借助燒結來沉積有機光活性層的制作方法
【專利摘要】本發明涉及用于制備包括襯底(11)和至少一個層(13)的有機元器件的方法，其中所述至少一個層借助燒結工藝制備；本發明還涉及通過根據本發明的方法制備的有機元器件。
【專利說明】
借助燒結來沉積有機光活性層
技術領域
[0001] 本發明設及用于制備有機元器件的方法，所述有機元器件包括襯底和至少一個 層，其中所述至少一個層借助燒結工藝制備;本發明還設及通過根據本發明的方法制備的 有機元器件。 現有技術
[0002] 當前，有機電子元器件的許多應用(例如，有機發光二極管、有機發光電化學電池、 有機光伏器件、有機場效應晶體管或有機光電探測器)在工藝技術方面要么通過物理氣相 或濕化學涂覆方法要么通過壓印方法來實現，其中運些方法例如可用來構造相應的組件架 構。在此，氣相沉積優先應用于有機小分子的情況，濕化學工藝既應用于有機小分子的情況 又應用于聚合物的情況。
[0003] (物理）氣相沉積是一種基于真空的涂覆方法。與化學氣相沉積相反，借助物理方 法向氣相中傳送原料。隨后將氣態材料導向涂覆的襯底，該氣態材料沉積在此處并形成目 標層(祀層）。為使蒸汽顆粒也到達襯底并且不會由于在氣體顆粒上的散射而損失，該方法 必須在負壓下工作。典型的工作壓力處于10-咕a至約10化的范圍。因此，該方法通常要求昂 貴的工藝技術。
[0004] 在濕化學沉積的情況中，借助溶劑、添加劑和/或分散劑將小分子或聚合物引入溶 液中或引入分散液中并且借助各種涂覆方法沉積在襯底上。在此，既可使用各種涂覆技術 (例如，旋涂、狹縫涂布、噴涂等)又可使用壓印技術(例如，絲網印刷、柔版印刷、凹版印刷） 制備均勻的濕膜。在溶液的情況下可使用各種單獨的溶劑或溶劑混合物形成更均勻的層。 有些涂覆方法需要額外的添加劑，W例如使溶液/分散液的粘度適應相應的涂覆技術。然 而，添加劑的使用可不利地影響元器件性能。另外，多種小分子和聚合物不溶于無害的溶劑 (例如，水，或諸如苯甲酸、苯乙酸的有機溶劑），而是僅溶于有害的、部分致癌的溶劑，如氯 苯、二氯苯、氯仿等。在使用運種類型的溶劑的情況下的任意元器件的制造只能在增加的且 成本昂貴的安全措施、防護罩和人員培訓下實現。
[0005] 對于某些應用來說還需要具有多于10(數十）至多于100(數百)Mi的均勻厚度的 層。運種類型的應用例如是有機的、對X射線敏感的光電探測器，其通過吸收X射線的層來表 征。
[0006] 如果從氣相中沉積運種層，則材料損失(>90%)和過低的通量(即，層厚度/時間單 位)使得運樣的元器件的制造是不經濟的。
[0007] 如果從溶液中例如通過狹縫涂布沉積運種層，則對于最大固體濃度通常不超過 3%的界限（相對于溶劑計的固體）的、穩定的、典型的有機溶液/分散液而言，必須涂覆/涂 布約17mm的濕膜，W隨后獲得500皿的探測器層厚。雖然可設想通過一種溶劑滯留方法 (L掃semitteMnscMuss)來涂覆運種低粘度溶液，但是在余留的膜中沒有干燥效應，例如膜 的咖啡潰效應和/或環形或線狀斷裂的情況下，溶劑的均勻蒸發成為重大挑戰。如果還使用 溶劑如氯苯或二氯苯，則所述干燥問題還伴隨著生產人員的健康風險。尤其是有機材料 P3HT和PCBM(運些有機材料在文獻中通常在有機光伏器件和光電二極管元器件中用作空穴 或電子輸送體)只能W足夠的固體濃度溶解于運些類型的（面化)溶劑中。
[0008] 不僅在許多目前濕膜沉積中，而且在氣相沉積中，都同樣與技術相關地損失了較 大的材料量。在此通常在整個活性表面上涂覆(例如，在旋涂或噴涂的情況下）。在大多數情 況下，所損失的材料份額不可收回并且為多于90%。
