DE102013106815A1

DE102013106815A1 - Optoelektronisches Bauelement und Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelementes

Info

Publication number: DE102013106815A1
Application number: DE102013106815.4A
Authority: DE
Inventors: Richard Baisl; Christoph Kefes; Michael Popp
Original assignee: Osram Oled GmbH
Current assignee: Osram Oled GmbH
Priority date: 2013-06-28
Filing date: 2013-06-28
Publication date: 2014-12-31
Also published as: WO2014207039A1

Abstract

In verschiedenen Ausführungsbeispielen wird ein optoelektronisches Bauelement (140, 160, 250, 350) bereitgestellt, das optoelektronisches Bauelement (140, 160, 250, 350) aufweisend: einen elektrisch aktiven Bereich (136) aufweisend einen optisch aktiven Bereich (132) und einen optisch inaktiven Bereich (134); wobei der elektrisch aktive Bereich (136) wenigstens eine elektrische Sammelschiene (118) aufweist, die in dem optisch aktiven Bereich (132) ausgebildet ist; eine Verkapselungsstruktur auf oder über dem elektrisch aktiven Bereich (136); wobei die Verkapselungsstruktur eine Stützstruktur (122) auf oder über der elektrischen Sammelschiene (118) in dem optisch aktiven Bereich (132) aufweist.

Description

In verschiedenen Ausführungsformen werden ein optoelektronisches Bauelement und ein Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelementes bereitgestellt.
Ein organisches optoelektronisches Bauelement (dargestellt in 6), beispielsweise eine OLED, kann eine Anode 604 und eine Kathode 608 mit einem organischen funktionellen Schichtensystem 606 dazwischen aufweisen. Das organische funktionelle Schichtensystem 606 kann eine oder mehrere Emitterschicht/en aufweisen (nicht dargestellt), in der/denen elektromagnetische Strahlung erzeugt wird, eine oder mehrere Ladungsträgerpaar-Erzeugungs-Schichtenstruktur (nicht dargestellt) aus jeweils zwei oder mehr Ladungsträgerpaar-Erzeugungs-Schichten („charge generating layer”, CGL) zur Ladungsträgerpaarerzeugung, sowie einer oder mehrerer Elektronenblockadeschichten (nicht dargestellt), auch bezeichnet als Lochtransportschicht(en) („hole transport layer” – HTL), und einer oder mehrerer Lochblockadeschichten (nicht dargestellt), auch bezeichnet als Elektronentransportschicht(en) („electron transport layer” – ETL), um den Stromfluss zu richten. Optoelektronische Bauelemente auf organischer Basis, beispielsweise organische Leuchtdidode (organic light emitting diode – OLED), finden zunehmend verbreitete Anwendung in der Allgemeinbeleuchtung, beispielsweise als Flächenlichtquellen. Ein organisches optoelektronisches Bauelement weist herkömmlich auf: eine erste Elektrode 604, die auf oder über einem Träger 602 ausgebildet ist. Auf oder über der ersten Elektrode 604 ist eine organische funktionelle Schichtenstruktur 606 ausgebildet. Über oder auf der organischen funktionellen Schichtenstruktur 606 ist eine zweite Elektrode 608 ausgebildet. Die zweite Elektrode 608 ist mittels einer elektrischen Isolierung 610 von der ersten Elektrode 604 elektrisch isoliert. Die elektrische Isolierungen 610 ist derart eingerichtet, dass ein Stromfluss zwischen der ersten Elektrode 604 und der zweiten Elektrode 608 verhindert wird. Die zweite Elektrode 608 ist mit einem zweiten Kontaktpad 614 körperlich und elektrisch verbunden und die erste Elektrode 604 mit einem ersten Kontaktpad 612.
Die organischen Bestandteile organischer Bauelemente, beispielsweise organischer optoelektronische Bauelemente, beispielsweise einer organischen Leuchtdiode (organic light emitting diode OLED), sind häufig anfällig bezüglich schädlicher Umwelteinflüsse. Ein schädlicher Umwelteinfluss kann beispielsweise ein für organische Stoffe oder organische Stoffgemische schädlicher Stoff sein, beispielsweise Sauerstoff und/oder beispielsweise einem Lösungsmittel, beispielsweise Wasser. Die hermetische Abschirmung von organischen optoelektronischen Flächenlichtquellen ist von Bedeutung, um eine Lagerbeständigkeit, beispielsweise von 10 Jahre, oder eine Lebensdauer im Betrieb, beispielsweise von mehr als 10.000 Stunden für die optoelektronischen Flächenlichtquellen zu gewährleisten. Zum Schutz vor schädlichen Umwelteinflüssen kann ein Bauelement mit einer bezüglich des schädlichen Umwelteinflusses hermetisch dichten Verkapselung umgeben werden, beispielsweise einer Dünnfilmverkapselung, Barrierendünnschicht, Barriereschicht, Verkapselungsschicht, Barrierefolie, einem intrinsisch hermetisch dichtem Stoff oder Stoffgemisch oder ähnlichem. Für die Verkapselung werden Permeabilitätswerte für Wasser und/oder Sauerstoff von weniger als 10^–6 g/cm/d gefordert. Organische optoelektronische Bauelement werden daher herkömmlich zum Schutz vor Wasser und/oder Sauerstoff verkapselt, d. h. hermetisch hinsichtlich Wasser und/oder Sauerstoff abgeschirmt. Dabei können die zu schützenden Bereiche eine sehr große Fläche aufspannen. Um diese Werte zu erreichen wird herkömmlich eine flächenhafte Lamination (7a) oder eine Kavitätsglas-Verkapselung (7b) verwendet.
7a, b zeigen schematische Darstellungen zu einer herkömmlichen Verkapselung eines organischen optoelektronischen Bauelementes.
7a zeigt ein herkömmliches Verfahren zum Verkapseln eines optoelektronischen Bauelementes 600. Auf der zweiten Elektrode 608 eines optoelektronischen Bauelementes 600 (siehe 6) wird eine Barrierendünnschicht 700 ausgebildet derart, dass die zweite Elektrode 608, die elektrischen Isolierungen 610 und die organische funktionelle Schichtenstruktur 606 von der Barrierendünnschicht 616 umgeben ist. Weiterhin wird auf einer Abdeckung 704 eine Klebstoffschicht 706 aufgebracht. Die Abdeckung 704 ist beispielsweise ein Laminierglas 704 oder eine Folie 704 und der Klebstoff ein Epoxidklebstoff. Die Abdeckung 704 mit Klebstoffschicht 706 wird dann auf die Barrieredünnschicht 702 aufgebracht (dargestellt in 7a). Dadurch wird ein verkapseltes optoelektronisches Bauelement mit einer herkömmlichen Verkapselungsstruktur 706 mit Barrieredünnschicht 700 und auflaminierter Abdeckung 702 ausgebildet.
7b zeigt ein weiteres herkömmliches Verfahren zum Verkapseln eines optoelektronischen Bauelementes 600. Auf einer Abdeckung 704 wird ein feuchtigkeitsbindender Getter 710 aufgebracht und im Randbereich der Abdeckung 702 eine laterale Klebstoffschicht 708 aufgebracht. Die Abdeckung 704 mit lateraler Klebstoffschicht 708 und Getter 710 wird dann auf das optoelektronische Bauelement 600 aufgebracht, beispielsweise auf die Kontaktpads 612, 614 (dargestellt in 7b). Dadurch wird eine herkömmliche Kavitätsglasverkapselung 712 ausgebildet.
Durch einen Epoxidklebstoff und/oder dessen Grenzflächen kann jedoch Feuchtigkeit und/oder Luft (Sauerstoff) durch die Verkapselungsstruktur zu dem optoelektronischen Bauelement 600 eindiffundieren. Weiterhin sind die zu schützenden Bereiche bei einer Flächenlichtquelle sehr groß, so dass dadurch eine erhöhte Partikelempfindlichkeit vorhanden ist (dargestellt in 8a, 8b). Ein optoelektronisches Bauelement 600 mit einer herkömmlichen Verkapselungsstruktur 706 mit Barrierendünnschicht 702 und Abdeckung 704; und ein optoelektronisches Bauelement 600 mit einer Kavitätsglasverkapselung 712 können fehleranfällig sein, beispielsweise hinsichtlich des Klebstoffes, Partikelkontaminationen und/oder visuellen Eigenschaften. Wenn ein Druck 804 oder eine Krümmung 806 auf die Abdeckung 704 wirkt, beispielsweise ein Schutzglas 704 oder ein Laminationsglas 704; kann eine Partikelkontamination 802 in die organischen funktionalen Schichten der OLED gedrückt werden. Dies kann zu einem Kurzschluss führen und/oder latente Wärmepunkte erzeugen. Wärmepunkte könnten als Spätfolge spontane Ausfälle zur Folge haben. Mechanisch flexible Bauelemente können aufgrund der Krümmungsmöglichkeit eine höhere Fehleranfälligkeit aufweisen.
Herkömmlich wird versucht die Anzahl der Partikelkontaminationen in den optoelektronischen Bauelementen zu reduzieren, indem die optoelektronischen Bauelemente unter partikelarmen Bedingungen hergestellt werden oder in einem aufwändigen Verfahren partikelkontaminierte optoelektronische Bauelemente getestet und aussortiert werden. Dadurch wird jedoch das Kosten-Nutzen-Verhältnis beim Herstellen von großflächigen optoelektronischen Bauelementen verschlechtert.
Bei einer herkömmlichen Verkapselungsstruktur 706 mit Barrieredünnschicht und auflaminierter Abdeckung 702 weist die Klebstoffschicht 704 herkömmliche eine Dicke in einem Bereich von 10 μm bis 100 μm auf. Die Klebstoffschicht 704 hat herkömmlich jedoch keine homogene Dicke, sondern weist eine Nichtuniformität auf. Mittels dieser Nichtuniformität der Klebstoffschicht 704 können auf der Seite der Abdeckung der Klebstoffschicht 704 Interferenzstreifen entstehen. Diese Interferenzstreifen können bei transparent ausgebildeten optoelektronischen Bauelementen 600 störend sein hinsichtlich der visuellen Erscheinung.
In verschiedenen Ausführungsformen werden ein optoelektronisches Bauelement und ein Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelementes bereitgestellt, mit denen es möglich ist die mechanische Stabilität verkapselter optoelektronischer Bauelemente zu erhöhen.
In verschiedenen Ausführungsformen wird ein optoelektronisches Bauelement bereitgestellt, das optoelektronische Bauelement aufweisend: einen elektrisch aktiven Bereich aufweisend einen optisch aktiven Bereich und einen optisch inaktiven Bereich; wobei der elektrisch aktive Bereich wenigstens eine elektrische Sammelschiene aufweist, die in dem optisch aktiven Bereich ausgebildet ist; eine Verkapselungsstruktur auf oder über dem elektrisch aktiven Bereich; wobei die Verkapselungsstruktur eine Stützstruktur auf oder über der elektrischen Sammelschiene in dem optisch aktiven Bereich aufweist.
In einer Ausgestaltung kann das optoelektronisches Bauelement als eine organische Leuchtdiode ausgebildet sein.
In einer Ausgestaltung kann das optoelektronisches Bauelement als eine organische Solarzelle ausgebildet sein.
In einer Ausgestaltung kann der elektrisch aktive Bereich eine elektrisch funktionale Struktur aufweisen, wobei die elektrisch funktionale Struktur eine organische funktionelle Schichtenstruktur zwischen einer ersten Elektrode und einer zweiten Elektrode aufweist.
In einer Ausgestaltung kann die organische funktionelle Schichtenstruktur zu einem Emittieren von elektromagnetischer Strahlung aus einer bereitgestellten elektrischen Energie und/oder zu einem Erzeugen einer elektrischen Energie aus einer absorbierten elektromagnetischen Strahlung ausgebildet sein.
In einer Ausgestaltung kann die organische funktionelle Schichtenstruktur wenigstens teilweise in dem optisch aktiven Bereich ausgebildet sein.
In einer Ausgestaltung kann die elektrische Sammelschiene mit der ersten Elektrode oder mit der zweiten Elektrode elektrisch gekoppelt sein.
In einer Ausgestaltung kann das optoelektronische Bauelement ferner ein erstes Kontaktpad und ein zweites Kontaktpad aufweisen, wobei das erste Kontaktpad mit der ersten Elektrode und das zweite Kontaktpad mit der zweiten Elektrode elektrisch gekoppelt sein können.
In einer Ausgestaltung können/kann die erste Elektrode, die zweite Elektrode, die elektrische Sammelschiene, das erste Kontaktpad und/oder das zweite Kontaktpad wenigstens teilweise in dem optisch inaktiven Bereich ausgebildet sein.
In einer Ausgestaltung kann die elektrische Sammelschiene derart in dem optisch aktiven Bereich ausgebildet sein, dass die elektrische Sammelschiene wenigstens teilweise auf oder über einem Teil der organischen funktionellen Schichtenstruktur ausgebildet ist und/oder wobei wenigstens ein Teil der organischen funktionellen Schichtenstruktur auf oder über der elektrischen Sammelschiene ausgebildet ist.
In einer Ausgestaltung kann das optoelektronische Bauelement eine erste elektrische Sammelschiene und wenigstens eine zweite elektrische Sammelschiene aufweisen, wobei die erste elektrische Sammelschiene mit der ersten Elektrode und die wenigstens eine zweite elektrische Sammelschiene mit der zweiten Elektrode elektrisch gekoppelt ist.
In einer Ausgestaltung kann die Stützstruktur als zweite Sammelschiene ausgebildet sein.
In einer Ausgestaltung kann die Verkapselungsstruktur eine Abdeckung aufweisen.
In einer Ausgestaltung kann die Abdeckung hermetisch dicht hinsichtlich Wasser und/oder Sauerstoff ausgebildet sein.
In einer Ausgestaltung kann die Abdeckung als eine Folie ausgebildet sein.
In einer Ausgestaltung kann die Abdeckung als eine Glasabdeckung, Metallabdeckung oder Kunststoffabdeckung eingerichtet sein.
In einer Ausgestaltung kann die Verkapselungsstruktur als eine Dünnschicht ausgebildet sein oder eine Dünnschicht aufweisen, die hermetisch dicht hinsichtlich Wasser und/oder Sauerstoff ausgebildet ist.
In einer Ausgestaltung kann die Verkapselungsstruktur wenigstens die flächige Abmessung des optisch aktiven. Bereiches aufweisen.
In einer Ausgestaltung kann die Abdeckung schlüssig mit der elektrisch funktionalen. Struktur verbundenen sein, beispielsweise stoffschlüssig.
In einer Ausgestaltung kann die Verbindung der Abdeckung mit der elektrisch funktionalen Struktur hermetisch dicht hinsichtlich Wasser und/oder Sauerstoff ausgebildet sein.
In einer Ausgestaltung kann die Abdeckung mit der elektrisch funktionalen Struktur wenigstens teilweise in dem optisch inaktiven Bereich verbunden sein.
In einer Ausgestaltung kann wenigstens eine Stützstruktur einen Stoff oder ein Stoffgemisch aufweisen, der/das hermetisch dicht ist hinsichtlich Wasser und/oder Sauerstoff.
In einer Ausgestaltung kann wenigstens eine Stützstruktur einen der folgenden Stoffe aufweisen oder daraus gebildet ist: ein Metall, ein Metalloxid, eine Keramik, einen Kunststoff.
In einer Ausgestaltung kann wenigstens eine Stützstruktur einen eutektischen Stoff aufweisen oder daraus gebildet ist.
In einer Ausgestaltung kann wenigstens eine Stützstruktur eine Metalllegierung aufweisen oder daraus gebildet sein aus einem oder mehreren der folgenden Stoffe: Gallium, Indium, Zinn, Chrom, Molybdän, Gold, Silber und/oder Aluminium.
In einer Ausgestaltung kann wenigstens eine Stützstruktur einen Klebstoff, einen Kunststoff und/oder einen Lack aufweisen, beispielsweise ein Harz, ein Epoxid, ein Polyacrylat.
In einer Ausgestaltung kann das optoelektronische Bauelement eine erste Stützstruktur und wenigstens eine zweiten Stützstruktur aufweisen.
In einer Ausgestaltung kann die Abdeckung mit der elektrisch funktionalen Struktur mittels einer zweiten Stützstruktur und/oder einer dritten Stützstruktur schlüssig verbunden sein.
In einer Ausgestaltung kann die Abdeckung mit der elektrisch funktionalen Struktur derart mittels einer weiteren Stützstruktur verbunden sein, dass mit der ersten Stützstruktur und der weiteren Stützstruktur wenigstens eine Kavität zwischen der Abdeckung und der elektrisch funktionalen Struktur ausgebildet ist.
