von 0 bis 19, bevorzugt von 0 bis 7, weiter bevorzugt 0 bis 5, am meisten bevorzugt 0 bis 3 annehmen kann. Von allen Resten am meisten bevorzugt ist R³ = *-CF₃.
• „*” beschreibt dabei jeweils die Bindungsstelle des Restes R³.
• Eine alternative Ausführungsform betrifft ein erfindungsgemäßes organisches elektrisches Bauteil mit einem Zinkkomplex, wobei der Rest R³ des Liganden L ausgewählt ist aus der Gruppe enthaltend:

  

  wobei Y¹–Y⁵ unabhängig voneinander ausgewählt sind aus der Gruppe enthaltend C-H, C-D, C-F, C-NO₂, C-CN, C-Halogen, C-Pseudohalogen, N oder C-C_nF_2n+1 mit n = 1 bis 10, insbesondere C-CF₃ (also n = 1).
• Derartige Zinkkomplexe sind besonders stabil und sind daher besonders gut für die Nutzung als p-Dotierstoff geeignet.
• Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist R³ ausgewählt aus der Gruppe enthaltend:

  

  wobei Y¹–Y⁷ unabhängig voneinander ausgewählt sind aus der Gruppe enthaltend C-H, C-D, C-F, C-NO₂, C-CN, C-Halogen, C-Pseudohalogen, N oder C-C_nF_2n+1 mit n = 1 bis 10, insbesondere C-CF₃ (also n = 1).
• Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist R³ ausgewählt aus der Gruppe enthaltend:

  

  wobei Y¹–Y⁷ unabhängig voneinander ausgewählt sind aus der Gruppe enthaltend C-H, C-D, C-F, C-NO₂, C-CN, C-Halogen, C-Pseudohalogen, N oder C-C_nF_2n+1 mit n = 1 bis 10, insbesondere C-CF₃ (also n = 1).
• Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist R³ ausgewählt aus der Gruppe enthaltend:

  
• Gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung ist R³ ausgewählt aus der Gruppe enthaltend halogenierte, bevorzugt perhalogenierte und/oder pseudohalogenierte Pteridine, Isopteridine, Naphtyridine, Chinoxaline, Azachinoxaline.
• Eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung betrifft ein erfindungsgemäßes organisches elektrisches Bauteil, bei welchem die beiden Gruppen R¹ und R² des Liganden L des Zinkkomplexes jeweils Sauerstoffatome sind. In diesem Fall ist der Ligand L ein Carboxylat-Ligand.
• Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben erkannt, dass die Zinkkomplexe der Carboxylate stabile und zugleich besonders wirksame p-Dotierstoffe darstellen. Die Carboxylat-Liganden sind zudem leicht erhältlich und preiswert, da die jeweiligen zugehörigen Carbonsäuren weit verbreitet und kostengünstig sind.
• In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann der Metallkomplex mindestens einen Liganden L ausgewählt aus der Gruppe der nicht substituierten, partiell fluorierten oder perfluorierten organischen Carbonsäuren enthalten.
• Organische Carbonsäuren können generell ausgewählt werden aus den Gruppen der aliphatisch, gesättigten Monocarbonsäuren; aliphatisch, ungesättigten Monocarbonsäuren; aliphatisch, gesättigten Dicarbonsäuren; aliphatisch, gesättigte Tricarbonsäuren; aliphatisch, ungesättigten Dicarbonsäuren; aromatischen Carbonsäuren; heterocyclischen Carbonsäuren; aliphatisch, ungesättigten, cyclischen Monocarbonsäuren. Besonders bevorzugte partielle oder perfluorierte Liganden L werden ausgewählt aus substituierten oder unsubstituierten Verbindungen der Essigsäure, Phenylessigsäure und/oder Benzoesäure und sind im Folgenden beispielhaft angeführt. Besonders bevorzugt ist nicht-fluorierte, partiell fluorierte oder perfluorierte Essigsäure. Diese Liganden sind aufgrund ihrer elektronenziehenden Substituenten besonders gut geeignete Carboxylat-Liganden, da sie besonders hohe Lewis-Aziditäten des Zinkkomplexes ermöglichen.
• Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Ligand L ein nicht aromatischer Ligand. Diese Liganden ermöglichen gute Tunnelströme an p-n-Übergängen.
• Weiterhin seien beispielhaft als Liganden L bevorzugt angeführt: fluorierte Benzoesäuren wie z. B. 2-(Trifluoromethyl)benzoesäure; 3,5-Difluorobenzoesäure; 3-Hydroxy-2,4,6-triiodobenzoesäure; 3-Fluoro-4-methylbenzoesäure; 3-(Trifluoromethoxy)benzoesäure; 4-(Trifluoromethoxy)benzoesäure; 4-Chloro-2,5-difluorobenzoesäure; 2-Chloro-4,5-difluorobenzoesäure; 2,4,5-Trifluorobenzoesäure; 2-Fluorobenzoesäure; 4-Fluorobenzoesäure; 2,3,4-Trifluorobenzoesäure; 2,3,5-Trifluorobenzoesäure; 2,3-Difluorobenzoesäure; 2,4-Bis(trifluoromethyl)benzoesäure; 2,4-Difluorobenzoesäure; 2,5-Difluorobenzoesäure; 2,6-Bis(trifluoromethyl)benzoesäure; 2,6-Difluorobenzoesäure; 2-Chloro-6-fluorobenzoesäure; 2-Fluoro-4-(trifluoromethyl)benzoesäure; 2-Fluoro-5-(trifluoromethyl)benzoesäure; 2-Fluoro-6-(trifluoromethyl)benzoesäure; 3,4,5-Trifluorobenzoesäure; 3,4-Difluorobenzoesäure; 3,5-Bis(trifluoromethyl)benzoesäure; 3-(Trifluoromethyl)benzoesäure; 3-Chloro-4-fluorobenzoesäure; 3-Fluoro-5-(trifluoromethyl)benzoesäure; 3-Fluorobenzoesäure; 4-Fluoro-2-(trifluoromethyl)benzoesäure; 4-Fluoro-3-(trifluoromethyl)benzoesäure; 5-Fluoro-2-methylbenzoesäure; 2-(Trifluoromethoxy)benzoesäure; 2,3,5-Trichlorobenzoesäure; 4-(Trifluoromethyl)benzoesäure; Pentafluorobenzoesäure; 2,3,4,5-Tetrafluorobenzoesäure, fluorierte oder nicht-fluorierte Phenylessigsäure wie z. B. 2-Fluor-Phenylessigsäure; 3-Fluor-Phenylessigsäure; 4-Fluor-Phenylessigsäure; 2,3-Difluor-Phenylessigsäure; 2,4-Difluor-Phenylessigsäure; 2,6-Difluor-Phenylessigsäure; 3,4-Difluor-Phenylessigsäure; 3,5-Difluor-Phenylessigsäure; Pentafluor-Phenylessigsäure; 2-Chloro-6-fluor-Phenylessigsäure; 2-Chloro-3,6-difluor-Phenylessigsäure; 3-Chloro-2,6-difluor-Phenylessigsäure; 3-Chloro-4-fluor-Phenylessigsäure; 5-Chloro-2-fluor-Phenylessigsäure; 2,3,4-Trifluor-Phenylessigsäure; 2,3,5-Trifluor-Phenylessigsäure; 2,3,6-Trifluor-Phenylessigsäure; 2,4,5-Trifluor-Phenylessigsäure; 2,4,6-Trifluor-Phenylessigsäure; 3,4,5-Trifluor-Phenylessigsäure; 3-Chloro-2-fluor-Phenylessigsäure; α-Fluor-Phenylessigsäure; 4-Chloro-2-fluor-Phenylessigsäure; 2-Chloro-4-fluor-Phenylessigsäure; α,α-Difluor-Phenylessigsäure; Ethyl 2,2-Difluor-2-phenylacetat; und fluorierte oder nicht-fluorierte Essigsäure wie z. B. Methyl-trifluoroacetat; Allyl-trifluoroacetat; Ethyl-trifluoroacetat; Isopropyl-trifluoroacetat; 2,2,2-Trifluoroethyl-trifluoroacetat; Difluoroessigsäure; Trifluoroessigsäure; Methyl-chlorodifluoroacetat; Ethylbromodifluoroacetat; Chlorodifluoroessigsäure; Ethylchlorofluoroacetat; Ethyl-difluoroacetat; (3-Chlorophenyl)-difluoroessigsäure; (3,5-Difluorophenyl)-difluoroessigsäure; (4-Butylphenyl)difluoroessigsäure; (4-tert-Butylphenyl)difluoroessigsäure; (3,4-Dimethylphenyl)-difluoroessigsäure; (3-Chloro-4-fluorophenyl)-difluoroessigsäure; (4-Chlorophenyl)-difluoroessigsäure; 2-Biphenyl-3',5'-difluoroessigsäure; 3-Biphenyl-3',5'-difluoroessigsäure; 4-Biphenyl-3',5'-difluoroessigsäure; 2-Biphenyl-3',4'-difluoroessigsäure; 3-Biphenyl-3',4'-difluoroessigsäure; 4-Biphenyl-3',4'-difluoroessigsäure und 2,2-Difluoro-propionsäure bzw. deren höheren Homologen. Falls die Liganden L saure Gruppen aufweisen, können die Gruppen in einer bevorzugten Ausführungsform deprotoniert vorliegen. Von den genannten Liganden L, sind die fluorierten essigsäurebasierten Liganden besonders bevorzugt. Sie eignen sich besonders als p-Dotierstoffe für Ladungsträgergenerationsschichten, da sie zu sehr guten Tunnelströmen an p-n-Übergängen führen und somit eine sehr gute Ladungsträgertrennung erlauben. Zugleich haben Matrixmaterialien, die mit diesen Zinkkomplexen dotiert werden, besonders gute Lochleitereigenschaften und gute elektronenblockierende Eigenschaften. Von den genannten Liganden ist Trifluoracetat (kurz „tfa”) am meisten bevorzugt.
• In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung handelt es sich bei dem Zinkkomplex um einen homoleptischen Zinkkomplex, der nur den Liganden L und keine davon verschiedenen Liganden aufweist. Beispielsweise ist es möglich, dass der Zinkkomplex nur Carboxylat-Liganden aufweist. Es ist jedoch jeweils zu berücksichtigen, dass der Zinkkomplex innerhalb einer Matrix in die er eingebracht ist neben einem Liganden L, z. B. einem Carboxylat-Liganden auch beispielsweise mit dem Matrixmaterial koordiniert sein kann.
• In einer weiteren Ausbildung der Erfindung handelt es sich bei dem Zinkkomplex um einen heteroleptischen Komplex. Durch die Nutzung von mehr als nur einer Ligandenart wird eine größere Vielfalt ermöglicht. Außerdem lassen sich so die Lewis-Aziditäten des oder der Zinkkatome des Komplexes teilweise steuern, wodurch effektive p-Dotierstoffe erzielt werden können.
• Eine Ausführungsform der Erfindung betrifft ein erfindungsgemäßes Bauteil, wobei der Zinkkomplex neben dem Liganden L zumindest einen davon verschiedenen Liganden umfasst, der über ein Haftatom an ein Zinkzentralatom des Zinkkomplexes gebunden ist. Bei dem Haftatom kann es sich beispielsweise um Sauerstoff handeln. Bei dem Liganden handelt es sich dann um ein Alkoholat.
• Eine andere Weiterbildung der Erfindung betrifft ein erfindungsgemäßes Bauteil, wobei der Zinkkomplex neben dem Liganden L zumindest einen weiteren Liganden L^c umfasst, der über ein Kohlenstoffatom an ein Zinkzentralatom gebunden ist. Der Zinkkomplex umfasst also zumindest eine Zink-Kohlenstoff-Bindung. Zinkkomplexe dieser Form ermöglichen eine besonders ausgeprägte Vielfalt der Struktur von Zinkkomplexen, die noch weiter über die Strukturen bekannter p-Dotierstoffe mit dem Liganden L hinausreichen.
• Bei dem zumindest einen weiteren Liganden L^c kann es sich unabhängig voneinander beispielsweise um ein substituiertes oder unsubstituiertes, verzweigtes oder lineares, sowie um ein cyclisches Alkyl handeln. Ebenso kann es sich um ein substituiertes oder unsubstituiertes Aryl oder Heteroaryl handeln. Beispielsweise können ohne dass die Erfindung darauf beschränkt ist, Methyl-, Ethyl-, Propyl-, iso-Propyl-, Butyl-, iso-Butyl-, tert-Butyl-, Pentyl-, Hexyl-, Phenyl-, Benzyl-, Naphthyl-, Cyclohexyl-, Adamantyl-, oder andere typische Liganden bekannter Organometallkomplexe des Zinks als Ligand L^c fungieren.
• Die Erfinder haben erkannt, dass diese Komplexe eine einzigartige Vielfalt in der Koordinationsgeometrie des Zinks in Kombination mit dem zuvor beschriebenen Liganden L erlauben. Insbesondere haben die Erfinder erkannt, dass diese Zinkkomplexe mit beiden Arten von Liganden, L und L^c überraschenderweise p-Dotierstoffe sind, welche sich zum Dotieren von Matrixmaterialien in organischen elektrischen Bauteilen verwenden lassen und auch für die Ladungsträgergenerationsschicht verwendet werden können. Diese Komplexe bieten neue Möglichkeiten bzgl. der Anpassung der Zinkkomplexe im Hinblick auf die Dotierstärke.
• In einer bevorzugten Ausführungsform kann es sich bei L^c um ein Halogenalkyl handeln. Solche Komplexe haben häufig eine höhere Lewis-Azidität. Dies ist insbesondere der Fall, wenn es sich bei dem Halogen um Fluor handelt.
• In einer weiteren Ausführungsform kann der Ligand L^c zumindest ein Fluoratom umfassen. Insbesondere kann der zumindest eine Ligand L^c unabhängig voneinander ausgewählt sein aus der Gruppe fluorierter, verzweigter oder linearer sowie zyklischer Alkyle. Ebenso kann es sich bei L^c um ein fluoriertes Aryl oder Heteroaryl handeln. Beispielsweise können ohne dass die Erfindung darauf beschränkt ist, die Substituenten Methyl-, Ethyl-, Propyl-, iso-Propyl-, Butyl-, iso-Butyl-, tert-Butyl-, Pentyl-, Hexyl-, Phenyl-, Benzyl-, Naphthyl-, Cyclohexyl-, Adamantyl-, oder andere typische Liganden bekannter Organometallkomplexe des Zinks auch dann als Ligand L^c fungieren, wenn sie durch Fluorierung modifiziert wurden, d. h. ein oder mehrerer Wasserstoffatome durch Fluoratome ersetzt wurden. Beispielsweise können auch die analogen perfluorierten Substituenten als Ligand L^c Verwendung finden.
• Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der Metallkomplex (ohne Anwesenheit von Matrixmaterial) Lewis-sauer, d. h. er agiert als Elektronenpaarakzeptor. Dies hat sich für eine Interaktion mit Matrixmaterialien des p-dotierten Bereichs der Ladungsträgergenerationsschicht als bevorzugt herausgestellt.
• Gemäß einer anderen bevorzugten Weiterbildung der Erfindung besitzt der Metallkomplex (ohne Anwesenheit von Matrixmaterial) mindestens eine offene oder teilweise zugängliche Koordinationsstelle. Dies hat sich ebenfalls für eine Interaktion mit den Matrixmaterialien als bevorzugt herausgestellt.
• Eine weitere Ausführungsform der Erfindung betrifft ein erfindungsgemäßes organisches elektronisches Bauteil umfassend einen Zinkkomplex, wobei Zink die Koordinationszahl 4, 5 und 6 aufweisen kann. Beispielsweise kann das Zinkzentralatom tetraedrisch oder oktaedrisch koordiniert sein. Die Erfinder haben erkannt, dass auch die verschiedenartigen Koordinationsmöglichkeiten des Zinks nützlich für die Erzeugung einer Vielfalt auf Zinkkomplexen basierender p-Dotierstoffe sind.
• In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besitzt Zink die Oxidationsstufe II. Zink in der Oxidationsstufe II weist eine gute Lewis-Azidität auf und ist daher als p-Dotierstoff geeignet.
• Gemäß einer Ausführungsform handelt es sich bei dem Zinkkomplex um einen mononuklearen Komplex mit einem einzigen Zinkzentralatom.
• In einer davon verschiedenen Ausführungsform ist der Zinkkomplex kein mononuklearer Komplex, sondern ein mehrkerniger Metallkomplex. Beispielsweise kann der Metallkomplex 2, 3, 4, 5, 6 oder noch mehr Metallatome umfassen.
• In einer anderen Ausführungsform handelt es sich bei dem Zinkkomplex um einen trinuklearen oder pentanuklearen Metallkomplex. Zink ist im Gegensatz zu anderen Metallkomplexen mit dem Ligand L nicht auf mononukleare, di-, tetra und hexanukleare Komplexe beschränkt, sondern ermöglicht auch die Bildung von mehrkernigen Zinkkomplexen mit einer ungeraden Zahl von Zentralatomen. Beispielsweise können drei oder gar fünf Zinkatome im Komplex vorliegen. Beim Vorliegen von drei Zinkatomen, können diese beispielsweise in nahezu linearer Anordnung verbrückt etwa durch den Liganden L vorliegen. Diese Strukturen sind einzigartig für Zinkkomplexe. Die Erfinder haben erkannt, dass die Vielseitigkeit der Zinkkomplexchemie neue Flexibilität bei der Dotierung ermöglicht.
• In einer Ausführungsform der Erfindung ist zumindest ein Ligand L terminal an ein Zinkatom gebunden. Hierbei ist es gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung möglich, dass zumindest ein Ligand L nur mit einem Haftatom, also nur mit einer der beiden Gruppierungen R¹ oder R², an das Zink koordiniert. Dies lässt sich schematisch wie folgt darstellen:

  
• Für das Beispiel, dass L ein Carboxylatligand ist, also ein Ligand L bei dem sowohl R¹ wie auch R² ein Sauerstoffatom sind, heißt das, dass nur eines der beiden Sauerstoffatome der an das Zinkatom gebunden ist.
• In einer anderen Ausführungsform umfasst der Zinkkomplex zumindest einen Liganden L, der mit beiden Haftatomen an das gleiche Zinkatom koordiniert. Dies lässt sich schematisch wie folgt darstellen:

  
• Für das Beispiel, dass L ein Carboxylatligand ist, also ein Ligand L bei dem sowohl R¹ wie auch R² ein Sauerstoffatom ist, heißt das, dass beide Sauerstoffatome an das Zinkatom gebunden sind.
• Eine andere Weiterbildung der Erfindung betrifft ein erfindungsgemäßes organisches elektrisches Bauteil, wobei der Zinkkomplex ein mehrkerniger Metallkomplex ist und wobei zugleich zumindest einer der Liganden L zwei Metallatome koordinativ verbindet.
• Ohne durch die Theorie gebunden zu sein ergibt sich bei mehrkernigen Komplexen die Möglichkeit einer Verbrückung zwischen den zumindest zwei Metallatomen mit dem Liganden L des Zinkkomplexes. Dabei kann beispielsweise eine zwei- oder dreizähnige Koordination des Metallatoms erfolgen. Dies lässt sich schematisch wie folgt darstellen:

  
• In einer anderen Weiterbildung der Erfindung ist der Zinkkomplex ein mehrkerniger Metallkomplex, umfassend zumindest zwei Liganden L, wobei zumindest einer der Liganden L zwei Metallatome koordinativ verbindet, während zumindest ein weiterer Ligand L terminal an ein Metallzentrum des Zinkkomplexes gebunden ist.
• In einer anderen Weiterbildung der Erfindung umfasst der Zinkkomplex zumindest zwei Zinkatome. Der Komplex kann beispielsweise genau zwei Zinkatome aufweisen, er kann aber auch drei, vier, fünf oder sechs Zinkatome oder noch mehr Zinkatome aufweisen.
• Die Erfinder haben erkannt, dass mehr als nur ein Zinkatom den Vorteil bieten, dass entsprechende Komplexe mehrere Zinkatome als Lewis-Säure-Zentren zur Verfügung stellen und somit eine besonders effektive Wirkung als p-Dotierstoff entfalten können.
• Gemäß einer Ausführungsform weist der erfindungsgemäße Zinkkomplex keine Metalle verschieden von Zink auf.
• Eine andere Ausgestaltung der Erfindung betrifft ein erfindungsgemäßes organisches elektrisches Bauteil, wobei der Zinkkomplex neben Zink zumindest ein weiteres von Zink verschiedenes Metall aufweist.
• Werden zum Aufbau eines mehrkernigen Komplexes unterschiedliche Metallatome herangezogen, so ergibt sich ein hetero-bimetallischer Komplex.
• Auch hier kann der Ligand L verbrückend wirken, was sich schematisch wie folgt darstellen lässt:

  
• M ist hierbei ein von Zink verschiedenes Metallatom, das ein weiteres Zentralatom des Zinkkomplexes bildet.
• Eine weitere Ausführungsform der Erfindung betrifft ein erfindungsgemäßes Bauelement, wie soeben beschrieben, wobei das von Zink verschiedene Metall ausgewählt ist aus der Gruppe enthaltend Mn, Mg, Ca, Sr, Ba, Cu.
• Eine besonders bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen organischen elektronischen Bauteils zeichnet sich durch einen organischen p-dotierten Bereich aus, bei dem es sich um eine organische p-dotierte Schicht handelt. Die p-dotierte Schicht kann insbesondere eine durchgehende, flächendeckende Schicht sein.
• Eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen organischen elektronischen Bauteils zeichnet sich durch einen organischen p-dotierten Bereich aus, der eine organische lochleitende Matrix aufweist, in die der p-Dotierstoff eingebracht ist. Insbesondere kann der Zinkkomplex homogen also gleichmäßig verteilt im Matrixmaterial vorliegen.
• Beispielsweise kann der p-dotierte Bereich über Koverdampfung des Zinkkomplexes und des die Matrix bildenden Materials erfolgen. So ist eine besonders homogene Verteilung erreichbar.
• Gemäß einer Ausführungsform kann der p-dotierte Bereich aus dem p-Dotierstoff und dem Matrixmaterial bestehen.
• Als Matrixmaterialien für den p-dotierten Bereich der Ladungsträgergenerationsschicht eignen sich insbesondere Materialien mit guten Lochtransporteigenschaften, die zudem leicht zu verarbeiten sind und ohne großen technischen Aufwand mit dem Zinkkomplex dotiert werden können.
• Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann der p-dotierte Bereich der Ladungsträgergenerationsschicht in der Gasphase, als auch der Flüssigphase hergestellt werden. Bei der Gasphasenabscheidung werden sowohl p-Dotierstoff als auch Matrixmaterial gemeinsam, bevorzugt aus unterschiedlichen Quellen im Hochvakuum verdampft und als Schicht abgeschieden. Bei der Verarbeitung aus der Flüssigphase werden der Zinkkomplex und das Matrixmaterial in einem Lösungsmittel gelöst und mittels Drucktechniken, Spincoating, Rakeln, Slotcoating etc. abgeschieden. Die fertige Schicht wird durch Verdampfen des Lösungsmittels erhalten. Dabei lassen sich durch die unterschiedlichen Massenverhältnisse von Metallkomplex zum Matrixmaterial beliebige Dotierungsverhältnisse einstellen.
• Besonders bevorzugt lassen sich mittels eines Lösemittelprozesses folgende lochleitende Matrixmaterialien für den p-dotierten Bereich der Ladungsträgergenerationsschicht verarbeiten:

  
• Außerdem können mittels eines Lösemittelprozesses besonders bevorzugt Matrixmaterialien verarbeiten werden, welche als „small molecules” bezeichnet werden. Diese Substanzklasse ist dem Fachmann bekannt und darunter fallen zum Beispiel Spiro-TAD (2,2',7,7'-Tetrakis-(N,N-diphenylamino)-9,9'-spirobifluoren) und Spiro-TTB (2,2',7,7'-Tetrakis-(N,N'-di-p-methylphenylamino)-9,9'-spirobifluoren und weitere Materialien wie sie in dieser Anmeldung als Matrixmaterialien aufgeführt sind.
• Eine besonders bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen organischen elektronischen Bauteils weist einen organischen p-dotierten Bereich auf, der eines der folgenden organischen matrixbildenden Materialien mit lochleitenden Eigenschaften aufweist:
  NPB (N,N'-Bis(naphthalen-1-yl)-N,N'-bis(phenyl)-benzidin),
  β-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),
  α-NPD N,N'-Bis(naphthalen-1-yl)-N,N'-bis(phenyl)-2,2'-dimethylbenzidin,
  N,N'-Bis(3-methylphenyl)-N,N'-bis(phenyl)-2,7-diamino-9,9-spirofluoren,
  N,N'-Bis(naphthalen-1-yl)-N,N'-bis(phenyl)-2,7-diamino-9,9-spirofluoren,
  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,
  NPAPF 9,9-Bis[4-(N,N-bis-naphthalen-2-yl-amino)phenyl]-9H-fluoren,
  NPBAPF 9,9-bis[4-(N-naphthalen-1-yl-N-phenylamino)-phenyl]-9H-fluorene,
  9,9-Bis[4-(N,N'-bis-naphthalen-2-yl-N,N'-bis-phenyl-amino)-phenyl]-9H-fluoren,
  PAPB N,N'-bis(phenanthren-9-yl)-N,N'-bis(phenyl)-benzidin,
  2,7-Bis[N,N-bis(9,9-spiro-bifluorene-2-yl)-amino]-9,9-spiro-bifluoren,
  2,2'-Bis[N,N-bis(biphenyl-4-yl)amino]9,9-spiro-bifluoren,
  2,2'-Bis(N,N-di-phenyl-amino)9,9-spiro-bifluoren,
  Di-[4-(N,N-ditolyl-amino)-phenyl]cyclohexan,
  2,2',7,7'-tetra(N,N-di-tolyl)amino-spiro-bifluoren,
  N,N,N',N'-tetra-naphthalen-2-yl-benzidin,
  Spiro-2NPB 2,2',7,7'-tetrakis[N-naphthalenyl(phenyl)-amino]-9,9-spirobifluoren,
  Spiro-TTB (2,2',7,7'-Petrakis-(N,N'-di-p-methylphenylamino)-9,9'-spirobifluoren),
  TiOPC Titanoxid-phthalocyanin,
  CuPC Kupfer-phthalocyanin,
  F4-TCNQ 2,3,5,6-Tetrafluoro-7,7,8,8-tetracyano-quinodimethan
  4,4',4''-Tris(N-3-methylphenyl-N-phenyl-amino)triphenylamin
  4,4',4''-Tris(N-(2-naphthyl)-N-phenyl-amino)triphenylamin
  4,4',4''-Tris(N-(1-naphthyl)-N-phenyl-amino)triphenylamin
  4,4',4''-Tris(N,N-diphenyl-amino)triphenylamin
  PPDN Pyrazino[2,3-f][1,10]phenanthroline-2,3-dicarbonitril
  MeO-TPD N,N,N',N'-Petrakis(4-methoxyphenyl)benzidin
  Spiro-MeOTAD N²,N²,N^2',N²,N⁷,N⁷,N^7',N^7'-octakis (4-methoxyphenyl)-9,9'-spirobi[9H-fluorene]-2,2',7,7'-tetramine
• Die möglichen Matrixmaterialien für den organischen p-dotierten Bereich der Ladungsträgergenerationsschicht sind aber nicht auf die genannten Materialien beschränkt. Auch andere Matrixmaterialien, wie beispielsweise kommerziell erhältliches NHT5, NHT49, NHT51 von Novaled, HTM014, HTM081, HTM163 von Merck, EL-301 und EL-022T von Hodogaya und ähnliche kommerziell verfügbare Materialien sind ebenfalls geeignet. Diese lochleitenden Matrixmaterialien haben sich bewährt und erlauben besonders gute elektrische Eigenschaften für den p-dotierten Bereich der Ladungsträgergenerationsschicht.
• Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei den Matrixmaterialien bzw. matrixbildenden Materialien um Materialien aus der Gruppe der Triarylamine und/oder um Materialien aus der Gruppe der Spiroverbindungen. Bevorzugt handelt es sich um Materialien, die sowohl eine Triarylgruppe als auch ein Spirozentrum aufweisen.
• Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung beträgt der Dotierungsgrad in Vol.-% des Zinkkomplexes bezogen auf den p-dotierten Bereich in Vol.-% von ≥ 0,1% bis ≤ 50%. Dies hat sich als zweckmäßig herausgestellt. Bevorzugt beträgt der Dotierungsgrad von ≥ 0,5 Vol.-% bis ≤ 25 Vol.-%, noch weiter bevorzugt ≥ 1 Vol.-% bis ≤ 20 Vol.-%, noch weiter bevorzugt ≥ 3 Vol.-% bis ≤ 15 Vol.-% und am meisten bevorzugt ≥ 5 Vol.-% bis ≤ 10 Vol.-%. Messungen der Erfinder belegen, dass in diesen Bereichen die für eine Anwendung in organischen elektronischen Bauteilen, z. B. OLEDs, am besten geeigneten Leitfähigkeiten erzielt werden können. Außerdem hat sich herausgestellt, dass in diesen Bereichen auch hinreichend hohe Tunnelströme an p-n-Übergängen erhalten werden können.
• Eine Weiterbildung der Erfindung betrifft das erfindungsgemäße Bauteil, wobei die Ladungsträgergenerationsschicht zusätzlich einen n-leitenden Bereich aufweist, bevorzugt einen organischen n-leitenden Bereich. Bevorzugt kann es sich bei dem n-leitenden Bereich um eine n-leitende Schicht handeln, insbesondere eine flächendeckende, durchgehende Schicht.
• Gemäß einer Ausführungsform weist der n-leitende Bereich eine gemeinsame Grenzfläche mit dem organischen p-dotierten Bereich auf. Auf diese Weise ergibt sich ein p-n-Übergang. Gemäß einer davon verschiedenen Ausführungsform kann zwischen dem n-leitenden Bereich und dem p-dotierten Bereich aber auch ein Zwischenbereich, beispielsweise ausgestaltet als Zwischenschicht, vorliegen. Am p-n-Übergang mit oder ohne Zwischenbereich findet jeweils die Ladungsträgerpaarauftrennung statt. In beiden Fällen, mit und ohne Zwischenbereich kann es sich sowohl bei dem p-dotierten Bereich um eine p-dotierte Schicht handeln und zugleich bei dem n-leitenden Bereich um eine n-leitende Schicht, wobei die p-dotierte Schicht und die n-leitende Schicht eine gemeinsame Grenzfläche aufweisen können oder wobei zwischen der p-dotierten Schicht und der n-leitenden Schicht ein Zwischenbereich in Gestalt einer Zwischenschicht vorliegt.
• Eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Bauteils weist als n-leitenden Bereich einen organischen n-dotierten Bereich auf.
• Bevorzugt weist der organische n-dotierte Bereich eine elektronenleitende Matrix auf und einen n-Dotierstoff, der in die elektronenleitende Matrix eingebracht ist. Insbesondere kann der n-Dotierstoff homogen verteilt in der elektronenleitenden Matrix vorliegen. Bevorzugt kann der n-dotierte Bereich durch Koverdampfung eines matrixbildenden Materials und des n-Dotierstoffs hergestellt werden. Beispielsweise kann es sich bei dem n-dotierten Bereich um eine n-dotierte Schicht handeln. Beispielsweise kann der n-dotierte Bereich aus dem n-Dotierstoff und der elektronenleitenden Matrix bestehen.
• Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist der organische n-leitende Bereich eine Matrix auf, insbesondere eine elektronenleitende Matrix. Beispielsweise kann die elektronenleitende Matrix mit einem n-Dotierstoff dotiert sein, aber eine hinreichend leitende Matrix auch ohne n-Dotierstoff ist denkbar.
• Das Material für die elektronenleitende Matrix des n-leitenden Bereichs und/oder der n-leitenden Schicht kann aus einer Gruppe ausgewählt sein, die die kommerziell erhältlichen Matrixmaterialien
  NET-18, NET-218 von Novaled,
  ET093 von Idemitsu Kosan,
  ETM020, ETM033, ETM034, ETM036 von Merck umfasst. Zudem kann das Material für die elektronenleitende Matrix des n-leitenden Bereichs und/oder der n-leitenden Schicht aus der Gruppe der folgenden Materialien ausgewählt sein:
  2,2',2''-(1,3,5-Benzinetriyl)-tris(1-phenyl-1-H-benzimidazol),
  2-(4-Biphenylyl)-5-(4-tert-butylphenyl)-1,3,4-oxadiazol,
  2,9-Dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthrolin (BCP),
  8-Hydroxyquinolinolato-lithium,
  4-(Naphthalen-1-yl)-3,5-diphenyl-4H-1,2,4-triazol,
  1,3-Bis[2-(2,2'-bipyridine-6-yl)-1,3,4-oxadiazo-5-yl]benzen,
  4,7-Diphenyl-1,10-phenanthroline (BPhen),
  3-(4-Biphenylyl)-4-phenyl-5-tert-butylphenyl-1,2,4-triazol,
  Bis(2-methyl-8-quinolinolate)-4-(phenylphenolato)aluminium,
  6,6'-Bis[5-(biphenyl-4-yl)-1,3,4-oxadiazo-2-yl]-2,2'-bipyridyl,
  2-phenyl-9,10-di(naphthalen-2-yl)-anthracen,
  2,7-Bis[2-(2,2'-bipyridine-6-yl)-1,3,4-oxadiazo-5-yl]-9,9-dimethylfluoren,
  1,3-Bis[2-(4-tert-butylphenyl)-1,3,4-oxadiazo-5-yl]benzen, 2-(naphthalen-2-yl)-4,7-diphenyl-1,10-phenanthrolin,
  2,9-Bis(naphthalen-2-yl)-4,7-diphenyl-1,10-phenanthrolin, Tris(2,4,6-trimethyl-3-(pyridin-3-yl)phenyl)boran,
  1-methyl-2-(4-(naphthalen-2-yl)phenyl)-1H-imidazo[4,5-f][1,10]phenanthrolin,
  Phenyl-dipyrenylphosphinoxide,
  Naphtahlintetracarbonsäuredianhydrid und dessen Imide, Perylentetracarbonsäuredianhydrid und dessen Imide, Materialien basierend auf Silolen mit einer Silacyclopentadieneinheit. Möglich sind auch Gemische der vorgenannten Stoffe.
• Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist der n-leitende Bereich und/oder die n-leitende Schicht als n-Dotierstoff eines oder mehrere Materialien auf, die aus einer Gruppe ausgewählt sind, die NDN-1, NDN-26 von Novaled, Na, Ca, Mg, Ag, Cs, Li, Mg, Yb, Cs₂CO₃ und Cs₃PO₄ umfasst.
• Diese Materialien zeichnen sich durch die nötigen elektrischen Eigenschaften für eine Verwendung im n-leitenden Bereich aus. Eine Abscheidung der elektronenleitenden Matrix und des n-Dotierstoffes ist mittels Verdampfung bzw. Sublimation durch Gasphasenprozesse möglich. Falls ein n-Dotierstoff vorliegt, was bevorzugt ist, kann die Abscheidung mittels Koverdampfung erfolgen. Eine Abscheidung kann aber auch mittels Flüssigprozessierung erfolgen.
• Wie bereits erwähnt kann gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform ein Zwischenbereich zwischen dem organischen p-dotierten Bereich und dem n-leitenden Bereich vorliegen. Beispielsweise kann die Ladungsträgergenerationsschicht eine p-dotierte Schicht und eine n-leitende Schicht aufweisen, zwischen denen der Zwischenbereich als Zwischenschicht angeordnet ist. Die Zwischenschicht kann dabei beispielsweise eine durchgehende, flächendeckende Schicht sein.
• Der Zwischenbereich ist sowohl direkt, also in direktem mechanischem und/oder elektrischem Kontakt zum n-leitenden Bereich, als auch zum p-dotierten Bereich angeordnet. Der Zwischenbereich weist also eine gemeinsame Grenzfläche mit dem p-dotierten Bereich auf und eine gemeinsame Grenzfläche mit dem n-leitenden Bereich. Insbesondere sind der n-leitende Bereich und der organische p-dotierte Bereich über den Zwischenbereich miteinander verbunden. Mit Hilfe des Zwischenbereichs ist es möglich unerwünschte Reaktionen zwischen dem organischen p-dotierten Bereich und dem n-leitenden Bereich zu vermeiden. Auf diese Weise kann eine deutlich stabilere Ladungsträgergenerationsschicht und somit ein deutlich stabileres Bauteil hergestellt werden.
• Für die Ausgestaltung des Zwischenbereichs kommen verschiedene Materialien in Frage. Der Zwischenbereich kann isolierende, organische und anorganische Materialien aufweisen oder daraus bestehen. Einige geeignete Ausführungsformen sind im Folgenden beispielhaft angegeben. Der Zwischenbereich, beispielsweise ausgestaltet als Zwischenschicht, kann isolierende Materialien, beispielsweise Aluminiumoxid, aufweisen oder daraus geformt sein. In diesem Fall stellt die Zwischenschicht eine Tunnelbarriere für die Ladungsträger dar. Gleichzeitig trennt die Zwischenschicht den n-leitenden Bereich und den p-dotierten Bereich, die sonst an der Grenzfläche miteinander reagieren können und dadurch ihre Funktion im Bauelement verlieren können.
• Der Zwischenbereich kann auch organische Materialien aufweisen oder aus organischen Materialien geformt sein (also ein organischer Zwischenbereich bzw. eine organische Zwischenschicht sein), die Zwischenzustände aufweisen, die die Tunnelwahrscheinlichkeit erhöhen. Die Ladungsträger können sich dann zwischen dem p-dotierten Bereich und dem n-leitenden Bereich neben dem „tunneln” zusätzlich durch den sogenannten Hoppingmechanismus von Zwischenzustand zu Zwischenzustand des Materials der organischen Zwischenschicht bewegen. Dadurch kann die Effizienz des Bauelements erhöht werden. In diesem Fall kann die stabilisierende Wirkung des Zwischenbereichs genutzt werden und zugleich die Effizienz verbessert werden.
• Der Zwischenbereich kann auch ein anorganisches Material aufweisen oder daraus besten. Der anorganische Zwischenbereich, beispielsweise gestaltet als anorganische Zwischenschicht, weist einen zweiten Ladungsträgertransportmechanismus auf. Der zweite Ladungsträgertransportmechanismus transportiert die Ladungsträger durch „tunneln”, er stellt also eine Tunnelbarriere für die Ladungsträger dar. Der zweite Ladungsträgertransportmechanismus weist im Vergleich zum ersten Ladungsträgertransportmechanismus keinen Hoppingmechanismus auf, da die Materialien der anorganischen Zwischenschicht keine Zwischenzustände aufweisen, die einen Hoppingmechanismus induzieren. Damit unterscheidet sich der erste Ladungsträgertransportmechanismus zumindest teilweise von dem zweiten Ladungsträgertransportmechanismus. Auch in diesem Fall wirkt sich der Zwischenbereich positiv auf die Stabilität des Bauteils aus.
• Gemäß zumindest einer Ausführungsform handelt es sich bei dem Zwischenbereich um einen organischen Zwischenbereich.
• Der organische Zwischenbereich weist gemäß einer Ausführungsform ein Material oder eine Kombination der Materialien auf, die aus einer Gruppe ausgewählt ist, die Phthalocyanin, zumindest ein oder genau ein Phthalocyanin-Derivat, Naphthalocyanin, zumindest ein oder genau ein Naphthalocyanin-Derivat, Porphyrin und zumindest ein oder genau ein Porphyrin-Derivat umfasst.
• Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist der organische Zwischenbereich zumindest ein Phthalocyanin und/oder ein Phathalocyanin-Derivat auf oder besteht daraus. Das Phthalocyanin und/oder Phthalocyanin-Derivat ist jeweils an einem Metall oder einer Metallverbindung koordiniert. Das Metall oder die Metallverbindung ist dabei aus einer Gruppe ausgewählt, die Kupfer (Cu), Zink (Zn), Kobalt (Co), Aluminium (Al), Nickel (Ni), Eisen (Fe), Zinnoxid (SnO), Mangan (Mn), Magnesium (Mg), Vanadiumoxid (VO) und Titanoxid (TiO) umfasst oder daraus besteht.
• Die in der DE 10 2013 107 113 A1 und/oder DE 10 2013 017 361 A1 und/oder DE 10 2012 204 327 A1 offenbarten Materialien können für den organischen Zwischenbereich verwendet werden.
• Der Offenbarungsgehalt der oben genannten Offenlegungsschriften wird hiermit durch Rückbezug aufgenommen.
• Gemäß zumindest einer Ausführungsform handelt es sich bei dem Zwischenbereich um einen anorganischen Zwischenbereich. Der anorganische Zwischenbereich weist zumindest ein Metall oder Halbmetall auf, das aus einer Gruppe ausgewählt ist, die Lithium (Li), Natrium (Na), Kalium (K), Rubidium (Rb), Cäsium (Cs), Beryllium (Be), Magnesium (Mg), Kalzium (Ca), Strontium (Sr), Barium (Ba), Bor (B), Aluminium (Al), Silber (Ag), Ytterbium (Yb), Gallium (Ga), Indium (In), Thallium (Tl) und Kombinationen daraus umfasst oder daraus besteht.
• Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist der anorganische Zwischenbereich zumindest ein Metall oder Halbmetall auf, das aus einer Gruppe ausgewählt ist, die Lithium (Li), Natrium (Na), Kalium (K), Rubidium (Rb), Cäsium (Cs), Beryllium (Be), Magnesium (Mg), Kalzium (Ca), Strontium (Sr), Barium (Ba), Bor (B), Aluminium (Al), Silber (Ag), Ytterbium (Yb), Gallium (Ga), Indium (In), Thallium (Tl) und Kombinationen daraus umfasst oder daraus besteht.
• Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist der anorganische Zwischenbereich ein unedles Metall auf oder besteht daraus. Insbesondere ist der anorganische Zwischenbereich als n-Dotierstoff eingerichtet. Vorzugsweise ist die anorganische Zwischenschicht aus Calzium gebildet und/oder Calzium als n-Dotierstoff eingerichtet. Calzium erhöht die Bandverbiegung an der Grenzfläche, das heißt, es wirkt also an der Grenzfläche n-leitenden Bereich als n-Dotierstoff und trennt gleichzeitig die elektronenleitenden und lochleitenden organischen Schichten voneinander, das heißt, es wirkt isolierend.
• Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist der Zwischenbereich als Zwischenschicht ausgestaltet und weist eine Dicke zwischen 0,5 nm und 10 nm auf. Die Erfinder haben festgestellt, dass in diesem Bereich hinreichend hohe Tunnelströme für eine gute Effizienz des Bauteils erreicht werden können und zugleich eine gute Trennung des n-leitenden und des p-dotierten Bereichs erzielt werden kann, sodass die Materialien dieser Bereiche keine unerwünschten Reaktionen miteinander eingehen. Zwischenschichten dieser Dicke erlauben also gute Effizienz und zugleich eine hohe Stabilität der Ladungsträgergenerationsschicht und somit des sie enthaltenden Bauteils. Noch weiter bevorzugt ist eine Dicke von 1 nm bis 8 nm und am meisten bevorzugt ist eine Dicke von 2 bis 6 nm. Die Balance zwischen Effizienz und Lebensdauer ist in diesen Bereichen besonders gut ausgeprägt.
• Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann der Zwischenbereich zwei Zwischenschichten aufweisen oder daraus bestehen, wobei die erste Zwischenschicht von der zweiten Zwischenschicht in ihrem Material verschieden ist. Vorraussetzung ist, dass die Schichtdicke beider Schichten zusammen 10 nm nicht überschreitet.
• Eine Weiterbildung der Erfindung betrifft das erfindungsgemäße organische elektronische Bauteil, weiterhin umfassend
• – eine Anode,
• – eine erste Emitterschicht,
• – eine zweite Emitterschicht,
• – eine Kathode,
wobei die Ladungsträgergenerationsschicht zwischen der ersten und zweiten Emitterschicht angeordnet ist.
• Das Bauteil weist also zumindest zwei Elektroden, eine Anode und eine Kathode, auf mit welchen eine Spannung an das Bauteil angelegt werden kann. Die Emitterschichten ihrerseits können beim Anlegen einer externen Spannung elektromagnetische Strahlung etwa in Form von sichtbarem Licht oder UV-Licht emittieren. Das Bauteil ist dann ein strahlungsemittierendes Bauteil.
• Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist zumindest eine der Elektroden transparent ausgebildet. Mit „transparent” wird hier und im Folgenden eine Schicht bezeichnet, die durchlässig für sichtbares Licht ist. Dabei kann die transparente Schicht klar durchscheinend oder zumindest teilweise lichtstreuend und/oder teilweise lichtabsorbierend sein, so dass die transparente Schicht beispielsweise auch diffus oder milchig durchscheinend sein kann. Besonders bevorzugt ist eine hier als transparent bezeichnete Schicht möglichst lichtdurchlässig, so dass insbesondere die Absorption von im Betrieb des organischen elektronischen Bauteils in den Emitterschichten erzeugten Lichts so gering wie möglich ist.
• Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind beide Elektroden transparent ausgebildet. Damit kann das in den zumindest zwei Emitterschichten erzeugte Licht in beide Richtungen, also durch beide Elektroden hindurch, abgestrahlt werden. Für den Fall, dass das organische elektronische Bauteil ein Substrat aufweist, bedeutet dies, das Licht sowohl durch das Substrat hindurch, das dann ebenfalls transparent ausgebildet ist, als auch in die vom Substrat abgewandte Richtung abgestrahlt werden kann. Weiterhin können in diesem Fall alle Schichten des organischen elektronischen Bauteils transparent ausgebildet sein, so dass das Bauteil eine transparente OLED bildet. Darüber hinaus kann es auch möglich sein, dass eine der beiden Elektroden, zwischen denen die Emitterschichten und die Ladnungsträgergenerationsschicht angeordnet sind, nicht transparent und vorzugsweise reflektierend ausgebildet ist, so dass das in den zumindest zwei Emitterschichten erzeugte Licht nur in eine Richtung durch die transparente Elektrode abgestrahlt werden kann. Insbesondere ist diese Richtung die Hauptstrahlrichtung oder Hauptrichtung x. Ist die auf dem Substrat angeordnete Elektrode transparent und ist auch das Substrat transparent ausgebildet, so spricht man auch von einem sogenannten Bottomemitter, während man im Fall, dass die dem Substrat abgewandt angeordnete Elektrode transparent ausgebildet ist, von einem sogenannten Topemitter spricht.
• Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist eine Elektrode transparent und die weitere Elektrode reflektierend ausgeformt, so dass die in den Emitterschichten erzeugte Strahlung in Hauptrichtung x über die transparente Elektrode ausgekoppelt ist. Insbesondere ist die als transparent ausgeformte Elektrode auf einem Substrat angeordnet, welches dann ebenfalls transparent ausgebildet ist. Das Bauelement ist dann als sogenannter Bottomemitter ausgeformt.
• Als Material für eine transparente Elektrode kann beispielsweise ein transparentes leitendes Oxid verwendet werden. Transparente leitende Oxide (transparent conductive oxides, kurz „TCO”) sind in der Regel Metalloxide, wie beispielsweise Zinkoxid, Zinnoxid, Kadmiumoxid, Titanoxid, Indiumoxid oder Indiumzinnoxid (ITO). Neben binären Metallsauerstoffverbindungen, wie beispielsweise ZnO, SnO₂ oder In₂O₃ gehören auch ternäre Metallsauerstoffverbindungen, wie beispielsweise Zn₂SnO₄, CdSnO₃, ZnSnO₃, MgIn₂O₄, GaInO₃, Zn₂In₂O₅ oder In₄Sn₃O₁₂ oder Mischungen unterschiedlicher transparenter leitender Oxide zu der Gruppe der TCOs. Dabei entsprechen die TCOs nicht zwingend einer stöchiometrischen Zusammensetzung und können weiterhin p- oder n-dotiert sein. Insbesondere ist das transparente Material Indiumzinnoxid (ITO).
• Eine bevorzugte Ausführungsform weist die folgende Anordnung auf: Die erste Emitterschicht ist auf der Anode angeordnet, die Ladungsträgergenerationsschicht ist auf der ersten Emitterschicht angeordnet und die zweite Emitterschicht auf der Ladungsträgergenerationsschicht. Die Kathode ist schließlich auf der zweiten Emitterschicht angeordnet. Auch ist es beispielsweise möglich, dass das Bauteil ein Substrat aufweist, das beispielsweise außenseitig auf der Kathode oder Anode aufgebracht sein kann, insbesondere in direkter Nachbarschaft zur Kathode oder Anode. Beispielsweise kann die Anode direkt auf dem Substrat angeordnet sein. Der n-leitende Bereich der Ladungsträgergenerationsschicht ist hierbei auf der der Anode zugewandten Seite der Ladungsträgergenerationsschicht angeordnet und der p-dotierte Bereich auf der der Kathode zugewandten Seite der Ladungsträgergenerationsschicht.
• Der Begriff „auf” kann hierbei jeweils direkt auf bedeuten, aber es können auch Schichten dazwischen vorliegen.
• Die beschriebene Anordnung stellt ein elektronisches Bauteil dar, das zwei OLED-Untereinheiten aufweist, die mittels der Ladungsträgergenerationsschicht in Serie geschaltet sind. So lassen sich bei gleichem Strom höhere Leuchtdichten erreichen. Solche Vorrichtungen ermöglichen insbesondere längere Lebensdauern als herkömmliche organische lichtemittierende Dioden und zugleich homogenere Leuchtdichten.
• Gemäß einer Ausführungsform weist die Kathode Aluminium, Kupfer oder Silber auf. Geeigente Elektrodenmaterialien sind zudem AgMg Legierungen.
• Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Anode ein Material ausgewählt aus der Gruppe umfassend Indiumzinnoxid (engl. indium tin oxide = ITO) und Aluminiumzinkoxid (abgekürzt: AZO) auf. Die Anode kann zudem aus einem Material aus besagter Gruppe bestehen.
• Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung weist die erste und zweite Emitterschicht jeweils unabhängig voneinander ein Matrixmaterial und jeweils unabhängig voneinander einen Emitterstoff auf. Es kann sich hierbei jeweils um gängige in Emitterschichten zum Einsatz kommende Materialien handeln. Der Emitterstoff kann ein Metallkomplex sein, z. B. ein Iridiumkomplex oder ein anderer herkömmlicher strahlungsemittierender Komplex.
• In einer Weiterbildung sind beide Emitterschichten identisch. Es ist aber bevorzugt, wenn die Emitterschichten elektromagnetische Strahlung verschiedener Wellenlängen emittieren, also wenn die Emitterschichten verschieden sind. So lassen sich bei der vom Bauteil emittierten Strahlung Farbmischungen erzielen. Beispielsweise kann auch eine Emitterschicht zwei Emitterstoffe enthalten, die Strahlung verschiedener Wellenlänge emittieren. Gemeinsam mit der zweiten Emitterschicht lässt sich so beispielsweis Weißlicht erzeugen.
• Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist das organische elektronische Bauteil ein Substrat auf. Insbesondere ist eine der zwei Elektroden auf dem Substrat angeordnet. Das Substrat kann beispielsweise eines oder mehrere Materialien in Form einer Schicht, einer Platte, einer Folie oder einem Laminat aufweisen, die ausgewählt sind aus Glas, Quarz, Kunststoff, Metall, Silizium, Wafer. Insbesondere weist das Substrat Glas auf oder besteht daraus.
• Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist das erfindungsgemäße Bauteil zusätzlich eine Lochinjektionsschicht zwischen der Anode und der ersten Emitterschicht und/oder eine Elektroneninjektionsschicht zwischen der zweiten Emitterschicht und der Kathode auf. Die Verwendung von Lochinjektions- und/oder Elektroneninjektionsschichten verbessert die Leistung strahlungsemittierender Bauteile. Auch weitere Schichten wie beispielsweise der Einsatz von elektroden- und/oder lochblockierenden Schichten sind möglich. Der Einsatz solcher Schichten hat sich in organischen elektronischen Bauteilen bewährt.
• Das Material für eine Lochinjektionschicht kann aus einer Gruppe ausgewählt sein, die HAT-CN, F16CuPc, LG-101, α-NPD,
  NPB (N,N'-Bis(naphthalen-1-yl)-N,N'-bis(phenyl)-benzidin),
  beta-NPB N,N'-Bis(naphthalen-2-yl)-N,N'-bis(phenyl)-benzidin),
  TPD (N,N'-Bis(3-methylphenyl)-N,N'-bis(phenyl)-benzidin),
  Spiro TPD (N,N'-Bis(3-methylphenyl)-N,N'-bis(phenyl)-benzidin),
  Spiro-NPB (N,N'-Bis(naphthalen-1-yl)-N,N'-bis(phenyl)-spiro),
  DMFL-TPD N,N'-Bis(3-methylphenyl)-N,N'-bis(phenyl)-9,9-dimethyl-fluoren),
  DMFL-NPB (N,N'-Bis(naphthalen-1-yl)-N,N'-bis(phenyl)-9,9-dimethyl-fluoren),
  DPFL-TPD (N,N'-Bis(3-methylphenyl)-N,N'-bis(phenyl)-9,9-diphenyl-fluoren),
  DPFL-NPB (N,N'-Bis(naphthalen-1-yl)-N,N'-bis(phenyl)-9,9-diphenyl-fluoren),
  Spiro-TAD (2,2',7,7'-Tetrakis(N,N-diphenylamino)-9,9'-spirobifluoren),
  9,9-Bis[4-(N,N-bis-biphenyl-4-yl-amino)phenyl]-9H-fluoren,
  9,9-Bis[4-(N,N-bis-naphthalen-2-yl-amino)phenyl]-9H-fluoren,
  9,9-Bis[4-(N,N'-bis-naphthalen-2-yl-N,N'-bis-phenyl-amino)phenyl]-9H-fluor,
  N,N'-bis(phenanthren-9-yl)-N,N'-bis(phenyl)-benzidin,
  2,7-Bis[N,N-bis(9,9-spiro-bifluorene-2-yl)-amino]-9,9-spiro-bifluoren,
  2,2'-Bis[N,N-bis(biphenyl-4-yl)amino]9,9-spiro-bifluoren,
  2,2'-Bis(N,N-di-phenyl-amino)9,9-spiro-bifluoren, Di-[4-(N,N-ditolyl-amino)-phenyl]cyclohexan,
  2,2',7,7'-tetra(N,N-di-tolyl)amino-spiro-bifluoren,
  N,N,N',N'-tetra-naphthalen-2-yl-benzidin,
  HTM081, HTM163, HTM222, NHT49, NHT51 sowie Gemische dieser Verbindungen umfasst.
• Als p-Dotierstoff für die Lochinjektionsschicht kann eines oder mehrere Materialien in Frage kommen, die aus einer Gruppe ausgewählt sind, die MoO_x, WO_x, VO_x, Cu(I)pFBz (pFBz Pentafluorobenzoat), Bi(III)pFBz, F4-TCNQ (2,3,5,6-Tetrafluoro-7,7,8,8-tetracyanoquinodimethan), NDP-2 und NDP-9 umfasst. Die Ausdrücke HTM081, HTM163, HTM222, NHT49, NHT51, NET-18, NET-218, ET093, ETM020, ETM033, ETM034, ETM036, NDN-1 und NDN-26 sind Herstellernamen für Produkte der Firmen Merck, Novaled und/oder Idemitsu.
• Das Material für eine Elektroneninjektionsschicht kann aus einer Gruppe ausgewählt sein, die NET-18, NET-218, ET093, ETMO20, ETM033, ETM034, ETM036,
  2,2',2''-(1,3,5-Benzinetriyl)-tris(1-phenyl-1-H-benzimidazol),
  2-(4-Biphenylyl)-5-(4-tert-butylphenyl)-1,3,4-oxadiazol, 2,9-Dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthrolin (BCP),
  8-Hydroxyquinolinolato-lithium,
  4-(Naphthalen-1-yl)-3,5-diphenyl-4H-1,2,4-triazol,
  1,3-Bis[2-(2,2'-bipyridine-6-yl)-1,3,4-oxadiazo-5-yl]benzen,
  4,7-Diphenyl-1,10-phenanthroline (BPhen),
  3-(4-Biphenylyl)-4-phenyl-5-tert-butylphenyl-1,2,4-triazol,
  Bis (2-methyl-8-quinolinolate)-4-(phenylphenolato)aluminium,
  6,6'-Bis[5-(biphenyl-4-yl)-1,3,4-oxadiazo-2-yl]-2,2'-bipyridyl, 2-phenyl-9,10-di(naphthalen-2-yl)-anthracen,
  2,7-Bis[2-(2,2'-bipyridine-6-yl)-1,3,4-oxadiazo-5-yl]-9,9-dimethylfluoren,
  1,3-Bis[2-(4-tert-butylphenyl)-1,3,4-oxadiazo-5-yl]benzen,
  2-(naphthalen-2-yl)-4,7-diphenyl-1,10-phenanthrolin,
  2,9-Bis(naphthalen-2-yl)-4,7-diphenyl-1,10-phenanthrolin,
  Tris(2,4,6-trimethyl-3-(pyridin-3-yl)phenyl)boran,
  1-methyl-2-(4-(naphthalen-2-yl)phenyl)-1H-imidazo[4,5-f][1,10]phenanthrolin,
  Phenyl-dipyrenylphosphinoxide,
  Naphtahlintetracarbonsäuredianhydrid und dessen Imide, Perylentetracarbonsäuredianhydrid und dessen Imide, Materialien basierend auf Silolen mit einer Silacyclopentadieneinheit sowie Gemische der vorgenannten Stoffe umfasst. Als n-Dotierstoff kann eines oder mehrere Materialien in Frage kommen, die aus einer Gruppe ausgewählt sind, die NDN-1, NDN-26, Na, Ca, Mg, Ag, Cs, Li, Mg, Yb, Cs₂CO₃ und Cs₃PO₄ umfasst.
• Gemäß einer Ausführungsform der oben beschriebenen Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Bauteils weist das Bauteil zumindest eine weitere Ladungsträgergenerationsschicht und zumindest eine weitere Emitterschicht auf. Eine Anordnung dieser Art besitzt insgesamt zumindest drei Emitterschichten und zumindest zwei Ladungsträgergenerationsschichten. Beispielsweise können die Emitterschichten Strahlung eines unterschiedlichen Spektralbereichs emittieren und so Farbmischungen erlauben. Insbesondere kann so ein weißlichtemittierendes Bauteil ermöglicht werden. Es ist aber auch denkbar, dass zwei oder gar drei der Emitterschichten identisch sind und somit eine Emission besonders hoher Leuchtdichten in einem bestimmten Wellenlängenbereich ermöglichen.
• Die vorliegende Erfindung betrifft außerdem die Verwendung eines Zinkkomplexes, enthaltend mindestens einen Liganden L der folgenden Struktur:

  

  wobei R¹ und R² unabhängig voneinander Sauerstoff, Schwefel, Selen, NH oder NR⁴ sein können, wobei R⁴ ausgewählt ist aus der Gruppe enthaltend Alkyl oder Aryl und mit R³ verbunden sein kann; und
  R³ ausgewählt ist aus der Gruppe enthaltend Alkyl, langkettiges Alkyl, Cycloalkyl, Halogenalkyl, zumindest teilweise halogeniertes langkettiges Alkyl, Halogencycloalkyl, Aryl, Arylene, Halogenaryl, Heteroaryl, Heteroarylene, Heterocycloalkylene, Heterocycloalkyl, Halogenheteroaryl, Alkenyl, Halogenalkenyl, Alkinyl, Halogenalkinyl, Ketoaryl, Halogenketoaryl, Ketoheteroaryl, Ketoalkyl, Halogenketoalkyl, Ketoalkenyl, Halogenketoalkenyl, Halogenalkylaryl, Halogenalkylheteroaryl wobei bei geeigneten Resten eine oder mehrere nicht-benachbarte CH₂-Gruppen unabhängig voneinander durch -O-, -S-, -NH-, -NR°°°-, -SiR°R°°-, -CO-, -COO-, -COR°OR°°- -OCO-, -OCO-O-, -SO₂-, -S-CO-, -CO-S-, -O-CS-, -CS-O-, -CY1=CY2 oder -C≡C- ersetzt sein können und zwar derart, dass O und/oder S Atome nicht direkt miteinander verbunden sind, ebenfalls optional mit Aryl- oder Heteroaryl bevorzugt enthaltend 1 bis 30 C Atome ersetzt sind (endständige CH₃-Gruppen werden wie CH₂-Gruppen im Sinne von CH₂-H verstanden),
  als p-Dotierstoff in Ladungsträgergenerationsschichten.
• Alle im Zusammenhang mit dem organischen elektronischen Bauteil beschriebenen Eigenschaften für den Zinkkomplex beziehen sich in gleicherweise auf den hier genannten Zinkkomplex.
• Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform betrifft die Verwendung des Zinkkomplexes die Verwendung im p-dotierten Bereich einer Ladungsträgergenerationsschicht, insbesondere in einer p-dotierten Schicht an einem p-n-Übergang.
• Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile des Gegenstandes der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung der Figuren und der zugehörigen allgemeinen Herstellungsverfahren und konkreten Beispielen.
• In den Figuren zeigt:
• 1 schematisch das Prinzip der Ladungsträgererzeugung in einer Ladungsträgergenerationsschicht.
• 2 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen organischen elektronischen Bauelements.
• 3 eine schematische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen organischen elektronischen Bauelements.
• 4 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen organischen elektronischen Bauelements.
• 5A Leitfähigkeitsdaten für Zink-Trifluoracetat als p-Dotierstoff eingebracht in eine Matrix (NHT49 von Novaled).
• 5B Leitfähigkeitsdaten für Zink-Trifluoracetat als p-Dotierstoff eingebracht in eine Matrix (HTM081 von Merck).
• 6A eine schematische Darstellung einer Messanordnung für die Ermittlung der Eignung für den Einsatz von p-Dotierstoffen für Ladungsträgergenerationsschichten.
• 6B einen Kurvenverlauf für die Stromdichte aufgetragen gegen die Spannung, wie er für einen p-Dotierstoff mit Eignung für Ladungsträgergenerationsschichten erwünscht ist.
• 7A die Stromdichte aufgetragen gegen die Spannung für Zink-Trifluoracetat als p-Dotierstoff eingebracht in eine Matrix (NHT49, Novaled).
• 7B die Stromdichte aufgetragen gegen die Spannung für Zink-Trifluoracetat als p-Dotierstoff eingebracht in eine Matrix (HTM081 von Merck).
• 8 Das Absorptionsverhalten erfindungsgemäßer Zinkkomplexe am Beispiel von Zink-Trifluoracetat.
• Im Folgenden soll die Erfindung anhand der Figuren näher erläutert werden.
• 1 zeigt eine schematische Darstellung des Prinzips der Ladungsträgererzeugung in einer Ladungsträgergenerationsschicht. Das Schema zeigt die Energieniveaus in Abhängigkeit vom Ort innerhalb einer Ladungsträgergenerationsschicht. Im p-dotierten organischen Bereich der Ladungsträgergenerationsschicht nehmen das LUMO (”lowest unoccupied molecular orbital”, also das am energetisch am tiefsten liegende unbesetzte Molekülorbital) sowie das HOMO (”highest occupied molecular orbital”, also das energetisch am höchsten liegende besetzte Molekülorbital) jeweils besonders hohe Energieniveaus ein. Im Vergleich dazu sind die Energieniveaus von LUMO und HOMO innerhalb des n-leitenden Bereichs der Ladungsträgergenerationsschicht deutlich erniedrigt. Das HOMO des p-dotierten Bereichs und das LUMO des n-leitenden Bereichs kommen sich energetisch vergleichsweise nahe. Aus diesem Grunde ist unter gewissen Umständen, zum Beispiel beim Anlegen einer äußeren Spannung, ein Tunneln eines Elektrons vom HOMO des p-dotierten Bereichs in das LUMO des n-leitenden Bereichs der Ladungsträgergenerationsschicht möglich. Die Wahl des p-Dotierstoffs spielt dabei eine zentrale Rolle für die Lage der beschriebenen Energieniveaus und bildet somit eine zentrale Voraussetzung für das Auftreten eines Tunnelstroms in der Ladungsträgergenerationsschicht. Durch das beschriebene Tunneln eines Elektrons vom HOMO des p-dotierten organischen Bereichs in das LUMO des n-leitenden Bereichs kommt es zur Erzeugung und Trennung eines Ladungsträgerpaares in Form einer im HOMO des p-dotierten Bereichs verbleibenden positiven Ladung und eines Elektrons, also einer negativen Ladung, im LUMO des n-leitenden Bereichs. Die positive Ladung innerhalb des p-dotierten organischen Bereichs kann unter dem Einfluss eines äußeren elektrischen Feldes durch den p-dotierten Bereich der Ladungsträgergenerationsschicht transportiert werden, während in analoger Weise die negative Ladung, sprich das Elektron, durch den n-leitenden Bereich der Ladungsträgergenerationsschicht transportiert werden kann. Es ist zudem möglich, dass sich zwischen dem p-dotierten Bereich und dem n-leitenden Bereich eine dünne Zwischenschicht (mit einer Dicke von wenigen Nanometern) befindet. Dadurch wird eine zusätzliche Barriere geschaffen, die ebenfalls „durchtunnelt” werden muss.
• 2 zeigt eine schematische Darstellung der Schichtanordnung in einem erfindungsgemäßen organischen elektronischen Bauteil 100, aufweisend zumindest eine Ladungsträgergenerationsschicht 5. Die Ladungsträgergenerationsschicht umfasst zumindest einen organischen p-dotierten Bereich 5a, der den erfindungsgemäßen Zinkkomplex als p-Dotierstoff enthält. Beispielsweise kann der organische p-dotierte Bereich 5a eine organische lochleitende Matrix umfassen, die ein organisches lochleitendes Matrixmaterial enthält, in welches der Zinkkomplex als p-Dotierstoff eingebracht sein kann. Beispielsweise kann die Ladungsträgergenerationsschicht weiterhin einen n-leitenden Bereich 5b, beispielsweise ausgestaltet als organischen n-dotierten Bereich aufweisen, der eine gemeinsame Grenzfläche mit dem organischen p-dotierten Bereich besitzen kann. Bevorzugt ist es jedoch, wenn zwischen dem n-leitenden Bereich 5b und dem p-dotierten Bereich 5a ein Zwischenbereich 5c vorliegt. Der Zwischenbereich ist bevorzugt ausgestaltet als Zwischenschicht. Auch der n-leitende Bereich 5b und der p-dotierte Bereich 5a sind jeweils bevorzugt als Schichten ausgestaltet. Das Bauteil kann weiterhin zumindest eine Anode 2 und eine Kathode 8 umfassen, wobei die Ladungsträgergenerationsschicht 5 zwischen Anode 2 und Kathode 8 angeordnet ist.
• 3 veranschaulicht durch eine schematische Darstellung eine besonders bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen organischen elektronischen Bauteils 100. Das Bauteil kann ein Substrat 1 aufweisen, bei dem es sich beispielsweise um Glas handeln kann. Auf dem Substrat kann die Anode 2 angeordnet sein, welche beispielsweise Indiumzinnoxid (ITO, ”indium tin oxide”) aufweisen kann. Auf der Anode kann eine Lochinjektionsschicht 3 angeordnet sein, auf der wiederum eine erste Emitterschicht angeordnet sein kann. Die Ladungsträgergenerationsschicht 5, aufweisend den p-dotierten organischen Bereich 5a und den n-leitenden Bereich 5b, ist auf der ersten Emitterschicht angeordnet. Der p-dotierte Bereich 5a kann dabei eine gemeinsame Grenzfläche mit dem n-leitenden Bereich 5b aufweisen. Bevorzugt ist es jedoch, wenn zwischen den beiden Bereichen eine Zwischenschicht 5c vorliegt, welche mit beiden Bereichen 5a und 5b vollflächig verbunden ist. Dies dient der Vermeidung unerwünschter Reaktionen zwischen Materialien der Bereiche 5a und 5b und sorgt somit für eine verbesserte Stabilität der Ladungsträgergenerationsschicht 5. Auf der Ladungsträgergenerationsschicht ist schließlich die zweite Emitterschicht 6 angeordnet, auf welche eine Elektroneninjektionsschicht 7 folgen kann. Darauf angeordnet ist schließlich die Kathode 8. Ein derartiges organisches elektronisches Bauteil umfasst also zumindest zwei Emitterschichten, zwischen denen eine Ladungsträgergenerationsschicht angeordnet ist. Man kann ein derartiges Bauteil als ein aus mehreren OLEDs zusammengesetztes Bauteil ansehen, wobei die unteren Schichten bis zur Ladungsträgergenerationsschicht eine erste OLED bilden und die Schichten über der Ladungsträgergenerationsschicht eine zweite OLED. Die erste an die Anode 2 angeschlossene OLED wird von der Anode 2 mit positiven Ladungsträgern versorgt, während sie von der Ladungsträgergenerationsschicht 5 mit Elektronen, also negativen Ladungsträgern, versorgt wird. In gleicher Weise wird die zweite OLED-Untereinheit über der Ladungsträgergenerationsschicht durch die Kathode 8 mit Elektronen versorgt, während sie die erforderlichen positiven Ladungsträger aus der Ladungsträgergenerationsschicht 5 bezieht. Derartige organische elektronische Bauelemente bieten den Vorteil, dass pro injiziertem positivem beziehungsweise negativem Ladungsträger in das Bauteil zwei und nicht nur ein Exciton erzeugt werden können. Die gleiche Stromstärke führt also zu einer höheren Lichtausbeute, allerdings zu Lasten einer höheren aufzubringenden Spannung. Die Spannung ist aufgrund des Spannungsabfalls entlang der in Serie geschalteten OLEDs erhöht.
• 4 zeigt schematisch eine weitere bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen organischen elektronischen Bauteils 100. Das Bauteil, wie es in 4 gezeigt ist, gleicht in allen wesentlichen Eigenschaften dem Bauteil von 3, weist aber zusätzlich noch eine zweite Ladungsträgergenerationsschicht 9 auf, die ihrerseits wiederum einen organischen p-dotierten Bereich 9a und einen n-leitenden Bereich 9b aufweist. Außerdem kann sie wiederum einen Zwischenbereich 9c aufweisen. Die Bereiche 9a 9b und 9c sind bevorzugt wiederum als Schichten ausgestaltet. Für sie gelten bzgl. den möglichen Materialien und sonstigen Ausführungsformen bevorzugt die gleiche Wahl, wie für die Bereiche 5a, 5b und 5c. Außerdem weist das Bauteil in 4 eine dritte Emitterschicht 10 auf. Die Ladungsträgergenerationsschicht 9 ist nach der zweiten Emitterschicht angeordnet, auf ihr befindet sich die dritte Emitterschicht 10, auf die wiederum die Elektroneninjektionsschicht 7 folgt.