[0009] 因此，迄今卻還未能令人滿意地解決W下問題:在使用少量材料但無需昂貴的工 藝技術并且尤其是無健康風險地構造層的情況下進行在層厚度高的均勻層上具有高通量 的材料沉積。
[0010] 因此，需要針對有機材料的涂覆方法，該涂覆方法實現了在制備層厚度高的均勻 層時的高通量W及在無需昂貴的工藝技術的情況下的低的材料用量，尤其是在沒有員工健 康風險的情況下的層的構造。
[00川發明概述
[0012] 在本發明中描述了如下可能性，其中可W通過燒結工藝從干燥相沉積顆粒狀的有 機半導體材料。
[0013] 根據一個方面，本發明設及用于制備有機元器件的方法，所述有機元器件包括襯 底和至少一個層，其中所述至少一個層借助燒結工藝制備，該方法包括：
[0014] a)準備包括至少一種有機半導體組分的粉末；
[001引 b)將所述粉末施加在襯底上；
[0016] C)施加壓力W壓實所述粉末。
[0017] 本發明進一步設及通過本發明的方法制備的有機元器件。
[0018] 本發明的其它方面可由從屬權利要求和發明詳述中得到。
【附圖說明】
[0019] 附圖旨在演示本發明的實施方式W及為其提供進一步的理解。它們結合【附圖說明】 一起用來闡釋本發明的構思和原理。參照附圖得出其它實施方式和許多所提及的優點。附 圖的要素并不一定是相互按比例地示出的。在附圖的圖中，同樣的、功能相同和作用相同的 要素、特征和組件各自設有相同的附圖標記，除非另有說明。
[0020] 圖1示意性示出了光電二極管的原理作用方式。
[0021] 圖2示意性示出了光電二極管。
[0022] 圖3示意性示出了用于有機層的燒結設備的一種構造。
[0023] 圖4示意性示出了用于有機層的燒結設備的另一種構造。
[0024] 圖5示出了在燒結設備中壓實前的粉末。
[0025] 圖6示出了壓實的粉末。
[0026] 圖7示出了在壓實前引入侶錐作為接觸層。
[0027] 圖8示出了在壓實前多種粉末的分層。
[0028] 圖9示出了示例性的根據本發明的光電二極管的電流電壓特征曲線。
[0029] 發明詳述
[0030] 接下來詳細介紹一種新的針對有機光電活性材料的涂覆方法，即，燒結包括至少 一種有機半導體組分的光電活性的有機粉末，例如燒結單相或多相的小分子、聚合物W及 二者的混合物。所提及的涂覆方法對于有機光電二極管而言被證實是成功的并因此也可用 于其它現有的元器件類別，例如光伏電池、發光二極管或電化學電池。
[0031] 根據第一方面，本發明設及用于制備包括襯底和至少一個層的有機元器件的方 法，其中所述至少一個層借助燒結工藝制備，該方法包括：
[0032] a)準備包括有機半導體組分的粉末，或者準備由至少一種有機半導體
[0033] 組分組成的粉末；
[0034] b)將所述粉末施加在襯底上；
[0035] C)施加壓力W壓實所述粉末。
[0036] 根據【具體實施方式】，所述有機半導體組分是半導體性的。另外，根據具體實施方 式，所述層是光電活性層。
[0037] 在此，待加工的物質作為由至少一種有機半導體組分組成的或包括至少一種有機 半導體組分(例如包括光電活性的有機單相或多相小分子或聚合物或二者混合物）的粉末， 優選地作為干燥的粉末施加在相應元器件架構的各個待涂覆的基底/襯底上，并且隨后通 過例如用沖模、漉等施加壓力，在特定燒結溫度，例如甚至20-25°C的室溫和燒結時間下被 壓實。在此，原料顆粒被壓實并且孔隙被填充。既可設想固相燒結，即不烙化有機材料的情 況下將材料壓實，也可設想液相燒結，即通過烙化有機材料將材料壓實(例如直接在燒結沖 模與有機表面之間的接觸面上）。通過在壓力和任選地溫度下將分子壓實，間隙被運樣最小 化和壓縮，使得在施加電壓時能夠例如通過各分子間或聚合物鏈條間的跳躍或氧化還原過 程來實現電荷傳輸。W此方式能夠實現高（和低)層厚度的均勻的有機材料層，而無需高通 量的情況下的昂貴的真空工藝技術并且不存在由于可能的溶劑帶來的健康風險。