In einer Ausgestaltung kann die erste Stützstruktur und die wenigstens eine zweite Stützstruktur derart ausgebildet sein, dass der Abstand der Abdeckung zu der elektrisch funktionalen Struktur größer ist als die Dicke der elektrisch funktionalen Struktur.
In einer Ausgestaltung kann die Kavität wenigstens teilweise ein Gas oder Gasgemisch aufweisen oder damit gefüllt sein.
In einer Ausgestaltung kann die Stützstruktur auf der Abdeckung in der Kavität und/oder auf der elektrisch aktiven Struktur ausgebildet sein.
In einer Ausgestaltung kann die Stützstruktur kann die Stützstruktur die Abdeckung und die elektrisch funktionale Struktur mechanisch miteinander verbinden.
In einer Ausgestaltung kann die Stützstruktur als eine schlüssige Verbindung der elektrisch funktionalen Struktur mit der Abdeckung ausgebildet sein, beispielswiese als eine stoffschlüssige Verbindung.
In einer Ausgestaltung kann auf der Abdeckung in der Kavität wenigstens eine funktionale Schicht ausgebildet sein.
In einer Ausgestaltung kann die funktionale Schicht ein Getter aufweisen oder daraus ausgebildet sein.
In einer Ausgestaltung kann der Getter ein Zeolith aufweisen oder daraus gebildet sein.
In einer Ausgestaltung kann die funktionale Schicht Streuzentren aufweisen für elektromagnetische Strahlung, die von dem optoelektronischen Bauelement emittiert oder absorbiert wird.
In einer Ausgestaltung können die Streuzentren als Mikrolinsen ausgebildet sein.
In einer Ausgestaltung kann die funktionale Schicht als eine Barrierendünnschicht ausgebildet sein.
In einer Ausgestaltung kann die funktionale Schicht als eine Antihaftschicht ausgebildet sein hinsichtlich Wasser.
In einer Ausgestaltung kann die funktionale Schicht als eine Antihaftschicht ausgebildet sein hinsichtlich einem Stoff oder Stoffgemisch der wenigstens einen Stützstruktur.
In einer Ausgestaltung kann die funktionale Schicht als eine Einkoppel-Schicht oder eine Auskoppel-Schicht ausgebildet sein hinsichtlich elektromagnetischer Strahlung, die von dem optoelektronischen Bauelement emittiert oder absorbiert wird.
In einer Ausgestaltung kann die funktionale Schicht als eine UV-Schutzschicht ausgebildet sein.
In einer Ausgestaltung kann der Stoff oder das Stoffgemisch der funktionalen Schicht elastisch oder viskoelastisch ausgebildet sein.
In einer Ausgestaltung kann die funktionale Schicht ein höheres Kompressionsmodul aufweisen als die organische funktionelle Schichtenstruktur.
In einer Ausgestaltung kann die funktionale Schicht ein höheres Kompressionsmodul aufweisen als die elektrisch funktionale Struktur.
In einer Ausgestaltung kann die funktionale Schicht eine Schichtdicke aufweisen die kleiner ist als der Abstand der Abdeckung zu der elektrisch funktionalen Struktur.
In einer Ausgestaltung kann die Verkapselungsstruktur als eine Barrierendünnschicht und/oder eine ALD-Schicht oder MLD-Schicht ausgebildet sein oder eine solche aufweisen.
In einer Ausgestaltung kann die Verkapselungsstruktur als eine Kavitäts-Verkapselung ausgebildet sein.
In einer Ausgestaltung kann die Stützstruktur eine Breite aufweisen die ähnlich der Breite der elektrischen Sammelschiene ist.
In einer Ausgestaltung kann die Stützstruktur ungefähr kongruent auf oder über der elektrischen Sammelschiene ausgebildet sein.
In einer Ausgestaltung kann die Stützstruktur wenigstens teilweise von der organischen funktionellen Schichtenstruktur umgeben ausgebildet sein.
In einer Ausgestaltung kann wenigstens eine Stützstruktur wenigstens teilweise mit wenigstens einer elektrischen Sammelschiene elektrisch gekoppelt und/oder mechanisch verbunden sein.
In einer Ausgestaltung kann wenigstens eine zweite Stützstruktur neben der ersten Stützstruktur ausgebildet sein.
In einer Ausgestaltung kann wenigstens eine zweite Stützstruktur über der ersten Stützstruktur ausgebildet sein.
In einer Ausgestaltung kann wenigstens eine zweite Stützstruktur mit der ersten Stützstruktur elektrisch und/oder mechanisch gekoppelt ausgebildet sein.
In einer Ausgestaltung kann wenigstens eine zweite Stützstruktur elektrisch isoliert von der ersten Stützstruktur ausgebildet sein.
In verschiedenen Ausführungsformen wird ein Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelementes bereitgestellt, das Verfahren aufweisend: Ausbilden eines elektrisch aktiven Bereichs aufweisend einen optisch aktiven Bereich und einen optisch inaktiven Bereich; wobei der elektrisch aktive Bereich wenigstens eine elektrische Sammelschiene aufweisend ausgebildet wird, wobei die Sammelschiene in dem optisch aktiven Bereich ausgebildet wird; Ausbilden einer Verkapselungsstruktur auf oder über dem elektrisch aktiven Bereich; wobei die Verkapselungsstruktur mit einer Stützstruktur auf oder über der elektrischen Sammelschiene in dem optisch aktiven Bereich ausgebildet wird.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann das optoelektronisches Bauelement als eine organische Leuchtdiode ausgebildet werden.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann das optoelektronisches Bauelement als eine organische Solarzelle ausgebildet werden.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann das Ausbilden des elektrisch aktiven Bereichs ein Ausbilden einer elektrisch funktionalen Struktur aufweisen, wobei die elektrisch funktionale Struktur eine organische funktionelle Schichtenstruktur zwischen einer ersten Elektrode und einer zweiten Elektrode aufweist.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann die organische funktionelle Schichtenstruktur zu einem Emittieren von elektromagnetischer Strahlung aus einer bereitgestellten elektrischen Energie und/oder zu einem Erzeugen einer elektrischen Energie aus einer absorbierten elektromagnetischen Strahlung ausgebildet werden.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann die organische funktionelle Schichtenstruktur wenigstens teilweise in dem optisch aktiven Bereich ausgebildet werden.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann die elektrische Sammelschiene mit der ersten Elektrode oder mit der zweiten Elektrode elektrisch gekoppelt ausgebildet werden.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann das Verfahren ferner ein Ausbilden eines ersten Kontaktpads und ein zweites Kontaktpads aufweisen, wobei das erste Kontaktpad mit der ersten Elektrode und das zweite Kontaktpad mit der zweiten Elektrode elektrisch gekoppelt ausgebildet werden.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann die erste Elektrode, die zweite Elektrode, die elektrische Sammelschiene, das erste Kontaktpad und/oder das zweite Kontaktpad wenigstens teilweise in dem optisch inaktiven Bereich ausgebildet werden.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann die elektrische Sammelschiene derart in dem optisch aktiven Bereich ausgebildet werden, dass die elektrische Sammelschiene wenigstens teilweise auf oder über einem Teil der organischen funktionellen Schichtenstruktur ausgebildet ist und/oder wobei wenigstens ein Teil der organischen funktionellen Schichtenstruktur auf oder über der elektrischen Sammelschiene ausgebildet ist.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann das Verfahren ferner ein Ausbilden einer ersten elektrischen Sammelschiene und wenigstens einer zweiten elektrischen Sammelschiene aufweisen.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann die erste elektrische Sammelschiene mit der ersten Elektrode und die wenigstens eine zweite elektrische Sammelschiene mit der zweiten Elektrode elektrisch gekoppelt ausgebildet werden.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann die Stützstruktur als zweite Sammelschiene ausgebildet werden.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann das Ausbilden der Verkapselungsstruktur ein Ausbilden oder ein Aufbringen einer Abdeckung aufweisen oder ein Aufbringen einer Abdeckung auf oder über der elektrischen funktionalen Struktur aufweisen.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann die Abdeckung hermetisch dicht hinsichtlich Wasser und/oder Sauerstoff ausgebildet werden.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann die Abdeckung als eine Folie ausgebildet werden oder eingerichtet sein.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann die Abdeckung als eine Glasabdeckung, Metallabdeckung oder Kunststoffabdeckung eingerichtet sein.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann die Verkapselungsstruktur als eine Dünnschicht ausgebildet wird oder ein Ausbilden einer Dünnschicht aufweist, wobei die Dünnschicht hermetisch dicht hinsichtlich Wasser und/oder Sauerstoff ausgebildet ist/wird.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann die Verkapselungsstruktur wenigstens die flächige Abmessung des optisch aktiven Bereiches aufweisend ausgebildet werden.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann die Abdeckung schlüssig mit der elektrisch funktionalen Struktur verbundenen werden, beispielsweise stoffschlüssig.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann die Verbindung der Abdeckung mit der elektrisch funktionalen Struktur hermetisch dicht hinsichtlich Wasser und/oder Sauerstoff ausgebildet werden.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann die Abdeckung mit der elektrisch funktionalen Struktur wenigstens teilweise in dem optisch inaktiven Bereich schlüssig verbunden werden.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann wenigstens eine Stützstruktur einen Stoff oder ein Stoffgemisch aufweisen, der/das hermetisch dicht ist hinsichtlich Wasser und/oder Sauerstoff.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann wenigstens eine Stützstruktur einen der folgenden Stoffe aufweisen oder daraus gebildet werden: ein Metall, ein Metalloxid, eine Keramik, einen Kunststoff.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann wenigstens eine Stützstruktur einen eutektischen Stoff aufweisen oder daraus gebildet werden.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann wenigstens eine Stützstruktur eine Metalllegierung aufweisen oder daraus gebildet werden aus einem oder mehreren der folgenden Stoffe: aus Gallium, Indium, Zinn, Chrom, Molybdän, Gold, Silber und/oder Aluminium.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann wenigstens eine Stützstruktur einen Klebstoff, einen Kunststoff und/oder einen Lack aufweisen oder daraus gebildet werden, beispielsweise ein Harz, ein Epoxid, ein Polyacrylat.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann die Abdeckung mit der elektrisch funktionalen Struktur mittels einer zweiten Stützstruktur und/oder einer dritten Stützstruktur schlüssig verbunden werden.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann die Abdeckung mit der elektrisch funktionalen Struktur derart mittels einer weiteren Stützstruktur verbunden werden, dass mit der ersten Stützstruktur und der weiteren Stützstruktur wenigstens eine Kavität zwischen der Abdeckung und der elektrisch funktionalen Struktur ausgebildet wird.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann die erste Stützstruktur und die wenigstens eine zweite Stützstruktur derart ausgebildet werden, dass der Abstand der Abdeckung zu der elektrisch funktionalen Struktur größer ist als die Dicke der elektrisch funktionalen Struktur.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann die Kavität wenigstens teilweise mit einem Gas oder Gasgemisch gefüllt werden.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann die Stützstruktur auf der Abdeckung in der Kavität und/oder auf der elektrisch aktiven Struktur ausgebildet sein.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann die Stützstruktur kann die Stützstruktur die Abdeckung und die elektrisch funktionale Struktur mechanisch miteinander verbinden.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann die Stützstruktur als eine schlüssige Verbindung der elektrisch funktionalen Struktur mit der Abdeckung ausgebildet sein, beispielswiese als eine stoffschlüssige Verbindung.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann auf der Abdeckung in der Kavität wenigstens eine funktionale Schicht ausgebildet werden.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann die funktionale Schicht ein Getter aufweisen oder daraus ausgebildet werden.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann der Getter ein Zeolith aufweisen oder daraus gebildet werden.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann die funktionale Schicht derart ausgebildet werden, dass die funktionale Schicht Streuzentren für elektromagnetische Strahlung aufweist, wobei die elektromagnetische Strahlung von dem optoelektronischen Bauelement emittiert oder absorbiert wird.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens können die Streuzentren als Mikrolinsen ausgebildet werden.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann die funktionale Schicht als eine Barrierendünnschicht ausgebildet werden.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann die funktionale Schicht als eine Antihaftschicht ausgebildet werden hinsichtlich Wasser.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann die funktionale Schicht als eine Antihaftschicht ausgebildet werden hinsichtlich einem Stoff oder Stoffgemisch der wenigstens einen Stützstruktur.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann die funktionale Schicht als eine Einkoppel-Schicht oder eine Auskoppel-Schicht ausgebildet werden hinsichtlich elektromagnetischer Strahlung, die von dem optoelektronischen Bauelement emittiert oder absorbiert wird.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann die funktionale Schicht als eine UV-Schutzschicht ausgebildet werden.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann der Stoff oder das Stoffgemisch der funktionalen Schicht elastisch oder viskoelastisch ausgebildet werden.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann die funktionale Schicht derart ausgebildet werden, dass die funktionale Schicht ein höheres Kompressionsmodul aufweist als die organische funktionelle Schichtenstruktur.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann die funktionale Schicht derart ausgebildet werden, dass die funktionale Schicht eine Schichtdicke aufweist die kleiner ist als der Abstand der Abdeckung zu der elektrisch funktionalen Struktur.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann Verkapselungsstruktur als eine Barrierendünnschicht und/oder eine ALD-Schicht oder MLD-Schicht ausgebildet werden oder solch eine aufweisen.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann die Verkapselungsstruktur als eine Kavitäts-Verkapselung ausgebildet werden.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann die Stützstruktur eine Breite aufweisen die ähnlich der Breite der elektrischen Sammelschiene ist.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann die Stützstruktur ungefähr kongruent auf oder über der elektrischen Sammelschiene ausgebildet werden.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann die Stützstruktur derart ausgebildet werden, dass die Stutzstruktur wenigstens teilweise von der organischen funktionellen Schichtenstruktur umgeben wird.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann wenigstens eine Stützstruktur wenigstens teilweise mit wenigstens einer elektrischen Sammelschiene elektrisch gekoppelt und/oder mechanisch verbunden ausgebildet werden.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann das Verfahren ein Ausbilden einer ersten Stützstruktur und wenigstens einer zweiten Stützstruktur aufweisen.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann wenigstens eine zweite Stützstruktur neben der ersten Stützstruktur ausgebildet werden.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann wenigstens eine zweite Stützstruktur über der ersten Stützstruktur ausgebildet werden.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann wenigstens eine zweite Stützstruktur mit der ersten Stützstruktur elektrisch und/oder mechanisch gekoppelt ausgebildet werden.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann wenigstens eine zweite Stützstruktur elektrisch isoliert von der ersten Stützstruktur ausgebildet werden.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert.
Es zeigen
1a–d schematische Querschnittsansichten optoelektronischer Bauelemente gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen;
2a–b schematische Querschnittsansichten optoelektronischer Bauelemente im Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelementes, gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen;
3a–b schematische Querschnittsansichten optoelektronischer Bauelemente im Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelementes, gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen;
4a–d schematische Querschnittsansichten optoelektronischer Bauelemente, gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen;
5a–c schematische Querschnittsansichten optoelektronischer Bauelemente, gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen;
6 schematische Querschnittsansichten eines herkömmlichen optoelektronischen Bauelementes;
7a–b schematische Querschnittsansichten eines herkömmlichen optoelektronischen Bauelementes; und
8a–b schematische Querschnittsansichten eines herkömmlichen optoelektronischen Bauelementes.
In der folgenden ausführlichen Beschreibung wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, die Teil dieser bilden und in denen zur Veranschaulichung spezifische Ausführungsformen gezeigt sind, in denen die Erfindung ausgeübt werden kann. In dieser Hinsicht wird Richtungsterminologie wie etwa „oben”, „unten”, „vorne”, „hinten”, „vorderes”, „hinteres”, usw. mit Bezug auf die Orientierung der beschriebenen Figur(en) verwendet. Da Komponenten von Ausführungsformen in einer Anzahl verschiedener Orientierungen positioniert werden können, dient die Richtungsterminologie zur Veranschaulichung und ist auf keinerlei Weise einschränkend. Es versteht sich, dass andere Ausführungsformen benutzt und strukturelle oder logische Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Es versteht sich, dass die Merkmale der hierin beschriebenen verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen miteinander kombiniert werden können, sofern nicht spezifisch anders angegeben. Die folgende ausführliche Beschreibung ist deshalb nicht in einschränkendem Sinne aufzufassen, und der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung wird durch die angefügten Ansprüche definiert.
Im Rahmen dieser Beschreibung werden die Begriffe ”verbunden”, ”angeschlossen” sowie ”gekoppelt” verwendet zum Beschreiben sowohl einer direkten als auch einer indirekten Verbindung, eines direkten oder indirekten Anschlusses sowie einer direkten oder indirekten Kopplung. In den Figuren werden identische oder ähnliche Elemente mit identischen Bezugszeichen versehen, soweit dies zweckmäßig ist.