• Ein derartiges Bauteil mit zumindest drei Emitterschichten hat den Vorteil, dass sich mit ihr besonders hohe Farbintensitäten bei gleicher Stromstärke erzielen lassen. Es ist dabei beispielsweise möglich, dass alle drei Emitterschichten elektromagnetische Strahlung der gleichen Wellenlänge emittieren. In diesem Fall lassen sich besonders hohe Leuchtdichten bei dieser Wellenlänge erzeugen. Es ist jedoch bevorzugt, dass die drei Emitterschichten elektromagnetische Strahlung verschiedener Spektralbereiche, sprich verschiedener Wellenlänge, emittieren. Auf diese Weise können durch die Überlagerung des Lichts der verschiedenen Wellenlängenbereiche Farbmischungen gebildet werden. Insbesondere ist es auf diese Weise möglich, gemäß einer bevorzugten Ausführungsform Weißlicht zu erzeugen.
• Organische elektronische Bauteile, wie sie in 3 und 4 dargestellt werden, werden häufig auch als sogenannte Tandem-OLEDs bezeichnet. Organische elektronische Bauelemente basierend auf diesem Bauprinzip zeichnen sich im Vergleich zu herkömmlichen OLEDs durch eine deutlich höhere Leuchtdichte bei gleichem Strom aus. Dies führt zu deutlich längeren Lebensdauern und zugleich zu einer verbesserten Homogenität der Leuchtfläche.
• Die 5A und 5B zeigen Leitfähigkeitsmessungen an mit erfindungsgemäßen Zinkkomplexen dotierten lochleitenden Matrixmaterialien.
• Eine erste wichtige Voraussetzung für die Eignung eines Dotierstoffs für die Verwendung in einem p-dotierten organischen Bereich innerhalb einer Ladungsträgergenerationsschicht ist, dass der Dotierstoff eine ausreichende p-Dotierstoffstärke aufweist und gute Lochleitfähigkeiten in dem dotierten Bereich ermöglicht. Nur so können die in der Ladungsträgergenerationsschicht erzeugten positiven Ladungen effizient abgeleitet und in den angrenzenden Bereich injiziert werden. Daher wurden die p-Dotierstoffstärken der erfindungsgemäßen Zinkkomplexe untersucht. Die Leitfähigkeitsmessungen wurden dabei an einer Anordnung mit folgendem Aufbau durchgeführt: Eine Anode aus Indiumzinnoxid (”indium tin Oxide”, ITO) wurde mit dem zu vermessenden p-dotierten Matrixmaterial mit einer Schichtdicke von 100 nm beladen. Die Aufbringung erfolgte dabei durch Koverdampfung des jeweiligen verwendeten Matrixmaterials und des p-Dotierstoffs. Als Kathode fungierte eine 200 nm dicke Aluminiumschicht, angeordnet auf dem zu untersuchenden p-dotierten Bereich. 5A zeigt Leitfähigkeitsdaten für erfindungsgemäße Zinkkomplexe am Beispiel eines Zink-Trifluoracetat-Komplexes (abgekürzt: Zn(tfa)₂) eingebracht in eine Lochleitermatrix, wie sie üblicherweise im Handel erhältlich ist. Für die Messungen in 5A wurde dazu die Lochleitermatrix vom Typ NHT49 von der Firma Novaled verwendet. Die Messungen von 5B zeigen Messungen mit Zink-Trifluoracetat, eingebracht in ein anderes kommerziell erhältliches Lochleitermatrixmaterial, wobei es sich um HTM081 der Firma Merck handelt. Die Dotierstoffstärken wurden in beiden Fällen in Abhängigkeit von der Konzentration des Zink-Trifluoracetat-Komplexes untersucht. Messungen zwischen 3 und 15 Vol.-% jeweils bezogen auf den p-dotierten Bereich sind in den Grafen dargestellt. Die Messungen der Stromdichte gegen die Spannung belegen sowohl in 5A als auch 5B, also für verschiedene Arten von Lochleitermatrixmaterialien, eine hervorragende p-Dotierstoffstärke der erfindungsgemäßen Zinkkomplexe. Prinzipiell sind die erfindungsgemäßen Zinkkomplexe in einem breiten Bereich verschiedenster Konzentrationen an der dotierten Schicht geeignet. Besonders gute Werte werden zwischen 1 und 25 Vol.-% des Zinkkomplexes erzielt, wobei weiter bevorzugt der Bereich von 3 bis 15 Vol.-% ist. Die besten Werte werden jeweils zwischen einschließlich 5 und 10 Vol.-% des Zinkkomplexes bezogen auf den p-dotierten organischen Bereich beziehungsweise die p-dotierte organische Schicht erzielt.
• Die in den 5A und 5B demonstrierten hervorragenden Leitfähigkeitseigenschaften bilden eine notwendige, aber nicht hinreichende Voraussetzung für die Eignung der erfindungsgemäßen Zinkkomplexe in Ladungsträgergenerationsschichten von erfindungsgemäßen organischen elektronischen Bauelementen.
• Neben der Leitfähigkeit muss als zweite Eigenschaft hinzukommen, dass die Komplexe geeignet sein müssen, am p-n-Übergang einer Ladungsträgergenerationsschicht einen Tunnelstrom zu ermöglichen.
• 6A zeigt eine Testanordnung, mit der sich gerade diese Fragestellung untersuchen lässt. Die Testanordnung von 6A simuliert die Polarität einer Tandem-OLED. Sie bedarf eines p-Dotierstoffs und gestattet die Bestimmung, ob sich ein p-Dotierstoff für die Anwendung in einer Ladungsträgergenerationsschicht eignet. Die Testanordnung verfügt über ein Glassubstrat gefolgt von einer Indiumzinnoxid-Anode, auf die eine lochblockierende Schicht (HBL) mit einer Dicke von 25 nm folgt. Daran schließt sich eine elektrontransportierende Schicht (ETL = electron transport layer) von 50 nm Dicke mit n-Dotierung an. Darauf folgt die Zwischenschicht und schließlich die zu testende lochtransportierende Schicht (HTL = hole transport layer). Bei der Zwischenschicht handelt es sich im vorliegenden Fall um eine 4 nm dicke Phthalocyaninderivatschicht. Die lochtransportierende Schicht mit einer Dicke von 50 nm ist mit dem zu testenden p-Dotierstoff dotiert. Die Schicht kann beispielsweise durch Koverdampfung des lochleitenden Matrixmaterials mit dem p-Dotierstoff erhalten werden. An diese Schicht schließt sich eine elektronblockierende Schicht (EBL = electron blocking layer) mit 25 nm Dicke an. Den Abschluss bildet die Kathodenschicht. Die beschriebene Anordnung erlaubt es, p-Dotierstoffe dahingehend zu testen, ob sie gute Tunnelströme ermöglichen.
• 6B zeigt einen theoretischen, idealen Kurvenverlauf für einen für den p-dotierten Bereich einer Ladungsträgergenerationsschicht geeigneten p-Dotierstoff. Der Kurvenverlauf zeigt für hohe positive Spannungen einen deutlichen Anstieg der Stromdichte, was auf den sogenannten Tunneleffekt zurückzuführen ist. Herkömmliche p-Dotierstoffe, die sich nicht für Ladungsträgergenerationsschichten eignen, zeigen keine oder nur äußerst geringe Tunnelströme. Bei ihnen sieht eine entsprechende Stromspannungskurve nicht wie in 6A aus: Die hohen positiven Stromdichten bei positiven Potentialen sind nicht gegeben, stattdessen ist der Graph, betrachtet um eine Achse – angelegt bei 0 V – symmetrisch.
• Im Falle des Auftretens von hohen Tunnelströmen spricht man auch vom sogenannten „CGL-Effekt” (CGL = charge generation layer – Effekt). Das Auftreten des Tunnelstroms, sprich des CGL-Effekts, stellt also ein entscheidendes Kriterium der Eignung eines p-Dotierstoffs für Ladungsträgergenrationsschichten dar. Im Gegensatz zu den meisten herkömmlichen p-Dotierstoffen zeigen die erfindugsgemäßen Zinkkomplexe erstaunlicherweise einen deutlichen CGL-Effekt und zwar auch bei Anwesenheit einer Zwischenschicht.
• 7A und 7B zeigen Messungen an erfindungsgemäßen Zinkkomplexen. Die Messungen wurden jeweils in der in 6A beschriebenen Messanordnung durchgeführt, wobei die Zinkkomplexe in die HTL-Schicht als p-Dotierstoff eingebracht wurden. Als Lochleitermatrixmaterialien dienten NHT49 von Novaled und HTM081 von Merck. Es sind jeweils Ergebnisse für Zink-Trifluorazetat dargestellt, deren Konzentration in Volumenprozent angegeben ist. Messungen sind dargestellt für 5, 10 und 15 Vol.-% bezogen auf die p-dotierte Schicht. Die Messungen sowohl in 7A als auch 7B belegen eindeutig das Auftreten hoher Tunnelströme für die erfindungsgemäßen Zinkkomplexe in einem breiten Konzentrationsbereich. Ein starker CGL-Effekt konnte dabei bereits ohne endgültige Optimierung des Dotierstoffgehalts eindeutig belegt werden.
• Der beschriebene Zinkkomplex ist der erste p-Dotierstoff auf Basis eines Lewis-aziden Metallkomplexes, der den CGL-Effekt sprich die erforderlichen Tunnelströme ermöglicht, und gleichzeitig alle weiteren Anforderungen wie Prozessierbarkeit, Stabilität und ausreichend geringer Absorption der dotierten Schichten erfüllt. Insbesondere handelt es sich um den ersten Zinkkomplex dieser Art. Es handelt sich somit um einen p-Dotierstoff einer neuen Substanzklasse für Ladungsträgergenerationsschichten.
• 8 zeigt das Absorptionsspektrum erfindungsgemäßer Zinkkomplexe. Die Absorptionsmessungen wurden an einem Perkin Elmer Lambda 35 UV/VIS Spectrometer durchgeführt. In dem 2-Strahl-Photometer wurde als Referenz ein reines Quarzsubstrat verwendet, während als Probe eine 200 nm Dicke Schicht bestehend aus 5 Vol.-% Zink-trifluoracetat in HTM014 auf einem Quarzsubstrat diente. 8A vergleicht dabei die Absorptionsspektren von Quarz, der eine hervorragende Lichtdurchlässigkeit zeigt, mit dem Absorptionsverhalten der erfindungsgemäßen Komplexe am Beispiel von Zink-Trifluoracetat (5 Vol.-% coverdampft in HTM014, 200 nm Schichtdicke). 8B zeigt den Ausschnitt zwischen 450 und 800 nm vergrößert. Hier lässt sich erkennen, dass im sichtbaren Bereich die Absorbanz der erfindungsgemäßen Komplexe sogar kleiner ist als 0,03, über weite Bereiche hinweg sogar kleiner als 0,02. Eine derartig geringe Absorbanz, die ein Maß für die Absorption bildet, wird nur für wenige Materialien erreicht und zeigt, dass sich die erfindungsgemäßen Komplexe hervorragend für optoelektronische Vorrichtungen, wie beispielsweise organische lichtemittierende Dioden, eignen. Insbesondere auch Ladungsträgergenerationsschichten für Tandem-OLEDs erfordern Materialien mit geringer Absorption. Dies ist bei derartigen Vorrichtungen, bei welchem mehrere OLEDs übereinandergestapelt werden, besonders wichtig, um Verluste im Hinblick auf die Leuchtdichte und Leuchtausbeute zu verringern.
• Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die erfindungsgemäßen Zinkkomplexe hohe p-Dotierstoffstärken in Lochleitermatrixmaterialien ermöglichen und damit hervorragende Lochtransporteigenschaften. Gleichzeitig erlauben sie, an p-n-Übergängen in Ladungsträgergenerationsschichten die Erzielung hoher Tunnelströme, also einen starken CGL-Effekt. Weiter zeichnen sie sich durch eine geringe Absorption und damit zugleich hervorragende optische Eigenschaften für den Einsatz in organischen elektronischen Bauelementen auch im Bereich der Optoelektronik aus.
• Im Folgenden soll kurz auf mögliche Herstellungswege für die erfindungsgemäßen Zinkkomplexe eingegangen werden.
• Die Zinkkomplexe können beispielsweise durch Reaktion von di-Alkyl- oder di-Aryl-Zink mit den entsprechenden Carbonsäuren bzw. deren Derivaten erhalten werden. Die Substitution der Alkyl- oder Aryl-Liganden der Ausgangskomplexe des Zinks verläuft dabei in mehreren Schritten, wobei die Substitution auch unvollständig sein kann. Bevorzugt erfolgt die Substitution vollständig. Dies wird im Folgenden beispielhaft für eine zweistufige Reaktion dargestellt, die beispielsweise auch nach der ersten Stufe angehalten werden kann:

  
• Erklärung zu den Bezeichnungen:
• L^c entspricht hierbei dem zuvor beschriebenen Liganden L^c und ist ein Alkyl oder Aryl. L^c* ist unabhängig von L^c ebenfalls ein Alkyl oder Aryl wobei L^c und L^c* gleich oder verschieden sein können. R³ entspricht für das angegebene beispielhafte Herstellungsverfahren dem Rest R³ des Liganden L des erfindungsgemäßen Zinkkomplexes. Das Carboxylat umfassend R³ entspricht folglich in diesem Beispiel dem Liganden L des fertigen Zinkkomplexes (also L = R³COO^–).
• Es ist zudem möglich die gemischten Aryl-/Alkylcarboxylate mittels Komproportionierung zu erhalten:

  
• Wenn die Substituenten L^c auch fluoriert sind, wird eine Klasse der gemischten Alkyl-/Aryl-Zink Dotierstoffe erhalten. Damit lässt sich die Dotierstärke, Flüchtigkeit (bzw. Verdampfbarkeit) und Löslichkeit nicht nur durch den Carboxylat-Liganden R³COO^– sondern zusätzlich auch durch den Liganden L^c weitgehend unabhängig von der Sublimationstemperatur einstellen.
• Auf dem gleichen Wege wie über die hier formal dargestellte Synthese sind auch Oligomere Strukturen oder Cluster zugänglich.
• Im Folgenden soll beispielhaft die Synthese einiger Zinkkomplexe beschrieben werden.
• Beispiel I
• Beispiel I bezieht sich auf einen Zink-Pentafluorbenzoat-Komplex, Zn(pfb)₂, der auf dem im Folgenden beschriebenen Syntheseweg erhalten wurde. Die Formel Zn(pfb)₂ ist hierbei eine stöchiometrische Formel. Sie ist nicht einschränkend im Hinblick auf die Koordination und die Struktur des Zinkkomplexes zu sehen, sondern gibt lediglich die stöchiometrischen Verhältnisse an.
• 30,59 mmol Pentafluorbenzoesäure werden in 80 ml Toluol gelöst und auf 0°C gekühlt. 15,29 mmol Diethylzinklösung (15%ig in Toluol) wird mit 20 mL Toluol verdünnt, ebenfalls gekühlt und vorsichtig unter Schutzgas zur Pentafluorbenzoesäure-Lösung zugetropft. Unter Rühren bringt man die Lösung auf Raumtemperatur. Nach etwa einer Stunde fällt bereits etwas weißer Niederschlag aus. Anschließend wird 15 Stunden bei einer Badtemperatur von 50°C gerührt. Man erhält einen dichten, weißen Niederschlag. Das Lösungsmittel wird zu einem Drittel eingeengt, das weiße Produkt über eine P4-Fritte abgesaugt und dreimal mit Cyclohexan gewaschen sowie im Vakuum getrocknet. Die Ausbeute beträgt: 6,11 g (82%); Sublimationsbereich: 215–230°C/10^–5 mbar.
• Beispiel II:
• Beispiel II bezieht sich auf die Herstellung eines Zink-Komplexes mit 3,5-Bis(trifluoromethyl)benzoat Liganden, Zn(3,5-tfmb)₂. Die Formel Zn(3,5-tfmb)₂ ist hierbei eine stöchiometrische Formel. Sie ist nicht einschränkend im Hinblick auf die Koordination und die Struktur des Zinkkomplexes zu sehen, sondern gibt lediglich die stöchiometrischen Verhältnisse an.
• Hierzu werden 30,59 mmol 3,5-(trifluormethyl)benzoesäure in einer Mischung aus 50 ml Toluol und 30 ml Benzol gelöst und auf 0°C gekühlt. Dazu tropft man unter Schutzgas 15,29 mmol Diethylzinklösung (15% Toluol) verdünnt mit 10 ml Toluol, die ebenfalls gekühlt wurde. Es entsteht eine geleeartige Masse, die 18 Stunden bei einer Badtemperatur von 90°C gerührt wird. Danach liegt eine leicht trübe Lösung vor. Das Lösungsmittel wird vollständig im Vakuum abgezogen, es bleibt ein weißes Pulver. Ausbeute: 8,39 g (86%); Sublimationsbereich: 260–280°C/10^–5 mbar.
• Beispiel III:
• Beispiel III bezieht sich auf die Herstellung eines Zink-Komplexes mit Trifluoracetat-Liganden, abgekürzt mit Zn(tfa)₂. Die Formel Zn(tfa)₂ ist hierbei eine stöchiometrische Formel. Sie ist nicht einschränkend im Hinblick auf die Koordination und die Struktur des Zinkkomplexes zu sehen, sondern gibt lediglich die stöchiometrischen Verhältnisse an. 48,16 mmol Trifluoressigsäure werden mit 60 mmol Benzol gemischt und auf 10°C gekühlt. Dazu tropft man vorsichtig 22,9 mmol Diethylzinklösung (15%ig in Toluol), die mit 60 ml Benzol verdünnt wurde. Es wird 15 Stunden bei Raumtemperatur gerührt und man erhält einen weißen Niederschlag. Ein Drittel des Lösungsmittels wird abgezogen, das weiße Produkt über eine P4-Fritte abgesaugt und dreimal mit Cyclohexan gewaschen. Die Ausbeute beträgt: 5,55 g (83%); Sublimationsbereich 163–173°C/10^–5 mbar.
• Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist.
• ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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• Zitierte Patentliteratur
• DE 102013107113 A1 [0115]
• DE 102013017361 A1 [0115]
• DE 102012204327 A1 [0115]