[0038] 根據本發明，壓力的施加不是特別受限的，并且可通過適合的設備實現。根據優選 實施方式，壓力的施加是通過使用沖模或漉來實現的，所述沖模或漉優選地涂覆有防粘涂 層如Teflon?。通過W防粘涂層，例如Teflon?來涂覆，能夠實現特別非常均勻的層表面。 沖模和/或漉的使用也能夠在工藝技術上易于實施。沖模或漉的材料不是特別受限的并且 可包括例如侶、鋼、PVC或Teflon露。
[0039] 只要造成燒結，所施加的壓力不是特別受限的。根據【具體實施方式】，施加0.1至 10.0 OOMpa，更優選地0.5至200Mpa，特別優選地1至50Mpa的壓力。燒結時間也不是特別受限 的并且根據【具體實施方式】為0.1 S至60min，優選地Is至30min并且特別優選地5至IOmin。在 燒結時間過長的情況下，不能獲得更好的結果并且可導致層的劣化，相反，燒結時間過短則 不能實現層的充分地烘烤。
[0040] 根據【具體實施方式】，在步驟C)中，在施加壓力W壓實粉末之前加熱襯底，例如加熱 到30至300°C，優選地50至200°C的溫度。由此可改善燒結過程。
[0041] 根據本發明制備的層能夠根據燒結的層(可能地單獨烙化或在整個面積上烙化的 區域)的形貌和表面光潔度(Oberfl妃henbesc虹ffenh地)驗證和表征。
[0042] 也可W例如通過無溶劑痕跡、不含添加劑和分散劑間接地得到關于燒結工藝的結 論。作為研究方法可W考慮:光學顯微鏡、掃描電子顯微鏡、原子力顯微鏡、二次離子質譜 (Sekund 扣 ionenmassenspektR-)sk 只 pie)、氣相色譜、伏安法等。
[0043] 在根據本發明的方法中，襯底不是特別受限的并且可包括所有慣常地用于有機元 器件的襯底。因此，襯底例如可包括玻璃、氧化銅錫（IT0)、氧化侶鋒、滲雜的氧化錫、娃等。 根據【具體實施方式】，襯底可具有第一電觸點，例如金屬如Cu或Al, W及ITO、氧化侶鋒、滲雜 的氧化鋒等，和任選地第一中間層，正如例如存在于電子有機元器件中的那些。
[0044] 在根據本發明的方法中，有機半導體組分不是特別受限的。根據【具體實施方式】，有 機半導體組分由形成B町層(英文是bu化hetero junction(本體異質結））的至少兩種化合 物，例如受體材料和供體材料組成。在【具體實施方式】中也可包含例如第=組分如P型的二次 供體聚合物。
[0045] 強電子供體（電子親和性低）的典型代表例如是共輛聚合物聚（3-己基嚷吩） (P3HT)。電子受體(電子親和性高）的典型材料是富勒締及其衍生物，如[6,6]-苯基C61下酸 甲醋(PCBM)。此外還可W使用W下材料：例如，聚亞苯基亞乙締(PolyphenyIenvinyIen)及 其衍生物，如氯基衍生物CN-PPV、MEH-PPパ聚（2-(2-乙基己氧基)-5-甲氧基-對亞苯基亞乙 締））、CN-MEH-PPV、或獻菁。
[0046] 對于受體材料和供體材料的合適的混合比例，B町層形成了由電子供體疇和電子 受體疇構成的雙連續網絡，正如圖2中關于示例性光電二極管所示出的。根據圖1中示例性 示出的有機光電二極管表明了有機半導體組分的作用方式。
[0047] 首先，簡略地闡述二極管的原理性構造和作用方式。有機光電二極管在其最簡單 的設計方式中由布置在兩個電極之間的BHJ層(本體異質結)構成。典型的電極材料例如是 ITO作為透明陽極A，而侶作為不透明陰極K。對于受體材料和供體材料的合適的混合比例， B町層形成了由電子供體疇和電子受體疇構成的雙連續網絡(圖1和2)。