Im Rahmen dieser Beschreibung kann unter einem optoelektronischen Bauelement eine Ausführung eines elektronischen Bauelementes verstanden werden, wobei das optoelektronische Bauelement einen optisch aktiven Bereich aufweist. Der optisch aktive Bereich kann elektromagnetische Strahlung absorbieren und daraus einen Fotostrom ausbilden oder mittels einer angelegten Spannung an den optisch aktiven Bereich elektromagnetische Strahlung emittieren.
In verschiedenen Ausgestaltungen kann ein optoelektronisches Bauelement als eine organische Leuchtdiode (organic light emitting diode – OLED), eine organische Photovoltaikanlage, beispielsweise eine organische Solarzelle, ein organischer Sensor, ein organischer Feldeffekttransistor (organic field effect transistor OFET) und/oder eine organische Elektronik ausgebildet sein. Bei dem organischen Feldeffekttransistor kann es sich um einen all-OFET handeln, bei dem alle Schichten organisch sind. Ein organisches, elektronisches Bauelement kann ein organisches funktionelles Schichtensystem aufweisen, welches synonym auch als organische funktionelle Schichtenstruktur bezeichnet wird. Die organische funktionelle Schichtenstruktur kann einen organischen Stoff oder ein organisches Stoffgemisch aufweisen oder daraus gebildet sein, der/das beispielsweise zum Bereitstellen einer elektromagnetischer Strahlung aus einem bereitgestellten elektrischen Strom oder zum Bereitstellen eines elektrischen Stromes aus einer bereitgestellten elektromagnetischen Strahlung eingerichtet ist. Die Strahlung kann beispielsweise Licht im sichtbaren Bereich, UV-Licht und/oder Infrarot-Licht sein. In diesem Zusammenhang kann das elektromagnetische Strahlung emittierende Bauelement beispielsweise als Licht emittierende Diode (light emitting diode, LED) als organische Licht emittierende Diode (organic light emitting diode, OLED), als Licht emittierender Transistor oder als organischer Licht emittierender Transistor ausgebildet sein. Das Licht emittierende Bauelement kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen Teil einer integrierten Schaltung sein. Weiterhin kann eine Mehrzahl von Licht emittierenden Bauelementen vorgesehen sein, beispielsweise untergebracht in einem gemeinsamen Gehäuse.
Im Rahmen dieser Beschreibung kann unter einem organischen Stoff eine, ungeachtet des jeweiligen Aggregatzustandes, in chemisch einheitlicher Form vorliegende, durch charakteristische physikalische und chemische Eigenschaften gekennzeichnete Verbindung des Kohlenstoffs verstanden werden. Weiterhin kann im Rahmen dieser Beschreibung unter einem anorganischen Stoff eine, ungeachtet des jeweiligen Aggregatzustandes, in chemisch einheitlicher Form vorliegende, durch charakteristische physikalische und chemische Eigenschaften gekennzeichnete Verbindung ohne Kohlenstoff oder einfacher Kohlenstoffverbindung verstanden werden. Im Rahmen dieser Beschreibung kann unter einem organisch-anorganischen Stoff (hybrider Stoff) eine, ungeachtet des jeweiligen Aggregatzustandes, in chemisch einheitlicher Form vorliegende, durch charakteristische physikalische und chemische Eigenschaften gekennzeichnete Verbindung mit Verbindungsteilen die Kohlenstoff enthalten und frei von Kohlenstoff sind, verstanden werden. Im Rahmen dieser Beschreibung umfasst der Begriff „Stoff” alle oben genannten Stoffe, beispielsweise einen organischen Stoff, einen anorganischen Stoff, und/oder einen hybriden Stoff. Weiterhin kann im Rahmen dieser Beschreibung unter einem Stoffgemisch etwas verstanden werden, was Bestandteile aus zwei oder mehr verschiedenen Stoffen besteht, deren Bestandteile beispielsweise sehr fein verteilt sind. Als eine Stoffklasse ist ein Stoff oder ein Stoffgemisch aus einem oder mehreren organischen Stoff(en), einem oder mehreren anorganischen Stoff(en) oder einem oder mehreren hybrid Stoff(en) zu verstehen. Der Begriff „Material” kann synonym zum Begriff „Stoff” verwendet werden.
In verschiedenen Ausgestaltungen kann ein Klebstoff einen der folgenden Stoffe aufweisen oder daraus gebildet sein: ein Kasein, ein Glutin, eine Stärke, eine Cellulose, ein Harz, ein Tannin, ein Lignin, einen organischen Stoff mit Sauerstoff, Stickstoff, Chlor und/oder Schwefel; ein Metalloxid, ein Silikat ein Phosphat, ein Borat.
In verschiedenen Ausgestaltungen kann ein Klebstoff als ein Schmelzklebstoff, beispielsweise ein Lösemittelhaltiger Nassklebstoff, ein Kontaktklebstoff, ein Dispersionsklebstoff, ein Wasserbasierter Klebstoff, ein Plastisol; ein Polymerisationsklebstoff, beispielsweise ein Cyanacrylat-Klebstoff, ein Methylmethacrylat-Klebstoff, ein anaerob härtender Klebstoff, ein ungesättigter Polyester, ein Strahlenhärtender Klebstoff; ein Polykondensationsklebstoff, beispielsweise ein Phenol-Formaldehydharz-Klebstoff, ein Silikon, ein Silanvernetzender Polymerklebstoff, ein Polyimidklebstoff, ein Polysulfidklebstoff; und/oder ein Polyadditionsklebstoffe, beispielsweise ein Epoxidharz-Klebstoff, ein Polyurethan-Klebstoff, ein Silikon, ein Haftklebstoff; aufweisen oder daraus gebildet sein.
1a–d zeigen schematische Querschnittsansichten optoelektronischer Bauelemente, gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen.
Dargestellt sind schematische Querschnittsansichten eines optoelektronischen Bauelementes gemäß einer der Beschreibungen der 1 bis 5.
Das optoelektronische Bauelement 140, 160 kann zu einem Aufnehmen und/oder Bereitstellen elektromagnetischer Strahlung eingerichtet sein, wobei das optoelektronische Bauelement 140, 160 eingerichtet ist eine elektrische Energie aus einer aufgenommenen elektromagentischen Strahlung zu erzeugen und/oder eine elektromagnetische Strahlung aus einer bereitgestellten elektrischen Energie zu erzeugen.
In einem Ausführungsbeispiel kann das optoelektronische Bauelement als ein lichtemittierendes Bauelement 140, 160, beispielsweise in Form einer organischen Leuchtdiode 140, 160 ausgebildet sein.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die organische Leuchtdiode 140, 160 (oder auch die lichtemittierenden Bauelemente gemäß den oben oder noch im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen) als ein so genannter Top-Emitter und Bottom-Emitter eingerichtet sein, beispielsweise ein transparenter Top-Emitter oder ein transparenter Bottom-Emitter. Ein Top- und/oder Bottom-Emitter kann auch als optisch transparentes oder transluzentes Bauelement, beispielsweise eine transparente oder transluzente organische Leuchtdiode 140, 160, bezeichnet werden.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann das optoelektronische Bauelement 140, 160 auf oder über einem Träger 102 ausgebildet sein.
Der Träger 102 kann beispielsweise als ein Trägerelement für elektronische Elemente oder Schichten, beispielsweise lichtemittierende Elemente, dienen. Beispielsweise kann der Träger 102 Glas, Quarz, und/oder ein Halbleitermaterial oder irgendein anderen geeigneten Stoff aufweisen oder daraus gebildet sein. Ferner kann der Träger 102 eine Kunststofffolie oder ein Laminat mit einer oder mit mehreren Kunststofffolien aufweisen oder daraus gebildet sein. Der Kunststoff kann ein oder mehrere Polyolefine (beispielsweise Polyethylen (PE) mit hoher oder niedriger Dichte oder Polypropylen (PP)) aufweisen oder daraus gebildet sein. Ferner kann der Kunststoff Polyvinylchlorid (PVC), Polystyrol (PS), Polyester und/oder Polycarbonat (PC), Polyethylenterephthalat (PET), Polyethersulfon (PES) und/oder Polyethylennaphthalat (PEN) aufweisen oder daraus gebildet sein. Der Träger 102 kann eines oder mehrere der oben genannten Stoffe aufweisen.
Der Träger 102 kann ein Metall aufweisen oder daraus gebildet sein, beispielsweise Kupfer, Silber, Gold, Platin, Eisen, beispielsweise eine Metallverbindung, beispielsweise Stahl.
Ein Träger 102 aufweisend ein Metall oder eine Metallverbindung kann auch als eine Metallfolie oder eine metallbeschichtete Folie ausgebildet sein.
Der Träger 102 kann transluzent oder sogar transparent ausgeführt sein. Bei einem Träger 102, der ein Metall aufweist, kann das Metall beispielsweise als eine dünne Schicht transparente oder transluzente Schicht ausgebildet sein und/oder das Metall ein Teil einer Spiegelstruktur sein.
Der Träger 102 kann einen mechanisch rigiden Bereich und/oder einen mechanisch flexiblen Bereich aufweisen oder derart ausgebildet sein. Ein Träger 102, der einen mechanisch rigiden Bereich und einen mechanisch flexiblen Bereich, kann beispielsweise strukturiert sein, beispielsweise indem der rigide Bereich und der flexible Bereich eine unterschiedliche Dicke aufweisen.
Ein mechanisch flexibler Träger 102 oder der mechanisch flexible Bereich kann beispielsweise als eine Folie ausgebildet sein, beispielsweise eine Kunststofffolie, Metallfolie oder ein dünnes Glas.
In einem Ausführungsbeispiel kann der Träger 102 als Wellenleiter für elektromagnetische Strahlung des optoelektronischen Bauelementes 140, 160 ausgebildet sein, beispielsweise transparent oder transluzent sein hinsichtlich der bereitgestellten elektromagnetischen Strahlung des optoelektronischen Bauelementes 140, 160.
Auf oder über dem Träger 102 kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen optional eine Barriereschicht angeordnet sein (nicht dargestellt), beispielsweise auf der Seite der organischen funktionellen Schichtenstruktur 106 und/oder auf der Seite, die der organischen funktionellen Schichtenstruktur 106 abgewandt ist.
Die Barriereschicht kann eines oder mehrere der folgenden Stoffe aufweisen oder daraus bestehen: Aluminiumoxid, Zinkoxid, Zirkoniumoxid, Titanoxid, Hafniumoxid, Tantaloxid Lanthaniumoxid, Siliziumoxid, Siliziumnitrid, Siliziumoxinitrid, Indiumzinnoxid, Indiumzinkoxid, Aluminium-dotiertes Zinkoxid, Poly(p-phenylen terephthalamid), Nylon 66, sowie Mischungen und Legierungen derselben. In verschiedenen Ausgestaltungen kann die Barriereschicht mittels eines Atomlagenabscheideverfahrens (atomic layer deposition – ALD) und/oder einem Moleküllagenabscheideverfahrens (molecular layer deposition – MLD) ausgebildet werden. In verschiedenen Ausgestaltungen kann die Barriereschicht zwei oder mehr gleiche und/oder unterschiedliche Schichten, oder Lagen aufweisen, beispielsweise nebeneinander und/oder übereinander, beispielsweise als eine Barriereschichtstruktur oder ein Barrierestapel, beispielsweise strukturiert. Ferner kann die Barriereschicht in verschiedenen Ausführungsbeispielen eine Schichtdicke aufweisen in einem Bereich von ungefähr 0,1 nm (eine Atomlage) bis ungefähr 1000 nm, beispielsweise eine Schichtdicke in einem Bereich von ungefähr 10 nm bis ungefähr 200 nm, beispielsweise eine Schichtdicke von ungefähr 40 nm.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann auf oder über der Barriereschicht eine weitere Abdeckung (nicht dargestellt) vorgesehen sein und/oder die Barriereschicht als eine weitere Abdeckung ausgebildet sein, beispielsweise als eine Kavitätsglasverkapselung.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann auf oder über der Barriereschicht (oder, wenn die Barriereschicht nicht vorhanden ist (dargestellt), auf oder über dem Träger 102) die erste Elektrode 104 (beispielsweise in Form einer ersten Elektrodenschicht 104) aufgebracht sein.
Die erste Elektrode 104 (im Folgenden auch als untere Elektrode 104 bezeichnet) kann aus einem elektrisch leitfähigen Stoff gebildet werden oder sein, wie beispielsweise aus einem Metall oder einem leitfähigen transparenten Oxid (transparent conductive oxide, TCO) oder einem Schichtenstapel mehrerer Schichten desselben Metalls oder unterschiedlicher Metalle und/oder desselben TCO oder unterschiedlicher TCOs. Transparente leitfähige Oxide sind transparente, leitfähige Stoffe, beispielsweise Metalloxide, wie beispielsweise Zinkoxid, Zinnoxid, Cadmiumoxid, Titanoxid, Indiumoxid, oder Indium-Zinn-Oxid (ITO). Neben binären Metallsauerstoffverbindungen, wie beispielsweise ZnO, SnO₂, oder In₂O₃ gehören auch ternäre Metallsauerstoffverbindungen, wie beispielsweise AlZnO, Zn₂SnO₄, CdSnO₃, ZnSnO₃, MgIn₂O₄, GaInO₃, Zn₂In₂O₅ oder In₄Sn₃O₁₂ oder Mischungen unterschiedlicher transparenter leitfähiger Oxide zu der Gruppe der TCOs und können in verschiedenen Ausführungsbeispielen eingesetzt werden. Weiterhin entsprechen die TCOs nicht zwingend einer stöchiometrischen Zusammensetzung und können ferner p-dotiert oder n-dotiert sein.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die erste Elektrode 104 ein Metall aufweisen; beispielsweise Ag, Pt, Au, Mg, Al, Ba, In, Cr, Mo, Ca, Sm oder Li, sowie Verbindungen, Kombinationen oder Legierungen dieser Stoffe.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die erste Elektrode 104 gebildet werden von einem Schichtenstapel einer Kombination einer Schicht eines Metalls auf einer Schicht eines TCOs, oder umgekehrt. Ein Beispiel ist eine Silberschicht, die auf einer Indium-Zinn-Oxid-Schicht (ITO) aufgebracht ist (Ag auf ITO) oder ITO-Ag-ITO Multischichten.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die erste Elektrode 104 eines oder mehrere der folgenden Stoffe alternativ oder zusätzlich zu den oben genannten Stoffen aufweisen: Netzwerke aus metallischen Nanodrähten und -teilchen, beispielsweise aus Ag; Netzwerke aus Kohlenstoff Nanoröhren; Graphen-Teilchen und -Schichten; Netzwerke aus halbleitenden Nanodrähten.
Ferner kann die erste Elektrode 104 elektrisch leitfähige Polymere oder Übergangsmetalloxide oder elektrisch leitfähige transparente Oxide aufweisen.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen können die erste Elektrode 104 und der Träger 102 transluzent oder transparent ausgebildet sein. In dem Fall, dass die erste Elektrode 104 ein Metall aufweist oder daraus gebildet ist, kann die erste Elektrode 104 beispielsweise eine Schichtdicke aufweisen von kleiner oder gleich ungefähr 25 nm, beispielsweise eine Schichtdicke von kleiner oder gleich ungefähr 20 nm, beispielsweise eine Schichtdicke von kleiner oder gleich ungefähr 18 nm. Weiterhin kann die erste Elektrode 104 beispielsweise Schichtdicke aufweisen von größer oder gleich ungefähr 10 nm, beispielsweise eine Schichtdicke von größer oder gleich ungefähr 15 nm. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die erste Elektrode 104 eine Schichtdicke aufweisen in einem Bereich von ungefähr 10 nm bis ungefähr 25 nm, beispielsweise eine Schichtdicke in einem Bereich von ungefähr 10 nm bis ungefähr 18 nm, beispielsweise eine Schichtdicke in einem Bereich von ungefähr 15 nm bis ungefähr 18 nm.
Weiterhin kann für den Fall, dass die erste Elektrode 104 ein leitfähiges transparentes Oxid (TCO) aufweist oder daraus gebildet ist, die erste Elektrode 104 beispielsweise eine Schichtdicke aufweisen in einem Bereich von ungefähr 10 nm bis ungefähr 100 nm, beispielsweise eine Schichtdicke in einem Bereich von ungefähr 75 nm bis ungefähr 250 nm, beispielsweise eine Schichtdicke in einem Bereich von ungefähr 100 nm bis ungefähr 150 nm.