Claims (18)

1. Organisches elektronisches Bauteil (100) mit zumindest einer Ladungsträgergenerationsschicht (5), die einen organischen p-dotierten Bereich aufweist (5a), der als p-Dotierstoff einen Zinkkomplex enthält, wobei der Zinkkomplex mindestens einen Liganden L der folgenden Struktur enthält:

   

   wobei R¹ und R² unabhängig voneinander Sauerstoff, Schwefel, Selen, NH oder NR⁴ sein können, wobei R⁴ ausgewählt ist aus der Gruppe enthaltend Alkyl oder Aryl und mit R³ verbunden sein kann; und R³ ausgewählt ist aus der Gruppe enthaltend Alkyl, langkettiges Alkyl, Cycloalkyl, Halogenalkyl, zumindest teilweise halogeniertes langkettiges Alkyl, Halogencycloalkyl, Aryl, Arylene, Halogenaryl, Heteroaryl, Heteroarylene, Heterocycloalkylene, Heterocycloalkyl, Halogenheteroaryl, Alkenyl, Halogenalkenyl, Alkinyl, Halogenalkinyl, Ketoaryl, Halogenketoaryl, Ketoheteroaryl, Ketoalkyl, Halogenketoalkyl, Ketoalkenyl, Halogenketoalkenyl, Halogenalkylaryl, Halogenalkylheteroaryl wobei bei geeigneten Resten eine oder mehrere nicht-benachbarte CH₂-Gruppen unabhängig voneinander durch -O-, -S-, -NH-, -NR°°°-, -SiR°R°°-, -CO-, -COO-, -COR°OR°°-, -OCO-, -OCO-O-, -SO₂-, -S-CO-, -CO-S-, -O-CS-, -CS-O-, -CY1=CY2 oder -C≡C- ersetzt sein können und zwar derart, dass O und/oder S Atome nicht direkt miteinander verbunden sind, ebenfalls optional mit Aryl- oder Heteroaryl bevorzugt enthaltend 1 bis 30 C Atome ersetzt sind (endständige CH₃-Gruppen werden wie CH₂-Gruppen im Sinne von CH₂-H verstanden).
2. Bauteil (100) nach dem vorherigen Anspruch, wobei R³ ausgewählt ist aus der Gruppe enthaltend Halogenalkyl, Halogenaryl, zumindest teilweise halogeniertes langkettiges Alkyl, Halogencycloalkyl, Halogenheteroaryl, Halogenalkylaryl und Halogenalkylheteroaryl, wobei es sich bei dem Halogen insbesondere um Fluor handeln kann.
3. Bauteil (100) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei R³ ein perfluorierter Kohlenwasserstoffrest ist.
4. Bauteil (100) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei R³ die folgende allgemeine Formel aufweist: *-(CF₂)_nCF₃, wobei n die Werte von 0 bis 19, bevorzugt von 0 bis 7 annehmen kann.
5. Bauteil (100) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei R³ ausgewählt ist aus der Gruppe enthaltend:

   

   wobei Y¹–Y⁵ unabhängig voneinander ausgewählt sind aus der Gruppe enthaltend C-H, C-D, C-F, C-NO₂, C-CN, C-Halogen, C-Pseudohalogen, N oder C-C_nF_2n+1 mit n = 1 bis 10, insbesondere C-CF₃.
6. Bauteil (100) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei sowohl R¹ als auch R² jeweils Sauerstoff sind.
7. Bauteil (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der organische p-dotierte Bereich (5a) eine organische lochleitende Matrix aufweist, in die der p-Dotierstoff eingebracht ist.
8. Bauteil (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Anteil des Zinkkomplexes bezogen auf den p-dotierten Bereich (5a) von ≥ 0,1 Vol.-% bis ≤ 50 Vol.-% beträgt, bevorzugt von ≥ 3 Vol.-% bis ≤ 15 Vol.-%.
9. Bauteil (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Ladungsträgergenerationsschicht (5) zusätzlich einen n-leitenden Bereich (5b) aufweist.
10. Bauteil (100) nach dem vorherigen Anspruch, wobei zwischen dem n-leitenden Bereich (5b) und dem organischen p-dotierten Bereich (5a) ein Zwischenbereich (5c) angeordnet ist.
11. Bauteil (100) nach dem vorherigen Anspruch, wobei der Zwischenbereich (5c) als Zwischenschicht ausgestaltet ist und eine Dicke von 0,5 nm bis 10 nm aufweist.
12. Bauteil (100) gemäß einem der Ansprüche 1–9, wobei der n-leitende Bereich eine gemeinsame Grenzfläche mit dem organischen p-dotierten Bereich aufweist.
13. Bauteil (100) nach einem der Ansprüche 9 bis 12, wobei es sich bei dem n-leitenden Bereich um einen organischen n-dotierten Bereich (5b) handelt.
14. Bauteil (100) nach dem vorherigen Anspruch, wobei der organische n-dotierte Bereich (5b) eine organische elektronenleitende Matrix aufweist, in die ein n-Dotierstoff eingebracht ist.
15. Bauteil (100) nach einem der Ansprüche 1–14, weiterhin umfassend – eine Anode (2), – eine erste Emitterschicht (4) – eine zweite Emitterschicht (6) – eine Kathode (8), wobei die Ladungsträgergenerationsschicht (5) zwischen der ersten und zweiten Emitterschicht (4, 6) angeordnet ist.
16. Bauteil (100) nach Anspruch 15 umfassend zumindest eine weitere Ladungsträgergenerationsschicht (9) und zumindest eine weitere Emitterschicht (10).
17. Verwendung eines Zinkkomplexes, enthaltend mindestens einen Liganden L der folgenden Struktur:

    

    wobei R¹ und R² unabhängig voneinander Sauerstoff, Schwefel, Selen, NH oder NR⁴ sein können, wobei R⁴ ausgewählt ist aus der Gruppe enthaltend Alkyl oder Aryl und mit R³ verbunden sein kann; und R³ ausgewählt ist aus der Gruppe enthaltend Alkyl, langkettiges Alkyl, Cycloalkyl, Halogenalkyl, zumindest teilweise halogeniertes langkettiges Alkyl, Halogencycloalkyl, Aryl, Arylene, Halogenaryl, Heteroaryl, Heteroarylene, Heterocycloalkylene, Heterocycloalkyl, Halogenheteroaryl, Alkenyl, Halogenalkenyl, Alkinyl, Halogenalkinyl, Ketoaryl, Halogenketoaryl, Ketoheteroaryl, Ketoalkyl, Halogenketoalkyl, Ketoalkenyl, Halogenketoalkenyl, Halogenalkylaryl, Halogenalkylheteroaryl wobei bei geeigneten Resten eine oder mehrere nicht-benachbarte CH₂-Gruppen unabhängig voneinander durch -O-, -S-, -NH-, -NR°°°-, -SiR°R°°-, -CO-, -COO-, -COR°OR°°-, -OCO-, -OCO-O-, -SO₂-, -S-CO-, -CO-S-, -O-CS-, -CS-O-, -CY1=CY2 oder -C≡C- ersetzt sein können und zwar derart, dass O und/oder S Atome nicht direkt miteinander verbunden sind, ebenfalls optional mit Aryl- oder Heteroaryl bevorzugt enthaltend 1 bis 30 C Atome ersetzt sind (endständige CH₃-Gruppen werden wie CH₂-Gruppen im Sinne von CH₂-H verstanden), als p-Dotierstoff in Ladungsträgergenerationsschichten (5).
18. Verwendung eines Zinkkomplexes gemäß dem vorherigen Anspruch, im p-dotierten Bereich (5a) einer Ladungsträgergenerationsschicht.

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