[0048] 借助圖1闡述有機光電二極管的作用方式。如果具有足夠能量化v〉Eg)的光子落在 供體/受體層如P3HT/PCBM-B町層上，則其可被共輛聚合物P3HT吸收。在此，電子從聚合物的 JT能帶化0M0)升入31*能帶(LUMO);由于運時在HOMO中缺失的電子而在HOMO中產生了空穴。電 子和空穴通過它們的庫侖引力接合并且通常形成了夫倫克爾激子。所述激子在其產生后首 先在步驟1中擴散至供體-受體界面。運里，在步驟2中進行從供體4如P3HT到受體5如PCBM的 電子傳輸。所產生的電子和空穴在步驟3中由于電場而按各傳輸路徑(空穴穿過P3HT和電子 穿過PCBM)漂移至電極。
[0049] 有機的電活性材料的燒結根據本發明的涂覆方法并不限于P3HT/PCBM體系，而是 能夠擴展并且傳遞至例如具有W下特征的材料：
[0050] --般來說用于制備半導體電極或半導體電極表面，例如還通過利用銀薄片或金 顆粒，
[0051] -制備顆粒層狀體系如具有任意電子和空穴傳輸特性的可溶和不可溶的無機和有 機半導體材料的混合物和層序列，尤其是制備均勻的電荷傳輸層，
[0052] -制備與基體結合的發射層，
[0053] -在光學結構元件和顯示器上或中制備光去禪層。
[0054] 在根據本發明的方法中，至少一種有機半導體組分在此作為粉末提供，其中所述 粉末根據本發明不進一步受限。優選地，所述粉末作為干燥的粉末提供，其中根據具體實施 方式，所述粉末中也可加入少量溶劑，例如少于10重量％，或少于5重量％的溶劑，W粉末重 量計。當粉末中加入少量溶劑時，粉末可變得發粘，由此例如在施加至襯底時，可有利于粉 末的加工，并且由此必要時(任選地)也可能需要較少地加熱襯底。
[0055] 根據【具體實施方式】，所述粉末由直徑為0.01至200皿，優選地0.5至100皿并且特別 優選地I至IOmi的粉末顆粒構成。當粉末顆粒過大時，會難W壓實，相反，當粉末顆粒過小 時，不能形成適合的疇。最好的結果在直徑為1至IOwii的顆粒的情況下獲得，其中顆粒直徑 例如可根據篩析法確定并且可使用相應的具有1和IOwii的孔的篩子。
[0056] 根據【具體實施方式】，在提供所述粉末時可能的是，將有機半導體組分，例如所述至 少兩種化合物借助至少一種第一溶劑溶解，隨后通過添加另外的物質沉淀并且最后將所述 至少一種第一溶劑和所述另外的物質去除，例如通過抽吸、過濾或蒸發溶劑等。適合用于溶 解和沉淀的物質在此不受限制，可根據應用目的適當地選擇并且還可包括混合物。因此，例 如在使用P3HT和PCBM的情況下使用氯仿作為溶劑，使用乙醇作為沉淀劑。由此可制備對于 所述燒結而言優選可應用的粉末。
[0057] 在步驟b)和/或C)中制備所述層后，任選地可W施加第二中間層W及隨后施加第 二電觸點（金屬如Al、Cu，或IT0,氧化鋒侶，滲雜氧化錫等)并且將它們優選地一起燒結。供 選擇地，也可任選地通過其它工藝步驟如蒸發等施加第二中間層W及隨后第二電觸點。第 二電觸點也可作為固定層通過粘結來施加，例如第二電觸點可通過引入金屬錐實現。此外， 第二電觸點也可用作新的底層/新的襯底，在其上可再次W本發明的方法施加新的層。因 此，根據本發明也可設想多層結構。也可在具有有機半導體組分的層上施加具有有機(半導 體）組分的層，從而也可在運里形成有機層的多個層，它們可彼此隔開或也可被燒結在一 起。
[0058] 根據【具體實施方式】，所述層可施加在不包括電極材料的襯底如玻璃上，并且隨后 可將電觸點施加在步驟b)中的粉末側上或步驟C)中的壓實的粉末側上，因此例如同樣被施 加在靠近該層的襯底上。