Ferner kann für den Fall, dass die erste Elektrode 104 aus beispielsweise einem Netzwerk aus metallischen Nanodrähten, beispielsweise aus Ag, die mit leitfähigen Polymeren kombiniert sein können, einem Netzwerk aus Kohlenstoff-Nanoröhren, die mit leitfähigen Polymeren kombiniert sein können, oder aus Graphen-Schichten und Kompositen gebildet werden, die erste Elektrode 104 beispielsweise eine Schichtdicke aufweisen in einem Bereich von ungefähr 1 nm bis ungefähr 100 nm, beispielsweise eine Schichtdicke in einem Bereich von ungefähr 10 nm bis ungefähr 400 nm, beispielsweise eine Schichtdicke in einem Bereich von ungefähr 40 nm bis ungefähr 250 nm.
Die erste Elektrode 104 kann als Anode, also als löcherinjizierende Elektrode ausgebildet sein oder als Kathode, also als eine elektroneninjizierende Elektrode.
Auf oder über der ersten Elektrode 104 ist eine organische funktionelle Schichtenstruktur 106 dargestellt.
Die organische funktionelle Schichtenstruktur 106 kann eine oder mehrere Emitterschichten aufweisen (nicht dargestellt), beispielsweise mit fluoreszierenden und/oder phosphoreszierenden Emittern, sowie eine oder mehrere Lochleitungsschichten (auch bezeichnet als Lochtransportschicht(en)) (nicht dargestellt). In verschiedenen Ausführungsbeispielen können alternativ oder zusätzlich eine oder mehrere Elektronenleitungsschichten (auch bezeichnet als Elektronentransportschicht(en)) vorgesehen sein(nicht dargestellt).
Beispiele für Emittermaterialien, die in dem optoelektronischen Bauelement 140, 160 gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen für die Emitterschicht(en) eingesetzt werden können, schließen organische oder organometallische Verbindungen, wie Derivate von Polyfluoren, Polythiophen und Polyphenylen (z. B. 2- oder 2,5-substituiertes Poly-p-phenylenvinylen) sowie Metallkomplexe, beispielsweise Iridium-Komplexe wie blau phosphoreszierendes FIrPic (Bis(3,5-difluoro-2-(2-pyridyl)phenyl-(2-carboxypyridyl)-iridium III), grün phosphoreszierendes Ir(ppy)₃(Tris(2-phenylpyridin)iridium III), rot phosphoreszierendes Ru(dtb-bpy)₃·2(PF₆)(Tris[4,4'-di-tert-butyl-(2,2')-bipyridin]ruthenium(III)komplex) sowie blau fluoreszierendes DPAVBi (4,4-Bis[4-(di-p-tolylamino)styryl]biphenyl), grün fluoreszierendes TTPA (9,10-Bis[N,N-di-(p-tolyl)-amino]anthracen) und rot fluoreszierendes DCM2 (4-Dicyanomethylen)-2-methyl-6-julolidyl-9-enyl-4H-pyran) als nichtpolymere Emitter ein. Solche nichtpolymeren Emitter sind beispielsweise mittels eines thermischen Verdampfens, eines Atomlagenabscheideverfahren und/oder eines Moleküllagenabscheideverfahrens abscheidbar. Ferner können Polymeremitter eingesetzt werden, welche insbesondere mittels eines nasschemischen Verfahrens, wie beispielsweise einem Aufschleuderverfahren (auch bezeichnet als Spin Coating), abscheidbar sind.
Die Emittermaterialien können in geeigneter Weise in einem Matrixmaterial eingebettet sein.
Es ist darauf hinzuweisen, dass andere geeignete Emittermaterialien in anderen Ausführungsbeispielen ebenfalls vorgesehen sind.
Die Emittermaterialien der Emitterschicht(en) des optoelektronischen Bauelements 140, 160 können beispielsweise so ausgewählt sein, dass das optoelektronische Bauelement 140, 160 Weißlicht emittiert. Die Emitterschicht(en) kann/können mehrere verschiedenfarbig (zum Beispiel blau und gelb oder blau, grün und rot) emittierende Emittermaterialien aufweisen, alternativ kann/können die Emitterschicht(en) auch aus mehreren Teilschichten aufgebaut sein, wie einer blau fluoreszierenden Emitterschicht oder blau phosphoreszierenden Emitterschicht, einer grün phosphoreszierenden Emitterschicht und einer rot phosphoreszierenden Emitterschicht. Durch die Mischung der verschiedenen Farben kann die Emission von Licht mit einem weißen Farbeindruck resultieren. Alternativ kann auch vorgesehen sein, im Strahlengang der durch diese Schichten erzeugten Primäremission ein Konvertermaterial anzuordnen, dass die Primärstrahlung zumindest teilweise absorbiert und eine Sekundärstrahlung anderer Wellenlänge emittiert, so dass sich aus einer (noch nicht weißen) Primärstrahlung durch die Kombination von primärer Strahlung und sekundärer Strahlung ein weißer Farbeindruck ergibt.
Die organische funktionelle Schichtenstruktur 106 kann allgemein eine oder mehrere elektrolumineszente Schichten aufweisen. Die eine oder mehreren elektrolumineszenten Schichten kann oder können organische Polymere, organische Oligomere, organische Monomere, organische kleine, nicht-polymere Moleküle („small molecules”) oder eine Kombination dieser Stoffe aufweisen. Beispielsweise kann die organische funktionelle Schichtenstruktur 106 eine oder mehrere elektrolumineszente Schichten aufweisen, die als Lochtransportschicht ausgeführt ist oder sind, so dass beispielsweise in dem Fall einer OLED eine effektive Löcherinjektion in eine elektrolumineszierende Schicht oder einen elektrolumineszierenden Bereich ermöglicht wird. Alternativ kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen die organische funktionelle Schichtenstruktur 106 eine oder mehrere funktionelle Schichten aufweisen, die als Elektronentransportschicht ausgeführt ist oder sind, so dass beispielsweise in einer OLED eine effektive Elektroneninjektion in eine elektrolumineszierende Schicht oder einen elektrolumineszierenden Bereich ermöglicht wird. Als Stoff für die Lochtransportschicht können beispielsweise tertiäre Amine, Carbazoderivate, leitendes Polyanilin oder Polythylendioxythiophen verwendet werden. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann oder können die eine oder die mehreren elektrolumineszenten Schichten als elektrolumineszierende Schicht ausgeführt sein.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die Lochtransportschicht auf oder über der ersten Elektrode 104 aufgebracht sein, beispielsweise abgeschieden, und die Emitterschicht kann auf oder über der Lochtransportschicht aufgebracht sein, beispielsweise abgeschieden sein. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann dir Elektronentransportschicht auf oder über der Emitterschicht aufgebracht, beispielsweise abgeschieden, sein.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die organische funktionelle Schichtenstruktur 106 (also beispielsweise die Summe der Dicken von Lochtransportschicht(en) und Emitterschicht(en) und Elektronentransportschicht(en)) eine Schichtdicke aufweisen von maximal ungefähr 1,5 μm, beispielsweise eine Schichtdicke von maximal ungefähr 1,2 μm, beispielsweise eine Schichtdicke von maximal ungefähr 1 μm, beispielsweise eine Schichtdicke von maximal ungefähr 800 nm, beispielsweise eine Schichtdicke von maximal ungefähr 100 nm, beispielsweise eine Schichtdicke von maximal ungefähr 400 nm, beispielsweise eine Schichtdicke von maximal ungefähr 300 nm.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die organische funktionelle Schichtenstruktur 106 beispielsweise einen Stapel von mehreren direkt übereinander angeordneten organischen Leuchtdioden-Einheiten (OLED-Einheit) aufweisen, wobei jede OLED-Einheit beispielsweise eine Schichtdicke aufweisen kann von maximal ungefähr 1,5 μm, beispielsweise eine Schichtdicke von maximal ungefähr 1,2 μm, beispielsweise eine Schichtdicke von maximal ungefähr 1 μm, beispielsweise eine Schichtdicke von maximal ungefähr 800 nm, beispielsweise eine Schichtdicke von maximal ungefähr 100 nm, beispielsweise eine Schichtdicke von maximal ungefähr 400 nm, beispielsweise eine Schichtdicke von maximal ungefähr 300 nm. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die organische funktionelle Schichtenstruktur 106 beispielsweise einen Stapel von zwei, drei oder vier direkt übereinander angeordneten OLED-Einheiten aufweisen, in welchem Fall beispielsweise organische funktionelle Schichtenstruktur 106 eine Schichtdicke aufweisen kann von maximal ungefähr 3 μm.
Das optoelektronische Bauelement 140, 160 kann optional allgemein organische funktionelle Schichtenstrukturen, beispielsweise angeordnet auf oder über der einen oder mehreren Emitterschichten oder auf oder über der oder den Elektronentransportschicht(en) aufweisen, die dazu dienen, die Funktionalität und damit die Effizienz des optoelektronischen Bauelements 140, 160 weiter zu verbessern. Die weiteren organischen funktionellen Schichtenstrukturen können beispielsweise mittels einer Ladungsträgerpaarerzeugungs-Schichtenstruktur (charge generating layer CGL) voneinander getrennt sein.
Auf oder über der organischen funktionellen Schichtenstruktur 106 oder gegebenenfalls auf oder über der einen oder den mehreren weiteren organischen funktionellen Schichtenstrukturen kann die zweite Elektrode 108 (beispielsweise in Form einer zweiten Elektrodenschicht 108) aufgebracht sein.
Die zweite Elektrode 108 ist mittels einer elektrischen Isolierung 110 von der ersten Elektrode 104 elektrisch isoliert.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die zweite Elektrode 108 die gleichen Stoffe aufweisen oder daraus gebildet sein wie die erste Elektrode 104, wobei in verschiedenen Ausführungsbeispielen Metalle besonders geeignet sind.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die zweite Elektrode 108 (beispielsweise für den Fall einer metallischen zweiten Elektrode 108) beispielsweise eine Schichtdicke aufweisen von kleiner oder gleich ungefähr 200 nm, beispielsweise eine Schichtdicke von kleiner oder gleich ungefähr 150 nm, beispielsweise eine Schichtdicke von kleiner oder gleich ungefähr 100 nm, beispielsweise eine Schichtdicke von kleiner oder gleich ungefähr 10 nm, beispielsweise eine Schichtdicke von kleiner oder gleich ungefähr 45 nm, beispielsweise eine Schichtdicke von kleiner oder gleich ungefähr 40 nm, beispielsweise eine Schichtdicke von kleiner oder gleich ungefähr 35 nm, beispielsweise eine Schichtdicke von kleiner oder gleich ungefähr 30 nm, beispielsweise eine Schichtdicke von kleiner oder gleich ungefähr 25 nm, beispielsweise eine Schichtdicke von kleiner oder gleich ungefähr 20 nm, beispielsweise eine Schichtdicke von kleiner oder gleich ungefähr 15 nm, beispielsweise eine Schichtdicke von kleiner oder gleich ungefähr 10 nm.
Die zweite Elektrode 108 kann allgemein in ähnlicher Weise ausgebildet werden oder sein wie die erste Elektrode 104, oder unterschiedlich zu dieser. Die zweite Elektrode 108 kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen aus einem oder mehreren der Stoffe und mit der jeweiligen Schichtdicke ausgebildet sein oder werden, wie oben im Zusammenhang mit der ersten Elektrode 104 beschrieben. In verschiedenen Ausführungsbeispielen sind die erste Elektrode 104 und die zweite Elektrode 108 beide transluzent oder transparent ausgebildet.
Die zweite Elektrode 108 kann als Anode, also als löcherinjizierende Elektrode ausgebildet sein oder als Kathode, also als eine elektroneninjizierende Elektrode.
Die zweite Elektrode 108 kann mit einem zweiten Kontaktpad 114 elektrisch verbunden sein, an das ein zweites elektrisches Potential (welches unterschiedlich ist zu dem ersten elektrischen Potential), bereitgestellt von der Energiequelle, anlegbar ist. Das zweite elektrische Potential kann beispielsweise einen Wert aufweisen derart, dass die Differenz zu dem ersten elektrischen Potential einen Wert in einem Bereich von ungefähr 1,5 V bis ungefähr 20 V aufweist, beispielsweise einen Wert in einem Bereich von ungefähr 2,5 V bis ungefähr 15 V. beispielsweise einen Wert in einem Bereich von ungefähr 3 V bis ungefähr 12 V. Ein Kontaktpad 112, 114 kann elektrisch und/oder körperlich verbunden sein mit einer Elektrode 104, 108. Ein Kontaktpad 112, 114 kann jedoch auch als ein Bereich einer Elektrode 104, 106 oder einer Verbindungsschicht eingerichtet sein.
Die erste Elektrode 104 kann mit einem ersten elektrischen Kontaktpad 112 elektrisch verbunden sein, an das ein erstes elektrisches Potential anlegbar ist – bereitgestellt von einer Energiequelle (nicht dargestellt), beispielsweise einer Stromquelle oder einer Spannungsquelle. Das erste Kontaktpad 112 kann im geometrischen Randbereich des optisch aktiven Bereiches 132 der OLED 140, 160 auf oder über dem Träger 102 ausgebildet sein, beispielsweise seitlich neben der ersten Elektrode 104. Alternativ kann das erste elektrische Potential an den Träger 102 angelegt werden oder sein und darüber dann mittelbar an die erste Elektrode 104 angelegt werden oder sein. Das erste elektrische Potential kann beispielsweise das Massepotential oder ein anderes vorgegebenes Bezugspotential sein.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die zweite Elektrode 108 mit einem zweiten Kontaktpad 114 körperlich und elektrisch verbunden sein.
Das erste Kontaktpad 112 ist mittels elektrischer Isolierungen 110 elektrisch von der zweiten Elektrode 108 isoliert. Mit anderen Worten: Die elektrische Isolierungen 110 können derart eingerichtet sein, dass ein Stromfluss zwischen zwei elektrisch leitfähigen Bereichen, beispielsweise zwischen der ersten Elektrode 104 und der zweiten Elektrode 108 verhindert wird. Der Stoff oder das Stoffgemisch der elektrischen Isolierung kann beispielsweise ein Überzug oder ein Beschichtungsmittel, beispielsweise ein Polymer und/oder ein Lack sein. Der Lack kann beispielsweise einen in flüssiger oder in pulverförmiger Form aufbringbaren Beschichtungsstoff aufweisen, beispielsweise ein Polyimid aufweisen oder daraus gebildet sein. Die elektrischen Isolierungen 110 können beispielsweise lithografisch oder mittels eines Druckverfahrens aufgebracht oder ausgebildet werden, beispielsweise strukturiert. Das Druckverfahren kann beispielsweise einen Tintenstrahl-Druck (Inkjet-Printing), einen Siebdruck und/oder ein Tampondruck (Pad-Printing) aufweisen.
In einem Ausführungsbeispiel kann eine elektrische Isolation 110 optional sein, beispielsweis beim Ausbilden des optoelektronischen Bauelementes 140, 160 mit einem geeigneten Maskenprozess.
Die Kontaktpads 112, 114 können als Stoff oder Stoffgemisch einen Stoff oder ein Stoffgemisch ähnlich der ersten Elektrode 104 und/oder der zweiten Elektrode 108 aufweisen oder daraus gebildet sein, beispielsweise als eine Metallschichtenstruktur mit wenigstens einer Chrom-Schicht und wenigstens einer Aluminium-Schicht, beispielsweise Chrom-Aluminium-Chrom (Cr-Al-Cr); oder Molybdän-Aluminium-Molybdän (Mo-Al-Mo), Silber-Magnesium (Ag-Mg), Aluminium.
Die Kontaktpads 112, 114 können beispielsweise eine Kontaktfläche, ein Pin, eine flexible Leiterplatine, eine Klemme, eine Klammer oder ein anderes elektrisches Verbindungsmittel aufweisen oder derart ausgebildet sein.
Die elektrische funktionale Struktur 130, 150 (dargestellt in 1a und 1c) kann ungefähr als der Bereich des optoelektronischen Bauelements 140, 160 verstanden werden, in dem ein elektrischer Strom zum Betrieb des optoelektronischen Bauelements 140, 160 fließt. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die elektrisch funktionale Struktur die erste Elektrode 104, die zweite Elektrode 108 und die organische funktionelle Schichtenstruktur 106 aufweisen.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann das optoelektronische Bauelement einen optisch aktiven Bereich 132 aufweisen. Ungefähr der Bereich des optoelektronischen Bauelementes 140, 160 mit organischer funktioneller Schichtenstruktur 106 auf oder über dem Träger 102 kann als optisch aktiver Bereich 132 bezeichnet werden.
Ungefähr der Bereich des optoelektronischen Bauelementes 140, 160 ohne organische funktionelle Schichtenstruktur 106 auf oder über dem Träger 102 kann als optisch inaktiver Bereich 134 bezeichnet werden. Der optisch inaktive Bereich 134 kann beispielsweise flächig neben dem optisch aktiven Bereich 112 angeordnet sein. Der optisch inaktive Bereich 134 kann beispielsweise Kontaktpads 112, 114 oder Isolatorschichten 110, 116 zum elektrischen Kontaktieren der organischen funktionellen Schichtenstruktur 106 aufweisen. Mit anderen Worten: Im geometrischen Randbereich kann das optoelektronische Bauelement 140, 160 derart ausgebildet sein, dass Kontaktpads 112, 114 zum elektrischen Kontaktieren des optoelektronischen Bauelementes 140, 160 ausgebildet sind, beispielsweise indem elektrisch leitfähige Schichten, beispielsweise Kontaktpads 112, 114, Elektroden 104, 108 oder ähnliches im optisch inaktiven Bereich 134 wenigstens teilweise freiliegen.