[0059] 供選擇地，該層可施加在臨時襯底上（例如玻璃或聚合物膜)并且隨后從那里取 下，W作為自支撐層進一步加工。例如，所述自支撐層可在底側和頂側上用金屬錐覆蓋并烘 烤或焊入。
[0060] 為使該層能夠更準確地定位在襯底上，根據【具體實施方式】，粉末的施加可被局部 地定界，例如通過使用邊框，進一步優選地通過使用至少在內側涂覆有防粘涂層如 Teflon?的邊框。邊框的形狀在此不是特別受限的并且可W是圓/環形、楠圓形、正方形、矩 形或W另外的形狀。邊框高度也沒有進一步的限制，然而優選地可具有與通過本發明的方 法應可制備的層的厚度同樣的高度或者更大的高度。因此，該層在制備后根據具體實施方 式可具有至少1皿，優選地至少10皿，進一步優選地至少100皿的厚度。如上，該層的厚度取 決于所期望的應用目的，但是根據【具體實施方式】也可為多于100皿(例如X射線探測器)或更 多。邊框的材料不是特別受限的并且可包括例如侶、鋼、PVC或TeflQ打政。
[0061] 在另一方面，本發明設及借助根據本發明的方法制備的有機元器件。在此，通過根 據本發明的方法制備的有機元器件的特征例如是由于具有空隙較少的有機半導體的改善 的層而帶來的更好的載流子遷移性和進而層材料的改善的密度和更好的均勻分布。在使用 干燥的粉末的情況下，還避免了在有機元器件中的溶劑殘留。另外在同時燒結多個層的情 況下能夠形成多層，其中單個層不受制備工藝的影響。因此，例如在使用溶劑涂覆的情況 下，相應的剛涂覆的和任選地硬化的層在涂覆下一層時可被所使用的溶劑溶解，運可導致 層邊界的混合。通過根據本發明的方法，還可制備具有包含有機半導體組分的層的元器件， 所述層的厚度為至少1皿，優選地至少10皿和進一步優選地至少100皿。
[0062] 根據【具體實施方式】，該有機元器件是光電元器件，優選地光電探測器。然而此外也 包括如有機光電二極管、光伏電池、發光二極管或電化學電池的元器件類別。
[0063] 原則上，該涂覆方法可用于W下元器件類型：
[0064] -有機發光二極管
[0065] -有機發光電化學電池
[0066] -有機光伏器件
[0067] -有機場效應晶體管
[0068] -針對不同福射帶寬的有機光電探測器。
[0069] 通過根據本發明的方法，同時實現了 W下特征：高通量+均勻涂層+高的材料利用 率/幾乎無材料損失+無需昂貴的工藝技術+沒有因溶劑剩余而造成的健康問題。
[0070] 上述運些實施方式、設計方式和擴展方式能夠按需W任意方式彼此結合。本發明 進一步可能的設計方式、擴展方式和實施方式還包括沒有明確提及的之前或在下文中的與 實施例所闡述的本發明特征相關的組合。特別地，本領域技術人員也添加單個方面作為對 本發明的各基本形式的改進或補充。 實施例
[0071] 接下來借助幾個示例性實施方式闡述本發明，然而運些實施方式不是限制性的。
[0072] 下面根據有機光電二極管的制備來示例性地說明根據本發明的涂覆方法。
[0073] 作為實施例，研制出P3HT/PCBM膠體。用運樣的材料加工元器件層迄今都是W濕化 學的方式實現的，而不是從干燥相通過燒結實現的。
[0074] 基于上述理由，從運樣的供體-受體材料制備燒結層存在問題。因此，將該過程分 成獨立的兩個分步驟。
[007引1)制備與燒結層適配的P3HT/PCBM膠體結構
[0076] 首先，對由形成層所需的材料制備均勻分布的顆粒狀粉末進行描述。
[0077] 所有材料和溶劑都在手套箱中或者在適宜條件下清潔且無氧地進行處理，同樣直 至組裝的、能使用的材料混合物的所有工作都在運樣的條件下進行。
[0078] 為此，在圓底燒瓶中將P3HT和PCBM W相同的重量比例溶解于氯仿中。隨后，對該混 合物進行超聲處理并且向超聲處理過的混合物中添加約1.5倍體積的乙醇。乙醇的添加立 即導致形成細小的、在其組成上均勻的混合顆粒，所述混合顆粒在關閉超聲波時緩慢地沉 淀。
[0079] 運時伴隨著惰性氣體的吹掃將圓底燒瓶將圓底燒瓶接在真空旋轉蒸發儀上，W便 在所調節的浴溫下從混合物中去除大部分氯仿(約30°C)。
[0080] 運時，借助玻璃烙塊（Schlenkfritte)對余留的含乙醇的顆粒懸浮液進行抽吸并 且用乙醇清洗多次，在惰性氣體流中干燥。產率幾乎是定量的。
[0081] 在進一步處理所得到的半導體材料之前，在惰性氣體中要么在研鉢中要么在振動 球磨機中對該材料進行精細研磨。該后處理用于在干燥所述烙塊內含物(Fritteninhalt) 之后形成可流動的粉末。
[0082] II)實施有機層的燒結
[0083] 在圖3中示出了用于有機層的燒結設備的示意圖，該燒結設備包括加熱板10、襯底 11、（任選的）下部電極12、待燒結或經燒結的層13、填充環/邊框14、壓制模具15和用于施加 壓力的破碼/從外部施加的壓力15。
[0084] 為了實現具有燒結的P3HT/PCBM層的有機光電二極管，運時，用精細粉碎的P3HT/ PCBM膠體粉末覆蓋作為襯底11的ITO陽極結構(例如結構化的口 0玻璃)的活性區域。為了設 置目標層厚度并且準確地限定待燒結的區域，可將直徑比壓制模具(燒結沖模)大IOOwii左 右的填充環13放置于ITO襯底上。從而所用材料被W最準確的方式量取并且燒結邊緣被均 勻地界定。同時，在燒結工藝之前稱量了材料重量并由此實現了對之后的層厚度的良好控 審ij。在此，ITO襯底11位于溫度被控制在室溫至>160 °C的加熱板10上。在約SMPa的壓力下，通 過壓力設備將壓制模具14(燒結沖模)壓入填充環13中、壓在P3HT/PCBM膠體粉末上。另外將 加熱板10加熱至140°C的溫度。運時，壓力和溫度使得膠體粉末被壓實在ITO陽極上。在約5- 10分鐘的燒結時間后釋放壓力并最后再次移除壓制模具14。留下的是固定在ITO陽極上的 燒結層12(對于本實施例，所達到的層厚度為180皿。然而在此于不用填充環的情況下進行 燒結）。為了防止P3HT/PCBM余留在壓制模具14上或在取下壓制模具14時燒結層斷裂，該壓 制模具可例如為由侶或鋼制成的模具，在壓力面上涂覆有Teflon愈(例如借助CVD，化學氣 相沉積）。壓制模具14也可完全由Tefkm⑥制成。填充環13也可涂覆有Teflon?。
[0085] 圖5和6W微觀層面示出了燒結機理。圖5中，未壓實的粉末30在襯底11上填充進填 充環14中。粉末顆粒之間的距離大且不一定存在連續的接觸。圖6示出了在壓力和溫度下壓 實后的燒結層12。顆粒相接觸并且因烙化和壓制而變形。
[0086] 在燒結后，將侶陰極(層厚度約2(K)nm)借助物理氣相沉積蒸鍛至所述燒結層上。供 選擇地可示出，可在燒結過程中就引入一塊沖制的侶錐31作為頂觸點(參見圖7)。
[0087] 圖8中示出了用于施加第二觸點或第二層的另一替代方案。在此，將兩種不同的粉 末30和32層疊并且共同壓制。
[0088] 圖9中示出了具有燒結的P3HT/PCBM層的光電二極管的電流密度-電壓特征曲線。 運里既繪出了暗電流特征曲線51又繪出了亮電流特征曲線52。明顯可W觀察到典型的有機 光電二極管的整流性能，該有機光電二極管的暗電流51在-IOV時為6.9 X l(T6mA/cm2和在+ IOV時為5.5 X l(T5mA/cm2。另外還觀察到，在用面素燈的光線入射時，二極管W在-IOV時3.7 X l〇-5mA/cm2的亮電流52的形式響應。
[0089] 由此首次說明了具有燒結的P3HT/PCBM異質結的有機光電二極管的基本的可行 性。