Der Bereich des optoelektronischen Bauelementes 140, 160 auf oder über dem Träger 102 mit dem optisch aktiven Bereich 132 und dem optisch inaktiven Bereich 134 kann als elektrisch aktiver Bereich 136 bezeichnet werden.
Ein optoelektronisches Bauelement 140, 160, welches wenigstens teilweise transmittierend, beispielsweise transparent oder transluzent, ausgebildet ist, beispielsweise einen transmittierenden Träger 102, transmittierende Elektroden 110, 114, eine transmittierende, organische funktionelle Schichtenstruktur 106, und eine transmittierende Barrierendünnschicht 116 kann zwei flächige, optisch aktive Seiten aufweisen – in der schematischen Querschnittsansicht die Oberseite und die Unterseite des optoelektronischen Bauelementes 140, 160.
Der optisch aktive Bereich 132 eines optoelektronischen Bauelementes 140, 160 kann jedoch auch nur eine optisch aktive Seite und eine optisch inaktive Seite aufweisen, beispielsweise bei einem optoelektronischen Bauelement 140, 160, das als Top-Emitter oder Bottom-Emitter eingerichtet ist, beispielsweise indem die zweite Elektrode 108 oder die Barrierendünnschicht auf dem Träger 102 reflektierend für bereitgestellte elektromagnetische Strahlung ausgebildet wird.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann auf oder über der zweiten Elektrode 108 eine Barrierendünnschicht 116 angeordnet sein (dargestellt in 1a, b) derart, dass die zweite Elektrode 108, die elektrischen Isolierungen 110 und die organische funktionelle Schichtenstruktur 106 von der Barrierendünnschicht 116 umgeben sind, d. h. in Verbindung von Barrierendünnschicht 116 mit dem Träger 102 eingeschlossen sind.
Unter einer „Barrierendünnschicht” 116 bzw. einem „Barriere-Dünnfilm” 116 kann im Rahmen dieser Beschreibung beispielsweise eine Schicht oder eine Schichtenstruktur verstanden werden, die dazu geeignet ist, eine Barriere gegenüber chemischen Verunreinigungen bzw. atmosphärischen Stoffen, insbesondere gegenüber Wasser (Feuchtigkeit) und Sauerstoff, zu bilden. Mit anderen Worten ist die Barrierendünnschicht 116 derart ausgebildet, dass sie von OLED-schädigenden Stoffen wie Wasser, Sauerstoff oder Lösemittel nicht oder höchstens zu sehr geringen Anteilen durchdrungen werden kann.
Gemäß einer Ausgestaltung kann die Barrierendünnschicht 116 als eine einzelne Schicht (anders ausgedrückt, als Einzelschicht) ausgebildet sein. Gemäß einer alternativen Ausgestaltung kann die Barrierendünnschicht 116 eine Mehrzahl von aufeinander ausgebildeten Teilschichten aufweisen. Mit anderen Worten kann gemäß einer Ausgestaltung die Barrierendünnschicht 116 als Schichtstapel (Stack) ausgebildet sein. Die Barrierendünnschicht 116 oder eine oder mehrere Teilschichten der Barrierendünnschicht 116 können beispielsweise mittels eines geeigneten Abscheideverfahrens gebildet werden, z. B. mittels eines Moleküllagenabscheideverfahrens (MLD), Atomlagenabscheideverfahrens (ALD) gemäß einer Ausgestaltung, z. B. eines plasmaunterstützten Atomlagenabscheideverfahrens (Plasma Enhanced Atomic Layer Deposition (PEALD)) oder eines plasmalosen Atomlageabscheideverfahrens (Plasma-less Atomic Layer Deposition (PLALD)), oder mittels eines chemischen Gasphasenabscheideverfahrens (Chemical Vapor Deposition (CVD)) gemäß einer anderen Ausgestaltung, z. B. eines plasmaunterstützten Gasphasenabscheideverfahrens (Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition (PECVD)) oder eines plasmalosen Gasphasenabscheideverfahrens (Plasma-less Chemical Vapor Deposition (PLCVD)), oder alternativ mittels anderer geeigneter Abscheideverfahren.
Durch Verwendung eines Atomlagenabscheideverfahrens (ALD) und/oder eines Moleküllagenabscheideverfahrens (MLD) können sehr dünne Schichten abgeschieden werden. Insbesondere können Schichten abgeschieden werden, deren Schichtdicken im Atomlagenbereich liegen.
Gemäß einer Ausgestaltung können bei einer Barrierendünnschicht 116, die mehrere Teilschichten aufweist, alle Teilschichten mittels eines Atomlagenabscheideverfahrens und/oder eines Moleküllagenabscheideverfahrens (MLD) gebildet werden. Eine Schichtenfolge, die nur ALD-Schichten und/oder MLD-Schichten aufweist, kann auch als „Nanolaminat” bezeichnet werden.
Gemäß einer alternativen Ausgestaltung können bei einer Barrierendünnschicht 116, die mehrere Teilschichten aufweist, eine oder mehrere Teilschichten der Barrierendünnschicht 116 mittels eines anderen Abscheideverfahrens als einem Atomlagenabscheideverfahren abgeschieden werden, beispielsweise mittels eines Gasphasenabscheideverfahrens.
Die Barrierendünnschicht 116 kann gemäß einer Ausgestaltung eine Schichtdicke von ungefähr 0,1 nm (eine Atomlage) bis ungefähr 1000 nm aufweisen, beispielsweise eine Schichtdicke von ungefähr 10 nm bis ungefähr 100 nm gemäß einer Ausgestaltung, beispielsweise ungefähr 40 nm gemäß einer Ausgestaltung.
Gemäß einer Ausgestaltung, bei der die Barrierendünnschicht 116 mehrere Teilschichten aufweist, können alle Teilschichten dieselbe Schichtdicke aufweisen. Gemäß einer anderen Ausgestaltung können die einzelnen Teilschichten der Barrierendünnschicht 116 unterschiedliche Schichtdicken aufweisen. Mit anderen Worten: mindestens eine der Teilschichten kann eine andere Schichtdicke aufweisen als eine oder mehrere andere der Teilschichten.
Die Barrierendünnschicht 116 oder die einzelnen Teilschichten der Barrierendünnschicht 116 können gemäß einer Ausgestaltung als transluzente oder transparente Schicht ausgebildet sein. Mit anderen Worten: die Barrierendünnschicht 116 (oder die einzelnen Teilschichten der Barrierendünnschicht 116) kann aus einem transluzenten oder transparenten Stoff (oder einem Stoffgemisch, die transluzent oder transparent ist) bestehen.
Gemäß einer Ausgestaltung kann die Barrierendünnschicht 116 oder (im Falls eines Schichtenstapels mit einer Mehrzahl von Teilschichten) eine oder mehrere der Teilschichten der Barrierendünnschicht 116 einen der nachfolgenden Stoffe aufweisen oder daraus gebildet sein: Aluminiumoxid, Zinkoxid, Zirkoniumoxid, Titanoxid, Hafniumoxid, Tantaloxid Lanthaniumoxid, Siliziumoxid, Siliziumnitrid, Siliziumoxinitrid, Indiumzinnoxid, Indiumzinkoxid, Aluminium-dotiertes Zinkoxid, sowie Mischungen und Legierungen derselben. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die Barrierendünnschicht 116 oder (im Falle eines Schichtenstapels mit einer Mehrzahl von Teilschichten) eine oder mehrere der Teilschichten der Barrierendünnschicht 116 ein oder mehrere hochbrechende Stoffe aufweisen, anders ausgedrückt ein oder mehrere Stoffe mit einem hohen Brechungsindex, beispielsweise mit einem Brechungsindex von mindestens 2.
Ferner ist darauf hinzuweisen, dass in verschiedenen Ausführungsbeispielen auch ganz auf eine Barrierendünnschicht 116 verzichtet werden kann (dargestellt in 1c, d). In solch einer Ausgestaltung kann die optoelektronische Bauelementevorrichtung beispielsweise eine weitere Verkapselungsstruktur aufweisen, wodurch eine Barrierendünnschicht 116 optional werden kann, beispielsweise eine Abdeckung, beispielsweise eine Kavitätsglasverkapselung oder metallische Verkapselung.
Auf oder über der elektrisch funktionalen Struktur 130, 150, beispielsweise wenigstens teilweise auf oder über dem optisch aktiven Bereich 132 und/oder wenigstens teilweise auf oder über dem optisch inaktiven Bereich 134, kann eine Getter-Schicht angeordnet sein (nicht dargestellt) derart, dass die Getter-Schicht die elektrisch funktionale Struktur 130, 150 hermetisch bezüglich schädlicher Umwelteinflüsse abdichtet, beispielsweise die Diffusionsrate von Wasser und/oder Sauerstoff zu der Barrierendünnschicht 116 und/oder der elektrisch funktionalen Struktur 130, 150 hin reduziert.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die Getter-Schicht eine Matrix und darin verteilt einen Getter aufweisen.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die Getter-Schicht transluzent, transparent oder opak ausgebildet sein und eine Schichtdicke von größer als ungefähr 1 μm aufweisen, beispielsweise eine Schichtdicke von mehreren μm. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die Matrix der Getter-Schicht einen Laminations-Klebstoff aufweisen.
In die Getter-Schicht können in verschiedenen Ausführungsbeispielen noch lichtstreuende Partikel eingebettet sein, die zu einer weiteren Verbesserung des Farbwinkelverzugs und der Auskoppeleffizienz führen können. In verschiedenen Ausführungsbeispielen können als lichtstreuende Partikel beispielsweise dielektrische Streupartikel vorgesehen sein wie beispielsweise Metalloxide wie z. B. Siliziumoxid (SiO₂), Zinkoxid (ZnO), Zirkoniumoxid (ZrO₂), Indium-Zinn-Oxid (ITO) oder Indium-Zink-Oxid (IZO), Galliumoxid (Ga₂O_x) Aluminiumoxid, oder Titanoxid. Auch andere Partikel können geeignet sein, sofern sie einen Brechungsindex haben, der von dem effektiven Brechungsindex der Matrix der transluzenten Schichtenstruktur der Getter-Schicht verschieden ist, beispielsweise Luftblasen, Acrylat, oder Glashohlkugeln. Ferner können beispielsweise metallische Nanopartikel, Metalle wie Gold, Silber, Eisen-Nanopartikel, oder dergleichen als lichtstreuende Partikel vorgesehen sein.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann zwischen der zweiten Elektrode 108 und der Getter-Schicht noch eine elektrisch isolierende Schicht (nicht dargestellt) aufgebracht werden oder sein, beispielsweise SiN, SiOx oder SiNOx, beispielsweise mit einer Schichtdicke in einem Bereich von ungefähr 300 nm bis ungefähr 1,5 μm, beispielsweise mit einer Schichtdicke in einem Bereich von ungefähr 100 nm bis ungefähr 1 μm, um elektrisch instabile Stoffe zu schützen, beispielsweise während eines nasschemischen Prozesses.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann der optisch aktive Bereich 132 wenigstens teilweise frei von Getter-Schicht sein, beispielsweise wenn die Getter-Schicht opak ausgebildet ist und der optisch aktive Bereich 132 transparent und/oder transluzent ausgebildet ist. Weiterhin kann der optisch aktive Bereich 132 wenigstens teilweise frei von Getter-Schicht sein um Getter-Schicht einzusparen.
Ferner können in verschiedenen Ausführungsbeispielen zusätzlich noch eine oder mehrere Ein-/Auskoppelschichten in dem organischen, optoelektronischen Bauelementes 140, 160 ausgebildet sein, beispielsweise eine externe Auskoppelfolie auf oder über dem Träger 102 (nicht dargestellt) oder eine interne Auskoppelschicht (nicht dargestellt) im Schichtenquerschnitt des optoelektronischen Bauelementes 140, 160. Die Ein-/Auskoppelschicht kann eine Matrix und darin verteilt Streuzentren aufweisen, wobei der mittlere Brechungsindex der Ein-/Auskoppelschicht größer ist als der mittlere Brechungsindex der Schicht, aus der die elektromagnetische Strahlung bereitgestellt wird.
Für den Fall, dass beispielsweise ein lichtemittierendes monochromes oder im Emissionsspektrum begrenztes optoelektronisches Bauelement bereitgestellt werden soll, ist es ausreichend, dass die organische funktionelle Schichtenstruktur zumindest in einem Teilbereich des Wellenlängenbereichs des gewünschten monochromen Lichts oder für das begrenzte Emissionsspektrum transluzent ist.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann das optoelektronische Bauelement 130, 140, 150, 160 eine elektrische Sammelschiene 118 auf oder über der ersten Elektrode 118 (dargestellt) oder organischen funktionellen Schichtenstruktur 106 (nicht dargestellt) aufweisen. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die elektrische Sammelschiene 118 mittels einer elektrischen Isolierung 120 hinsichtlich weiterer Schichten des optoelektronischen Bauelementes 130, 140, 150, 160 elektrisch isoliert sein. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die elektrische Sammelschiene 118 derart ausgebildet sein, dass die elektrische Sammelschiene 118 von organischer funktioneller Schichtenstruktur 106 wenigstens teilweise umgeben ist.
Die elektrische Sammelschiene 118 kann zur Erhöhung der lateralen Stromverteilung in dem optoelektronischen Bauelement eingerichtet sein, beispielsweise falls die erste Elektrode 104 und/oder die zweite Elektrode 108 einen elektrischen Flächenwiderstand aufweisen/aufweist, der ein großflächiges Ausbilden des optisch aktiven Bereiches 132 verhindern würde. Die elektrische Sammelschiene 118 kann beispielsweise mit einer der Elektroden 104, 108 elektrisch verbunden sein. In verschiedenen Ausführungsbeispielen können optoelektronisches Bauelement 130, 140, 150, 160 zwei oder mehr elektrische Sammelschien aufweisen, wobei die mehreren elektrischen Sammelschienen mit der gleichen oder, hinsichtlich des elektrischen Potenzials der Elektroden, unterschiedlichen Elektroden elektrisch gekoppelt sein kann.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann auf oder über der elektrisch funktionalen Struktur 130, 150 an Verkapselungsstruktur ausgebildet sein, wobei die Verkapselungsstruktur eine erste Stützstruktur 122 auf oder über der elektrischen Sammelschiene 118 aufweist.
In einem Ausführungsbeispielen dargestellt in 1b sind die erste Elektrode 104, die elektrische Sammelschiene 118, die organische funktionelle Schichtenstruktur 106 und die zweite Elektrode 108 wenigstens teilweise mittels einer Barrierendünnschicht 116 verkapselt. Auf oder über der Barrierendünnschicht 116 kann eine Verkapselungsstruktur 142 ausgebildet sein. Die Barrierendünnschicht 116 kann gemäß einer der Ausgestaltungen der Barrierendünnschicht auf dem Träger 102 ausgebildet sein.
Die Verkapselungsstruktur 142 kann eine Abdeckung 124 aufweisen die über der elektrisch funktionalen Struktur 130 aufgebracht oder ausgebildet ist.
Eine Abdeckung 124 kann beispielsweise eine Glasabdeckung 124, eine Metallfolienabdeckung 124 oder eine abgedichtete Kunststofffolien-Abdeckung 124 sein.
Die Abdeckung 124 kann hermetisch dicht hinsichtlich Wasser und/oder Sauerstoff ausgebildet sein.
Die Abdeckung 124 kann mittels einer zweiten Stützstruktur 128 mit der Barrierendünnschicht 116 (dargestellt in 1b), mit Kontaktpads 112, 114 (dargestellt in 1d) oder den Elektroden 104, 108 (nicht dargestellt) schlüssig verbunden sein, beispielsweise stoffschlüssig.
In dem Ausführungsbeispielen, in 116 dem die Abdeckung 124 mit der Barrierendünnschicht schlüssig verbunden ist, kann die zweite Stützstruktur 128 beispielsweise als eine Klebstoffschicht ausgebildet sein. Die zweite Stützstruktur kann die elektrisch funktionale Struktur 130 flächig und hermetisch bezüglich schädlicher Umwelteinflüsse abdichten, beispielsweise die Diffusionsrate von Wasser und/oder Sauerstoff zu der Barrierendünnschicht 116 hin reduziert. Die Abdeckung 124 kann beispielsweise auf die Barrierendünnschicht 116 mit einem Klebstoff 128 aufgeklebt sein, beispielsweise auflaminiert sein. Die Abdeckung 124 kann beispielsweise als eine Glasabdeckung, eine Metallabdeckung und/oder Kunststoffabdeckung ausgebildet sein. Die Abdeckung 124 kann beispielsweise strukturiert sein, beispielsweise als ein Kavitätsglas.
Die Barrierendünnschicht 116 und/oder die Abdeckung 124 können/kann derart ausgebildet sein, dass die eingeschlossenen Schichten hermetisch bezüglich schädlicher Umwelteinflüsse abgedichtet sind, beispielsweise hinsichtlich Wasser und/oder Sauerstoff.
In einer Ausgestaltung kann eine Abdeckung 124, beispielsweise aus Glas, kann die zweite Stützstruktur 128 als eine Fritten-Verbindung 128 (engl. glass frit bonding/glass soldering/seal glass bonding) mittels eines herkömmlichen Glaslotes in den geometrischen Randbereichen des elektrisch aktiven Bereiches 136 ausgebildet sein.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die zweite Stützstruktur transluzent und/oder transparent ausgebildet sein und eine Schichtdicke von größer als ungefähr 1 μm aufweisen, beispielsweise eine Schichtdicke von mehreren μm. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die zweite Stützstruktur einen Laminations-Klebstoff aufweisen oder ein solcher sein.
In der ersten Stützstruktur 122 und/oder der zweiten Stützstruktur 128 können in verschiedenen Ausführungsbeispielen noch lichtstreuende Partikel eingebettet sein, die zu einer weiteren Verbesserung des Farbwinkelverzugs und der Auskoppeleffizienz führen können.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen können als lichtstreuende Partikel beispielsweise dielektrische Streupartikel vorgesehen sein wie beispielsweise Metalloxide wie z. B. Siliziumoxid (SiO₂), Zinkoxid (ZnO), Zirkoniumoxid (ZrO₂), Indium-Zinn-Oxid (ITO) oder Indium-Zink-Oxid (IZO), Galliumoxid (Ga₂O_x) Aluminiumoxid, oder Titanoxid. Auch andere Partikel können geeignet sein, sofern sie einen Brechungsindex haben, der von dem effektiven Brechungsindex der Matrix der transluzenten Schichtenstruktur verschieden ist, beispielsweise Luftblasen, Acrylat, oder Glashohlkugeln. Ferner können beispielsweise metallische Nanopartikel, Metalle wie Gold, Silber, Eisen-Nanopartikel, oder dergleichen als lichtstreuende Partikel vorgesehen sein.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann zwischen der zweiten Elektrode 108 und der zweite Stützstruktur 128 oder zwischen der zweiten Elektrode und der ersten Stützstruktur noch eine elektrisch isolierende Schicht (nicht dargestellt) aufgebracht werden oder sein, beispielsweise SiN, SiO_x, SiNO_x, beispielsweise mit einer Schichtdicke in einem Bereich von ungefähr 300 nm bis ungefähr 1,5 μm, beispielsweise mit einer Schichtdicke in einem Bereich von ungefähr 100 nm bis ungefähr 1 μm, um elektrisch instabile Stoffe zu schützen, beispielsweise während eines nasschemischen Prozesses.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die erste Stützstruktur 122 und/oder die zweite Stützstruktur 128 derart eingerichtet sein, dass die zweite Stützstruktur 128 einen Brechungsindex aufweist, der kleiner ist als der Brechungsindex der Abdeckung 124. Eine solche erste Stützstruktur 122 und/oder solch eine zweite Stützstruktur 128 kann beispielsweise einen niedrigbrechenden Klebstoff aufweisen, beispielsweise ein Acrylat, der einen Brechungsindex von ungefähr 1,3 aufweist. Die erste Stützstruktur 122 und oder die zweite Stützstruktur 128 können jedoch auch beispielsweise einen hochbrechenden Klebstoff aufweisen, der beispielsweise hochbrechende, nichtstreuende Partikel aufweist und einen mittleren Brechungsindex aufweist, der ungefähr dem mittleren Brechungsindex der organisch funktionellen Schichtenstruktur entspricht, beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 1,7 bis ungefähr 2,0 oder größer. Weiterhin können mehrere unterschiedliche Klebstoffe in der ersten Stützstruktur 122 und/oder der zweiten Stützstruktur 128 vorgesehen sein, die eine Kleberschichtenfolge bilden.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen können/kann die Abdeckung 124, die erste Stützstruktur 122 und/oder die zweite Stützstruktur 128 einen Brechungsindex (beispielsweise bei einer Wellenlänge von 633 nm) von 1,55 aufweisen.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann zwischen der Abdeckung 124 und der elektrisch funktionalen Struktur 31, 150 eine Kavität 126 ausgebildet sein. Die Kavität 126 kann ein Gas, Gasgemisch und/oder eine funktionalen Schicht aufweisen (nicht dargestellt). Die Kavität 126 kann beispielsweise teilweise oder vollständig mittels des Gas, Gasgemisches und/oder der funktionalen Schicht gefüllt sein.
Die Abdeckung 124, der Abstand der Abdeckung 124 zu der elektrisch funktionalen Struktur 130, 150; das Kompressionsmodul des Stoffs oder des Stoffgemisches in der Kavität 126 und/oder der laterale Abstand der ersten Stützstruktur 122 zu der zweiten Stützstruktur 128 sind derart ausgebildet, dass die Abdeckung 124 nicht oder lediglich mit dem erhöhten Kraftaufwand mechanisch bis auf die elektrisch funktionale Struktur 130, 150 gekrümmt bzw. gebogen werden kann. Das Ausbilden der ersten Stützstruktur 122 kann den notwendigen Kraftaufwand zum Durchbiegen der Abdeckung bis auf die elektrisch funktionale Struktur 130, 150 bereits erhöhen.
In einem Ausführungsbeispielen kann die funktionale Schicht einen Getter aufweisen, das heißt als eine Getter-Schicht eingerichtet sein. Auf oder über der Getter-Schicht ist wenigstens teilweise die Abdeckung 124 angeordnet.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die Getter-Schicht wenigstens teilweise von wenigstens einer zweite Stützstruktur 128 umgeben sein, beispielsweise derart, dass die Getter-Schicht keine Oberfläche zu Luft aufweist, beispielsweise vollständig lateralen umgeben sein.
Im Rahmen dieser Beschreibung kann eine Getter-Schicht einen Getter aufweisen oder daraus gebildet sein. Eine Getter-Schicht, die einen Getter aufweist, kann beispielsweise einen Getter in Form von Partikeln aufweisen, die in einer Matrix verteilt sin.
Im Rahmen dieser Beschreibung kann ein „Getter” ein Stoff oder ein Stoffgemisch aufweisen, welches schädliche Stoffe und/oder schädliche Stoffgemische absorbiert, beispielsweise Sauerstoff oder das Wasser der Luftfeuchtigkeit. Ein Getter kann jedoch auch in einer Matrix verteilt sein, beispielsweise in Form von Partikeln oder gelöst, und mittels der Absorption schädlicher Stoffe oder schädlicher Stoffgemische dazu führen, dass der Stoff oder das Stoffgemisch der Matrix zusätzlich Sauerstoffabweisende und/oder Feuchtigkeitsabweisende Eigenschaften aufweist.
Ein Getter kann in verschiedenen Ausgestaltungen als Stoff beispielweise einen oxidierbaren Stoff aufweisen oder daraus gebildet sein. Ein oxidierbarer Stoff kann beispielsweise mit Sauerstoff und/oder Wasser reagieren und dadurch diese Stoffe binden. Getter können daher beispielsweise leicht oxidierende Stoffe aus der chemischen Gruppe der Alkali-Metall und/oder Erdalkali-Metalle aufweisen oder daraus gebildet sein, beispielsweise Magnesium, Calcium, Barium, Cäsium, Kobalt, Yttrium, Lanthan und/oder Metalle der seltenen Erden. Weiterhin können auch andere Metalle geeignet sein, beispielsweise Aluminium, Zirkonium, Tantal, Kupfer, Silber und/oder Titan oder oxidierbare nichtmetallische Stoffe. Darüber hinaus kann ein Getter auch CaO, BaO und MgO aufweisen oder daraus gebildet sein. Ein Getter kann jedoch auch ein Trockenmittel aufweisen oder daraus gebildet sein. Ein Trockenmittel kann beispielsweise Wasser irreversibel aufnehmen, ohne das Volumen zu ändern oder Wasser mittels Physisorption binden ohne dabei ihr Volumen wesentlich zu ändern.
Mittels Zuführens von Wärme, beispielsweise mittels eines Erhöhens der Temperatur, können die adsorbierten Wassermoleküle wieder entfernt werden. Ein Getter kann in verschiedenen Ausgestaltungen beispielsweise getrocknete Silikagele oder Zeolithe aufweisen oder daraus gebildet sein. Ein Getter, der ein Zeolith aufweist oder daraus gebildet ist, kann in den Poren und Kanälen des Zeoliths Sauerstoff und/oder Wasser adsorbieren. Bei der Adsorption von Wasser und/oder Sauerstoff mittels getrockneter Silikagele und/oder Zeolithe können für die darunter liegenden Schichten keine schädlichen Stoffe oder Stoffgemische gebildet werden. Weiterhin können die Getter aus getrocknetem Silikagele und/oder Zeolith keine Änderung des Volumens mittels der Reaktion mit Wasser und/oder Sauerstoff aufweisen.
Die Getter-Partikel können in verschiedenen Ausgestaltungen einen mittleren Durchmesser kleiner ungefähr 50 μm aufweisen, beispielsweise kleiner ungefähr 1 μm. Der mittleren Durchmesser der Getter-Partikel sollte dabei nicht größer sein als die Dicke der Getter-Schicht, beispielsweise um die benachbarten Schichten und das Bauelement nicht zu schädigen.
Die Getter-Partikel können in verschiedenen Ausgestaltungen beispielsweise einen maximalen mittleren Durchmesser aufweisen, der ungefähr 20% der Dicke der Getter-Schicht entspricht.
Getter-Partikel mit einem mittlere Durchmesser kleiner ungefähr 1 μm, beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 50 nm bis ungefähr 500 nm, können den Vorteil aufweisen, dass selbst bei einer dichten Packung der Getter-Partikel punktuelle Kräfte auf beispielsweise eine OLED vermindert werden.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die erste Stützstruktur 122 die Abdeckung 124 mit der elektrisch funktionalen Struktur 130, 150 schlüssig Verbinden, beispielsweise stoffschlüssigen.
In einem Ausführungsbeispielen kann die erste Stützstruktur 122/oder die zweite Stützstruktur 128 Hermetisch dicht hinsichtlich Wasser und/oder Sauerstoff ausgebildet sein.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die Getter-Schicht derart eingerichtet sein, dass die Getter-Schicht einen Brechungsindex aufweist, der kleiner ist als der Brechungsindex der Abdeckung 124. Eine solche Getter-Schicht kann beispielsweise einen niedrigbrechenden Klebstoff aufweisen, beispielsweise ein Acrylat, der einen Brechungsindex von ungefähr 1,3 aufweist. In einer Ausgestaltung kann die Getter-Schicht beispielsweise einen hochbrechenden Klebstoff aufweisen, der beispielsweise hochbrechende, nichtstreuende Partikel aufweist und einen mittleren Brechungsindex aufweist, der ungefähr dem mittleren Brechungsindex der organisch funktionellen Schichtenstruktur entspricht, beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 1,7 bis ungefähr 2,0 oder größer. Weiterhin können mehrere unterschiedliche Klebstoffe in der Getter-Schicht vorgesehen sein, die eine Kleberschichtenfolge bilden.
Eine erste Stützstruktur 122 auf oder über der elektrischen Sammelschiene 118 kann bewirken, dass mögliche Partikelkontaminationen (siehe 8) zwischen der elektrisch aktiven Struktur 130 und der Abdeckung 124 in die elektrische Isolierung 120 gedrückt werden. Die elektrische Isolierung 120 kann somit als eine zusätzliche Schwelle gegen Kurzschlüsse wirken. Das Ausbilden der ersten Stützstruktur 122, beispielsweise aus einem flüssigen Metall, beispielsweise einer GaInSn-Legierung; der elektrischen Isolierung 120 und/oder der elektrischen Sammelschiene 118 kann mittels einem der Verfahren ausgebildet werden, das zum Ausbilden der Kontaktpads 112, 114 und/oder der zweiten Stützstrukturen 128 verwendet wird, beispielsweise ein Drucken. Dadurch können Strukturbreiten für die ersten Stützstruktur 122, die elektrischen Isolierung 120 und/oder die elektrischen Sammelschiene 118 in einem Bereich von ungefähr 1 μm bis ungefähr 100 μm realisiert werden. Die Strukturbreite für eine erste Stützstruktur aus einem Klebstoff kann prozessbedingt größer als 100 μm sein.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die erste Stützstruktur 122 und/oder die zweite Stützstruktur 128 eine der folgenden Formen aufweisen oder derart ausgebildet sein: punktförmig, linienartig, zylinderförmig, quaderförmig, pyramidenförmig und/oder kreisförmig.
2a, b zeigt schematische Querschnittsansichten optoelektronischer Bauelemente im Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelementes, gemäß verschieden Ausführungsbeispielen.
2a zeigt verschiedene schematische Querschnittsansicht eines optoelektronischen Bauelementes gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen in einem Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelementes.
In einem konkreten Ausführungsbeispiel 200 zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelementes 250, wird eine elektrisch funktionale Struktur 130 in einer Substratlinie 200a und parallel dazu, eine Abdeckung 124 in einer Laminierlinie 200b, ausgebildet.
Nach dem Ausbilden der elektrisch funktionalen Struktur 130 mit Barrierendünnschicht 116 auf oder über den Elektroden 104, 108 und der organischen funktionellen Schichtenstruktur 116 bedeckt die Barrierendünnschicht 116 des strukturierten Substrates großflächig, ohne lateral strukturiert zu sein.
In einem Ausführungsbeispiel kann über der elektrisch funktionalen Struktur 130 auf der Barrierendünnschicht 116 eine zweite Metallschicht 202 ausgebildet werden dargestellt mittels Bezugszeichen 210.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die zweite Metallschicht 202 auch als zweite funktionale Stützstruktur-Schicht 202 verstanden werden, beispielsweise wenn die Stützstruktur 122, 128 aus einem nicht-metallischen Stoff gebildet wird, beispielsweise wenn die Stützstruktur 122, 128 mittels eines Glases oder Kunststoffes gebildet wird, beispielsweise einem Glaslot oder einem Klebstoff.
In einem Ausführungsbeispiel kann das Ausbilden der zweiten Metallschicht 202 einer Metalllegierung oder Metallisierung auf die elektrisch funktionalen Struktur 130 aufweisen, beispielsweise ein Abscheiden Al, Zn, Cr, Sn, Mo, Au, Ag und/oder Ni zum Ausbilden von Stützstrukturen. Das Aufbringen der Metalllegierung 210 oder Metallisierung 210 kann strukturiert (dargestellt) oder unstrukturiert erfolgen, das heißt die zweite Metallschicht 202 kann strukturiert oder und unstrukturiert ausgebildet werden. Die abgeschiedene zweite Metallschicht 202 kann eine Dicke in einem Bereich von 20 nm bis 25 m aufweisen. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann das Ausbilden der zweiten Metallschicht 202 ein Ausbilden von mehreren Teilschichten in einer Schichtfolge aufweisen. Der geometrische Rand des elektrisch aktiven Bereiches 136 kann ausgebildet oder bearbeitet werden derart, dass dieser frei von Metallschicht ist. Dadurch kann ein weiteres Legieren nach dem Laminieren der Verkapselungsstruktur verhindert werden (siehe Beschreibung 5).
In einem weiteren Verfahrensschritt wird eine Abdeckung 124 bereitgestellt. Diese Abdeckung 124 kann beispielsweise ein gereinigtes Laminierglas oder eine mit Schutzschichten hermetisch abgedichtete Folie sein.
Auf der Abdeckung 124 kann optional eine Haftschicht 204 oder Antihaftschicht 204 ausgebildet werden – dargestellt mittels Bezugszeichen 220, beispielsweise für ein strukturiertes oder und strukturiertes Aufbringen einer ersten Metallschicht 206 – dargestellt mittels Bezugszeichen 230. Die erste Metallschicht 206 kann beispielsweise ein Metall oder eine Metalllegierung aufweisen, die bei Raumtemperatur flüssig ist. Die zweite Metallschicht 206 kann beispielsweise mittels eines Druckens, Dispensens und/oder mittels einer Lösung ausgebildet werden.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die erste Metallschicht 206 auch als erste funktionale Stützstruktur-Schicht 206 verstanden werden, beispielsweise wenn die Stützstruktur 122, 128 aus einem nicht-metallischen Stoff gebildet wird, beispielsweise wenn die Stützstruktur 122, 128 mittels eines Glases oder Kunststoffes gebildet wird, beispielsweise einem Glaslot oder einem Klebstoff.