[0090] 圖4中介紹了用于漉對漉工藝的"燒結機械"的另一實施方式。在此所設及的是"可 加熱式社機"。原則上已經存在如此工作的機械，例如W電子影印機(復印機和激光打印機） 的形式，并且其可相應地適配于根據本發明的方法。圖4中繪制出復印機的原理圖，當墨盒 24填充W所述的有機半導體材料時，該復印機能夠用于在柔性襯底20上制備運樣的燒結 層。成像鼓(Bil化rommel)26在此通過充電設備21靜電式地充電，來自光源22的光線通過樣 品模型V(其繪制出如在復印時待成像的所需結構）反射并且經由透鏡23照射至成像鼓26 上，并且因此通過用反射光去除電荷而在成像鼓26上相應地形成成像區域。運時，將有機半 導體材料借助墨盒24施加至成像鼓26上并施用至由支承設備25裝載的襯底20上，其中襯底 20被成像鼓26和配對社漉28導引。設置加熱社漉27作為固定單元，所述加熱社漉27例如在 140-18(TC對所述材料進行燒結。根據本發明的燒結工藝的所有材料都是靜電活性的并且 能夠從(色粉)墨盒施用。W該方式也可施用電極。
[0091] 對于非柔性襯底，可W通過線性的襯底傳輸來實現適當的復印機模塊的布置。
[0092] 因此，通過R2R工藝(例如使襯底在分段燒結裝置(Sinterkaskade)中多次穿過)可 W實現有機半導體層體系的制備和高效生產。
【主權項】
1. 用于制備有機元器件的方法，所述有機元器件包括襯底和至少一個層，其中所述至 少一個層借助燒結工藝制備，所述方法包括： a) 準備包括至少一種有機半導體組分的粉末； b) 將所述粉末施加在襯底上； C)施加壓力W壓實所述粉末。2. 根據權利要求1所述的方法，其中，在步驟C)中，在施加壓力W壓實所述粉末之前加 熱所述襯底。3. 根據權利要求1或2所述的方法，其中，所述有機半導體組分由至少兩種化合物組成。4. 根據權利要求3所述的方法，其中，所述至少兩種化合物借助至少一種第一溶劑溶 解，隨后通過添加另外的物質沉淀并且最后去除所述第一溶劑和所述另外的物質。5. 根據權利要求1至4之一所述的方法，其中，所述粉末由直徑為0.01至20化m，優選地 0.5至1 OOwii并且特別優選地1至1 Own的粉末顆粒形成。6. 根據前述權利要求之一所述的方法，其中，所述襯底具有第一電觸點和任選地第一 中間層。7. 根據前述權利要求之一所述的方法，其中，在制備所述層之后，任選地施加第二中間 層W及隨后施加第二電觸點并且優選地將它們一起燒結。8. 根據權利要求7所述的方法，其中，所述第二電觸點通過引入金屬錐實現。9. 根據權利要求1至5之一所述的方法，其中，將電觸點施加在步驟b)中的粉末側上或 步驟C )中經壓實的粉末側上。10. 根據前述權利要求之一所述的方法，其中，粉末的施加被局部地定界，優選地通過 使用邊框，進一步優選地通過使用至少在內側涂覆有防粘涂層如Teflon愈的邊框。11. 根據前述權利要求之一所述的方法，其中，在制備后，所述層具有至少1皿，優選地 至少10皿，進一步優選地至少100皿的厚度。12. 根據前述權利要求之一所述的方法，其中，所述施加壓力通過使用沖模或漉實現， 所述沖模或漉優選地涂覆有防粘涂層如Teflon?。13. 有機元器件，其根據前述權利要求之一所述的方法制備。14. 根據權利要求13所述的有機元器件，其特征在于，所述有機元器件為光電元器件， 優選地光電探測器。
【文檔編號】H01L51/48GK105940518SQ201480074648
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2014年12月11日
【發明人】D.哈特曼, J.E.許爾德勒, A.卡尼茨, O.施密特
【申請人】西門子公司