In einem Ausführungsbeispiel kann mittels der Haftschicht 204 bzw. Antihaftschicht 204 eine erste Metallschicht 206 am Rand der Abdeckung 124 mit oder ohne flächige Auftragung ausgebildet werden, beispielsweise nur am Rand oder in der ganzen Fläche. In einem Ausführungsbeispiel kann die Antihaftschicht 204 oder Haftschicht 204 derart ausgebildet werden, dass eine erste Metallschicht 206 am Rand der Abdeckung 124, beispielsweise geometrisch weiter außen ausgebildet wird als der geometrische Rand des Gegenstücks 210 (der zweiten Metallschicht 202 Substrat); und/oder über der elektrischen Sammelschiene.
Die zweite Metallschicht 206 kann in einem Ausführungsbeispielen flüssig auf die Abdeckung 124, beispielsweise auf ein Laminierglas, aufgebracht werden, wobei die zweite Metallschicht 206 die Abdeckung 124 je nach Unterlage (Haftschicht 204/Antihaftschicht 204) benetzt oder nicht. Mit anderen Worten: mittels der Haftschicht 204 bzw. Antihaftschicht 204 kann eine Strukturierung der ersten Metallschicht 206 realisiert werden. Als eine Haftschicht 204/eine Antihaftschicht 204 kann beispielsweise eine Schicht aufweisend einen oder mehrere der folgenden Stoffe: TiOx, GaOx, WOx, ZrOx, AlOx; optional auf der Abdeckung 124 ausgebildet werden.
In einem weiteren Verfahrensschritt 240 wird die erste Metallschicht 206 auf der Abdeckung 124 in einen körperlichen Kontakt mit der elektrisch funktionalen Struktur 130 mit der zweiten Metallschicht 202 gebracht. Mit anderen Worten die Abdeckung 124 mit erster Metallschicht 206 wird auf die elektrisch funktionale Struktur 130 mit zweiter Metallschicht 202 auflaminiert. In einem Ausführungsbeispiel sind die erste Metallschicht 206 und die zweite Metallschicht 202 derart stofflich eingerichtet, dass diese bei Ausbilden eines körperlichen Kontaktes miteinander anfangen zu legieren. Beispielsweise indem die zweite Metallschicht 202 Aluminium aufweist und die erste Metallschicht 206 eine eutektische GaInSn-Legierung aufweist. Die erste Metallschicht 206 und die zweite Metallschicht 202 legieren miteinander und verfestigen sich dabei solange, bis lokal kein Aluminium mehr im körperlichen Kontakt mit der GaInSn-Legierung vorliegt. Dadurch ist eine selektive Verfestigung der zweiten Metallschicht 206 möglich. Die erste Metallschicht 206 bleibt an den Stellen, an denen es nicht mit Aluminium reagiert hat, flüssig und kann dadurch eine erhöhtes Kompressionsmodul aufweisen, beispielsweise eine erhöhte Partikelresistenz aufweisen – dargestellt in 2b. Die legierten Stützstruktur 122, 128 können die Druckbelastung auf weichere Zwischengebiete, beispielsweise die organische funktionelle Schichtenstruktur 106, verringern. Im geometrischen Randbereich des elektrisch aktiven Bereiches können Reaktionsstopps, beispielsweise eine Vakuumstelle, ein weiteres Reagieren der ersten Metallschicht 206 mit der zweiten Metallschicht 202 vermeiden.
Durch den Einsatz einer ersten Metallschicht 206 aus einer niedrig schmelzenden ersten Metalllegierung in Zusammenwirken mit einer zweiten Metallschicht 202 aus weiteren zweiten Legierungselementen können metallische Stützstrukturen 122, 128 als neue Legierung zum Beispiel auf einer Dünnfilmverkapselung 116 ausgebildet werden. Die maximale Schmelztemperatur der ersten Metalllegierung sollte unterhalb der maximalen Spezifikationstemperatur der elektrisch funktionalen Struktur liegen, beispielsweise maximal ungefähr 80°C. Dadurch organische funktionelle Schichtenstruktur 106 beim Verkapseln nicht geschädigt. Eine metallische Stützstruktur 122, 128 sollte oberhalb der Spezifikationstemperatur formstabil sein, d. h. sich bei der Lagerung oder im Betrieb des optoelektronischen Bauelementes nicht verflüssigen. Eine metallische Stützstruktur mit solchen Material kann ausgebildet werden indem die erste Metallschicht 206 oder die zweite Metallschicht 202 aus einem eutektischen Stoff oder einem eutektischen Stoffgemisch gebildet ist. Beim Ausbilden der Metallschicht aus dem eutektischen Stoff oder eutektischem Stoffgemisch befindet sich der eutektische Stoff oder das eutektische Stoffgemisch am Phasengleichgewicht (Eutektikum). Die komplementäre Metallschicht ist in diesem Ausführungsbeispiel aus einem Stoff oder Stoff gebildet, das den eutektischen Stoff oder das eutektische Stoffgemisch mittels chemischer Reaktion aus dem Eutektikum verschiebt. In einem Ausführungsbeispiel kann sich der eutektische Stoff oder das eutektische Stoffgemisch in möglichen Zwischenbereichen 126 zwischen den Stützstrukturen 122, beispielsweise in Kavitäten 126, noch im Phasengleichgewicht befinden, beispielsweise elastisch oder viskoelastisch sein. Dadurch kann der eutektische Stoff oder das eutektische Stoffgemisch in den Kavitäten 126 als zusätzlicher Partikelschutz wirken (vgl. 8).
In einem Ausführungsbeispiel kann der eutektische Stoff oder das eutektische Stoffgemisch eine GaInSn-Legierung und das komplementäre Metall Aluminium oder Zinn aufweisen oder ist daraus gebildet sein.
In einem Ausführungsbeispiel kann der eutektische Stoff oder das eutektische Stoffgemisch aufweisen: 68 Gew.-% Ga, 22 Gew.-% In und 10 Gew.-% Sn. Eine solche GaInSn-Legierung kann eine Schmelztemperatur von –19.5°C. aufweisen und benetzt Glas, d. h. ist somit bei Raumtemperatur verarbeitbar. Mittels des Sn-Gehalts der Legierung kann der Schmelzpunkt der GaInSn-Legierung eingestellt werden, beispielsweise weist eine GaInSn-Legierung mit 62 Gew.-% Ga, 22 Gew.-% In und 16 Gew.-% Sn eine Schmelztemperatur von 10,7°C auf. Mit anderen Worten: mittels des Sn-Gehalt kann der Schmelzpunkt einer GaInSn-Legierung auf einen prozessgeeigneten Wert eingestellt werden.
In einem Ausführungsbeispiel kann der eutektische Stoff oder das eutektische Stoffgemisch ein Fieldsches Metall oder eine Fieldsches Metalllegierung aufweisen, beispielsweise mit 51 Gew.-% In, 33 Gew.-% Bi und 16 Gew.-% Sn. Eine solche InBiSn-Legierung kann eine Schmelztemperatur von 62°C. aufweisen und benetzt Glas, d. h. ist somit auf einer Heizplatte verarbeitbar.
In einem Ausführungsbeispiel können/kann die erste funktionale Stützstrukturschicht 206 und/oder die zweite funktionale Stützstrukturschicht 202 einen einstellbaren Schmelzpunkt aufweisen, beispielsweise mittels einer Stoff-Konzentration des Stoffs oder Stoffgemischs der ersten funktionalen Stützstrukturschicht 206 und/oder der zweiten funktionalen Stützstrukturschicht 202.
In einem Ausführungsbeispiel können/kann der Stoff oder das Stoffgemisch der erste funktionalen Stützstrukturschicht 206 und/oder der zweiten funktionalen Stützstrukturschicht 202 ein Glas-Substrat benetzen, d. h. einen Kontaktwinkel in einem Bereich von 0° bis ungefähr 120° aufweisen, beispielsweise in einem Bereich 0° bis ungefähr 90°, beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 0° bis ungefähr 60°.
3a, b zeigt schematische Querschnittsansichten optoelektronischer Bauelemente im Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelementes, gemäß verschieden Ausführungsbeispielen.
3a zeigt verschiedene schematische Querschnittsansicht eines optoelektronischen Bauelementes gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen in einem Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelementes.
In einem konkreten Ausführungsbeispiel 300 zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelementes 350, wird eine elektrisch funktionale Struktur 130 in einer Substratlinie 300a und parallel dazu, eine Abdeckung 124 in einer Laminierlinie 300b, ausgebildet.
Nach dem Ausbilden der elektrisch funktionalen Struktur 130 mit Barrierendünnschicht 116 auf oder über den Elektroden 104, 108 und der organischen funktionellen Schichtenstruktur 116 bedeckt die Barrierendünnschicht 116 des strukturierten Substrates großflächig, ohne lateral strukturiert zu sein.
In einem Ausführungsbeispiel kann über der elektrisch funktionalen Struktur 130 auf der Barrierendünnschicht 116 eine Antihaftschicht 204/Haftschicht 204 ausgebildet werden dargestellt mittels Bezugszeichen 310.
Die Antihaftschicht 204/Haftschicht 204 kann beispielsweise lateral strukturiert sein. Auf der Haftschicht 204 kann in einem Ausführungsbeispiel die erste Metallschicht 206 ausgebildet werden – dargestellt mittels des Bezugszeichens 340.
In einem Ausführungsbeispiel kann mittels der Haftschicht 204 bzw. Antihaftschicht 204 eine erste Metallschicht 206 am Rand der Abdeckung 124 mit oder ohne flächige Auftragung ausgebildet werden, beispielsweise nur am Rand oder in der ganzen Fläche. In einem Ausführungsbeispiel kann die Antihaftschicht 204 oder Haftschicht 204 derart ausgebildet werden, dass eine erste Metallschicht 206 am Rand der Abdeckung 124, beispielsweise geometrisch weiter außen ausgebildet wird als der geometrische Rand des Gegenstücks 210 (der zweiten Metallschicht 202 Substrat); und/oder über der elektrischen Sammelschiene.
Die erste Metallschicht 206 kann beispielsweise ein Metall oder eine Metalllegierung aufweisen, die bei Raumtemperatur flüssig ist. Die zweite Metallschicht 206 kann beispielsweise mittels eines Druckens, Dispensens, Rakelns und/oder mittels einer Lösung ausgebildet werden.
In einem weiteren Verfahrensschritt wird eine Abdeckung 124 bereitgestellt. Diese Abdeckung 124 kann beispielsweise ein gereinigtes Laminierglas, eine mit Schutzschichten hermetisch abgedichtete Folie und/oder eine Metallfolie sein. Die Abdeckung kann beispielsweise lateral strukturiert sein, beispielsweise im Bereich der zu bildenden Stützstrukturen 122, 128 oder dazwischen, beispielsweise um eine Kavität auszubilden.
Auf der Abdeckung 124 kann eine zweite Metallschicht 202 aus einer Metalllegierung oder Metallisierung ausgebildet werden – dargestellt mittels des Bezugszeichens 320. Die Metalllegierung oder Metallisierung kann beispielsweise als ein Abscheiden von Al, Zn, Cr, Sn und/oder Ni eingerichtet sein, beispielsweise strukturiert (dargestellt) oder unstrukturiert (nicht dargestellt).
Die abgeschiedene zweite Metallschicht 202 kann eine Dicke in einem Bereich von 20 nm bis 25 μPm aufweisen. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann das Ausbilden der zweiten Metallschicht 202 ein Ausbilden von mehreren Teilschichten in einer Schichtfolge aufweisen. Der geometrische Rand des elektrisch aktiven Bereiches 136 kann ausgebildet oder bearbeitet werden derart, dass dieser frei von Metallschicht ist. Dadurch kann ein weiteres Legieren nach dem Laminieren der Verkapselungsstruktur verhindert werden (siehe Beschreibung 5).
Die zweite Metallschicht 206 kann in einem Ausführungsbeispielen flüssig auf die Abdeckung 124, beispielsweise auf ein Laminierglas, aufgebracht werden, wobei die zweite Metallschicht 206 die Abdeckung 124 je nach Unterlage (Haftschicht 204/Antihaftschicht 204) benetzt oder nicht. Mit anderen Worten: mittels der Haftschicht 204 bzw. Antihaftschicht 204 kann eine Strukturierung der ersten Metallschicht 206 realisiert werden. Als eine Haftschicht 204/eine Antihaftschicht 204 kann beispielsweise eine Schicht aufweisend einen oder mehrere der folgenden Stoffe: TiOx, GaOx, WOx, ZrOx, AlOx; optional auf der Abdeckung 124 ausgebildet werden.
In einem weiteren Verfahrensschritt 340 wird die zweite Metallschicht 202 auf der Abdeckung 124 in einen körperlichen Kontakt mit der elektrisch funktionalen Struktur 130 mit der ersten Metallschicht 206 gebracht. Mit anderen Worten die Abdeckung 124 mit zweiter Metallschicht 202 wird auf die elektrisch funktionale Struktur 130 mit erster Metallschicht 206 auflaminiert. In einem Ausführungsbeispiel sind die erste Metallschicht 206 und die zweite Metallschicht 202 derart stofflich eingerichtet, dass diese bei Ausbilden eines körperlichen Kontaktes miteinander anfangen zu legieren. Beispielsweise indem die zweite Metallschicht 202 Aluminium aufweist und die erste Metallschicht 206 eine eutektische GaInSn-Legierung aufweist. Die erste Metallschicht 206 und die zweite Metallschicht 202 legieren miteinander und verfestigen sich dabei solange, bis lokal kein Aluminium mehr im körperlichen Kontakt mit der GaInSn-Legierung vorliegt. Dadurch ist eine selektive Verfestigung der zweiten Metallschicht 206 möglich. Die erste Metallschicht 206 bleibt an den Stellen, an denen es nicht mit Aluminium reagiert hat, flüssig und kann dadurch eine erhöhtes Kompressionsmodul aufweisen, beispielsweise eine erhöhte Partikelresistenz aufweisen – dargestellt in 3b. Die legierten Stützstrukturen 122, 128 können die Druckbelastung auf weichere Zwischengebiete, beispielsweise die organische funktionelle Schichtenstruktur 106, verringern. Im geometrischen Randbereich des elektrisch aktiven Bereiches können Reaktionsstopps, beispielsweise eine Vakuumstelle, ein weiteres Reagieren der ersten Metallschicht 206 mit der zweiten Metallschicht 202 vermeiden.
4a–d zeigen schematische Querschnittsansichten optoelektronischer Bauelemente, gemäß verschieden Ausführungsbeispielen.
Eine erste Stützstruktur 122 über einer elektrischen Sammelschiene 118 und eine zweiten Stützstruktur 128 im Randbereich des elektrisch aktiven Bereiches 136 (dargestellt in 1–3) können vor und/oder nach dem Ausbilden der Stützstrukturen 122, 128 großflächige flüssige Metallschichten und/oder Klebstoffschichten aufweisen. Diese flüssigen Schichten können kontinuierlich weiter reagieren und/oder sich kontinuierlich verändern. Dadurch kann der Randbereich 402 einer Stützstruktur 122, 128 einer kontinuierlichen Veränderung ausgesetzt sein (dargestellt in 4a). Der Rand der Stützstrukturen 122, 128 kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen mittels einer Schutzschicht, einer Haftschicht und/oder einer Antihaftschicht (dargestellt in 4b–d) vor solchen Veränderungen geschützt werden.
4b zeigt zwei benachbarte Stützstrukturen 122, 128 bei denen neben den Stützstrukturen 122, 128 eine nicht reaktive Struktur 404 ausgebildet ist, beispielsweise aus einem chemisch nicht-reaktiven Material, beispielsweise Ni für GaInSn.
4c zeigt zwei benachbarte Stützstrukturen 122, 128 bei denen neben den Stützstrukturen 122, 128 eine Antihaftschicht 406 ausgebildet ist, beispielsweise aus einem nicht-benetzenden Stoff oder Stoffgemisch hinsichtlich des Stoffs oder Stoffgemischs der Stützstrukturen 122, 128. Bei einer Stützstruktur 122, 128, die Ga, In und/oder Sn aufweist, kann beispielsweise direkt auf das Laminationsglas 124 eine Antihaftschicht 406 aufweisend GaO_x, AlO_x, TiO_x, ZrO_x und/oder ZnO_x aufgebracht werden, während das Substrat der flüssigen Metalllegierung beispielsweise Glas aufweist, dass beispielsweise eine gute Benetzung für GaInSn aufweist.
4d zeigt zwei benachbarte Stützstrukturen 122, 128 bei denen Kavität 126 teilweise oder vollständig mit einem Stoff oder Stoffgemisch gefüllt ist, dass ein höheres Kompressionsmodul aufweist als der Stoff oder das Stoffgemisch der Stützstrukturen 122, 128. Dazu kann zwischen den Stützstrukturen 122, 128 auf der Abdeckung 124 wenigstens teilweise eine funktionale Schicht 206 ausgebildet sein, wobei die funktionale Schicht 206 die Abdeckung in der Kavität wenigstens teilweise benetzt. Die funktionale Schicht 206 kann eine Dicke aufweisen, die kleiner oder gleich ist als/wie die Dicke der Stützstrukturen 122, 128. Mit anderen Worten: die Kavität 126 oder die Kavität 126 mit funktionaler Schicht 206 kann eine geringere Härte aufweisen als die Stützstruktur 122, 128. Dadurch kann zwischen Abdeckung 124 und elektrisch funktionaler Struktur 130, 150 ein Federweg ausgebildet werden, der mechanische Belastungen (siehe 8) reduzieren/abfedern kann.
5a–c zeigt schematische Querschnittsansichten optoelektronischer Bauelemente, gemäß verschieden Ausführungsbeispielen. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann eine Stützstruktur 122, 128 als eine stoffschlüssige Verbindung einer Abdeckung mit einer elektrisch funktionalen Struktur eingerichtet sein.
Beim Ausbilden der stoffschlüssigen Verbindung kann die Reaktionszeit der Stützstruktur 122, 128 mit der Abdeckung und/oder der elektrisch funktionalen Struktur zu langsam sein hinsichtlich einer angestrebten Anwendung.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann wenigstens eine funktionale Stützstrukturschicht 202, 206 zum Ausbilden einer Stützstruktur 122, 128 eine Strukturierung aufweisen, beispielsweise eine strukturierte Oberfläche oder eine strukturierte Form aufweisen oder derart ausgebildet sein (dargestellt in 5a–c). Dadurch kann das Verhältnis von Oberfläche zu Volumen der funktionale Stützstrukturschicht vergrößert werden und dadurch die Reaktionszeit der funktionalen Stützstrukturschicht 202, 206 mit der Abdeckung 124 der elektrisch funktionalen Struktur 130 und/oder einer zweiten funktionalen Stützstrukturschicht 202, 206 verkürzt werden.
5a zeigt eine dünne funktionale Stützstrukturschicht 202, 206 zwischen der Abdeckung 124 und der elektrisch funktionalen Struktur 130. Eine dünne funktionale Stützstrukturschicht 202, 206 kann ein schnelles Reagieren mit der/der funktionale Stützstrukturschicht 202, 206 ermöglichen, beispielsweise wenn die dünne funktionale Stützstrukturschicht 202, 206 aus einem sehr reaktiven Stoff oder Stoffgemisch gebildet ist hinsichtlich des Stoffs oder des Stoffgemisches der Abdeckung 124, der Oberfläche der elektrisch aktiven Struktur 130, 150 und/oder einer komplementären zweiten funktionale Stützstrukturschicht 206. Ein reaktiver Stoff bzw. ein reaktives Stoffgemisch kann als reaktionsfreudig verstanden werden, d. h. chemisch aktiv.
Eine dünne funktionale Stützstrukturschicht 202, 206 kann beispielsweise eine dünne Metallschicht, eine dünne Metalllegierung, eine dünne Glasschicht, eine dünne Keramik-Schicht, eine dünne Kunststoffschicht oder eine dünne Klebstoffschicht sein.
Eine dünne funktionale Stützstrukturschicht 202, 206 kann beispielsweise eine Dicke in einem Bereich von ungefähr 30 nm bis ungefähr 100 μm aufweisen, beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 50 nm bis ungefähr 50 μm, beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 100 nm bis ungefähr 10 μm, beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 250 nm bis ungefähr 5 μm, beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 500 nm bis ungefähr 1 μm.
In einem Ausführungsbeispiel ist die erste funktionale Stützstrukturschicht 206 als eine dünne Aluminium-Schicht ausgebildet, während die zweite funktionale Stützstrukturschicht 202 als eine GaInSn-Schicht ausgebildet ist.
5b zeigt eine pulverförmige funktionale Stützstrukturschicht 202, 206 zwischen der Abdeckung 124 und der elektrisch funktionalen Struktur 130. Eine pulverförmige funktionale Stützstrukturschicht 202, 206 kann beispielsweise mittels Pulverbeschichtens eines oder mehrerer Stoffe der funktionale Stützstrukturschicht 202, 206 ausgebildet werden, wobei die Partikel einen mittleren Durchmesser in einem Bereich von ungefähr 30 nm bis ungefähr 100 μm aufweisen können.
5c zeigt eine strukturierte funktionale Stützstrukturschicht 202, 206 zwischen der Abdeckung 124 und der elektrisch funktionalen Struktur 130.
In einem Ausführungsbeispiel kann eine erste funktionale Stützstrukturschicht 206 geometrisch und/oder chemisch komplementär zu einer zweiten funktionalen Stützstrukturschicht 202 ausgebildet sein, wobei diese funktionalen Stützstrukturschicht 202, 206 eine Stützstruktur 122, 128 ausbilden.
In einem Ausführungsbeispiel kann eine strukturierte funktionale Stützstrukturschicht 202, 206 eine lamellare Form aufweisen.
6a, b zeigt schematische Querschnittsansichten eines herkömmlichen optoelektronischen Bauelementes.
Ein organisches optoelektronisches Bauelement (dargestellt in 6), beispielsweise eine OLED, kann eine Anode 604 und eine Kathode 608 mit einem organischen funktionellen Schichtensystem 606 dazwischen aufweisen. Das organische funktionelle Schichtensystem 606 kann eine oder mehrere Emitterschicht/en aufweisen (nicht dargestellt), in der/denen elektromagnetische Strahlung erzeugt wird, eine oder mehrere Ladungsträgerpaar-Erzeugungs-Schichtenstruktur (nicht dargestellt) aus jeweils zwei oder mehr Ladungsträgerpaar-Erzeugungs-Schichten („charge generating layer”, CGL) zur Ladungsträgerpaarerzeugung, sowie einer oder mehrerer Elektronenblockadeschichten (nicht dargestellt), auch bezeichnet als Lochtransportschicht(en) („hole transport layer” – HTL), und einer oder mehrerer Lochblockadeschichten (nicht dargestellt), auch bezeichnet als Elektronentransportschicht(en) („electron transport layer” – ETL), um den Stromfluss zu richten. Optoelektronische Bauelemente auf organischer Basis, beispielsweise organische Leuchtdidode (organic light emitting diode – OLED), finden zunehmend verbreitete Anwendung in der Allgemeinbeleuchtung, beispielsweise als Flächenlichtquellen. Ein organisches optoelektronisches Bauelement weist herkömmlich auf: eine erste Elektrode 604, die auf oder über einem Träger 602 ausgebildet ist. Auf oder über der ersten Elektrode 604 ist eine organische funktionelle Schichtenstruktur 606 ausgebildet. Über oder auf der organischen funktionellen Schichtenstruktur 606 ist eine zweite Elektrode 608 ausgebildet. Die zweite Elektrode 608 ist mittels einer elektrischen Isolierung 610 von der ersten Elektrode 604 elektrisch isoliert. Die elektrische Isolierungen 610 sind derart eingerichtet, dass ein Stromfluss zwischen der ersten Elektrode 604 und der zweiten Elektrode 608 verhindert wird. Die zweite Elektrode 608 ist mit einem zweiten Kontaktpad 614 körperlich und elektrisch verbunden und die erste Elektrode 604 mit einem ersten Kontaktpad 612 körperlich und elektrisch verbunden.
7a, b zeigt schematische Querschnittsansichten eines herkömmlichen optoelektronischen Bauelementes.
7a zeigt ein herkömmliches Verfahren zum Verkapseln eines optoelektronischen Bauelementes 600. Auf der zweiten Elektrode 608 eines optoelektronischen Bauelementes 600 (siehe 6) wird eine Barrierendünnschicht 700 ausgebildet derart, dass die zweite Elektrode 608, die elektrischen Isolierungen 610 und die organische funktionelle Schichtenstruktur 606 von der Barrierendünnschicht 616 umgeben ist. Weiterhin wird auf einer Abdeckung 704 eine Klebstoffschicht 706 aufgebracht. Die Abdeckung 704 ist beispielsweise ein Laminierglas 704 oder eine Folie 704 und der Klebstoff ein Epoxidklebstoff. Die Abdeckung 704 mit Klebstoffschicht 706 wird dann auf die Barrieredünnschicht 702 aufgebracht (dargestellt in 7a). Dadurch wird ein verkapseltes optoelektronisches Bauelement 600 mit einer herkömmlichen Verkapselungsstruktur 706 mit Barrieredünnschicht 700 und auflaminierter Abdeckung 702 ausgebildet.
7b zeigt ein herkömmliches Verfahren zum Verkapseln eines optoelektronischen Bauelementes 600. Auf einer Abdeckung 704 wird ein feuchtigkeitsbindender Getter 710 aufgebracht und im Randbereich der Abdeckung 702 eine laterale Klebstoffschicht 708 aufgebracht. Die Abdeckung 704 mit lateraler Klebstoffschicht 708 und Getter 710 wird dann auf das optoelektronische Bauelement 600, beispielsweise auf die Kontaktpads 612, 614 aufgebracht (dargestellt in 7b). Dadurch wird herkömmlich eine Kavitätsglasverkapselung 712 ausgebildet.
8a, b zeigt schematische Querschnittsansichten eines herkömmlichen optoelektronischen Bauelementes.
Wenn ein Druck 804 oder eine Krümmung 806 auf eine Abdeckung 704 einer herkömmlichen Verkapselung einwirkt, beispielsweise auf ein Schutzglas oder ein Laminationsglas; kann eine Partikelkontamination 802 in die organischen funktionalen Schichten der OLED gedrückt werden. Dies kann zu einem Kurzschluss führen und/oder latente Wärmepunkte erzeugen. Wärmepunkte könnten als Spätfolge spontane Ausfälle zur Folge haben. Mechanisch flexible Bauelemente können aufgrund der Krümmungsmöglichkeit eine höhere Fehleranfälligkeit aufweisen.
In verschiedenen Ausführungsformen werden ein optoelektronisches Bauelement und ein Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelementes bereitgestellt, mit denen es möglich ist die mechanische Stabilität verkapselter optoelektronischer Bauelemente zu erhöhen.
Die Verkapselungsschutzschichten werden nicht mehr oder weniger auf die organischen funktionellen Schichten gedrückt, wodurch eine erhöhte Partikelresistenz erreicht wird. Die Prozesstemperatur zum Herstellen der Verkapselung ist niedriger als die Degradationstemperatur der organischen Stoffe sein, beispielsweise maximal ungefähr 80°C, wodurch die organischen Stoffe geschont werden.
Die Verkapselung gemäß verschiedenen Ausgestaltungen kann mit verschiedenen Verfahren aufgebracht werden, beispielsweise Vakuumverdampfen, Drucken, Sprühverfahren, Laserstrukturierung, Rakeln oder Ähnliches. Für die Stützstrukturen können die verschiedenen Schmelzpunkte bei Legierungen technisch vorteilhaft genutzt werden, beispielsweise ein reduzierter Schmelzpunkt, beispielsweise unter 80°C. Weiterhin sind keine weiteren Prozessschritte hinsichtlich der Verkapselung notwendig, beispielsweise eine Ablation der Dünnfilmverkapselung. Die Stützstrukturen in Verbindung mit der Dünnfilmverkapselung können die Kurzschlussgefahr des organischen funktionellen Schichtensystems reduzieren. Weiterhin können in den Legierungen sehr weiche Materialien verwendet werden, wodurch diese für Substrate verschiedener Glassorten mit unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten verwendbar sind. Die erste Komponente der Stützstruktur, die glasbenetzend ist, kann einen Vorzug in der Prozessführung für ganzflächige Strukturierung mit einem sehr geringen Materialbedarf aufweisen. Die erste Komponente ist billiger als bisher verwendete Klebstoffe und recyclingfähig. Je nach Wahl der zweiten Komponente, beispielsweise ob die zweite Komponente flüssig oder fest ist, können beispielsweise großflächige Bereiche flüssig benetzt werden. Dadurch kann beispielsweise eine bessere Partikelresistenz ermöglicht werden. Das Material der Stützstrukturen ist ungiftig und wasserunlöslich, sodass keine Kontaminationsprobleme absehbar sind. Weiterhin können aufgrund der Materialwahl der Stützstrukturen, die Stützstrukturen unter Umgebungsluft, beispielsweise in einem Reinraum, ausgebildet werden. Bei einer Verkapselung die mittels Lamination im Vakuum ausgebildet wird, sind zusätzliche Maßnahmen zur Reduzierung der Partikelempfindlichkeit optional, beispielsweise ein Einbringen von Füllmaterial in Hohlräume. Weiterhin kann ein reduzieren von Partikelkontaminationen mittels eines Ausbildens der Stützstrukturen für transparente Bauteile mit verringertem Druck/Spannung auf Biegestellen angewendet werden. Weiterhin können Interferenzstreifen, die bei unterschiedlichen Klebstoffdicken über der optisch aktiven Fläche auftreten, bei geeigneter Verkapselung ohne Dünnfilmverkapselung ermöglicht werden. Dadurch können weiterhin Kosten eingespart werden.

Claims

Optoelektronisches Bauelement (140, 160, 250, 350) aufweisend: • einen elektrisch aktiven Bereich (136) aufweisend einen optisch aktiven Bereich (132) und einen optisch inaktiven Bereich (134); • wobei der elektrisch aktive Bereich (136) wenigstens eine elektrische Sammelschiene (118) aufweist, die in dem optisch aktiven Bereich (132) ausgebildet ist; • eine Verkapselungsstruktur auf oder über dem elektrisch aktiven Bereich (136); • wobei die Verkapselungsstruktur eine Stützstruktur (122) auf oder über der elektrischen Sammelschiene (118) in dem optisch aktiven Bereich (132) aufweist.
Optoelektronisches Bauelement (140, 160, 250, 350) gemäß Anspruch 1, wobei das optoelektronisches Bauelement (140, 160, 250, 350) als eine organische Leuchtdiode (140, 160, 250, 350) ausgebildet ist.
Optoelektronisches Bauelement (140, 160, 250, 350) gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei der elektrisch aktive Bereich (136) eine elektrisch funktionale Struktur (130, 150) aufweist, wobei die elektrisch funktionale Struktur eine organische funktionelle Schichtenstruktur (106) zwischen einer ersten Elektrode (104) und einer zweiten Elektrode (108) aufweist.
Optoelektronisches Bauelement (140, 160, 250, 350) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, ferner aufweisend: eine erste elektrische Sammelschiene (118) und wenigstens eine zweite elektrische Sammelschiene.
Optoelektronisches Bauelement (140, 160, 250, 350) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei wenigstens eine Stützstruktur (122) einen Stoff oder ein Stoffgemisch aufweist, der/das hermetisch dicht ist hinsichtlich Wasser und/oder Sauerstoff.
Optoelektronisches Bauelement (140, 160, 250, 350) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Stützstruktur (122) eine Breite aufweist die ähnlich der Breite der elektrischen Sammelschiene (118) ist.
Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelementes, das Verfahren aufweisend: • Ausbilden eines elektrisch aktiven Bereichs (136) aufweisend einen optisch aktiven Bereich (132) und einen optisch inaktiven Bereich (134); • wobei der elektrisch aktive Bereich (136) wenigstens eine elektrische Sammelschiene (118) aufweisend ausgebildet wird, wobei die Sammelschiene (118) in dem optisch aktiven Bereich (132) ausgebildet wird; • Ausbilden einer Verkapselungsstruktur auf oder über dem elektrisch aktiven Bereich (136); • wobei die Verkapselungsstruktur mit einer Stützstruktur (122) auf oder über der elektrischen Sammelschiene (118) in dem optisch aktiven Bereich (132) ausgebildet wird.
Verfahren gemäß Anspruch 7, wobei das optoelektronisches Bauelement (140, 160, 250, 350) als eine organische Leuchtdiode ausgebildet wird.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 7 oder 8, wobei das Ausbilden des elektrisch aktiven Bereichs (136) ein Ausbilden einer elektrisch funktionalen Struktur (130, 150) aufweist, wobei die elektrisch funktionale Struktur (130, 150) eine organische funktionelle Schichtenstruktur (106) zwischen einer ersten Elektrode (104) und einer zweiten Elektrode (108) aufweist.
Verfahren gemäß Anspruch 9, wobei die elektrische Sammelschiene (118) mit der ersten Elektrode (104) oder mit der zweiten Elektrode (108) elektrisch gekoppelt ausgebildet wird.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 7 bis 10, wobei die Stützstruktur (122) als eine zweite Sammelschiene ausgebildet wird.