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WO2016139209A1 - Optoelektronisches bauelement und verfahren zum herstellen eines optoelektronischen bauelements - Google Patents

Optoelektronisches bauelement und verfahren zum herstellen eines optoelektronischen bauelements Download PDF

Info

Publication number
WO2016139209A1
WO2016139209A1 PCT/EP2016/054337 EP2016054337W WO2016139209A1 WO 2016139209 A1 WO2016139209 A1 WO 2016139209A1 EP 2016054337 W EP2016054337 W EP 2016054337W WO 2016139209 A1 WO2016139209 A1 WO 2016139209A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
electrode
diffusion barrier
optoelectronic component
layer structure
moisture
Prior art date
Application number
PCT/EP2016/054337
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Egbert HÖFLING
Michael Popp
Dieter Musa
Simon SCHICKTANZ
Benjamin Krummacher
Jörg FARRNBACHER
Erwin Lang
Nina Riegel
Andreas Rausch
Ulrich Niedermeier
Daniel Riedel
Original Assignee
Osram Oled Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Osram Oled Gmbh filed Critical Osram Oled Gmbh
Publication of WO2016139209A1 publication Critical patent/WO2016139209A1/de

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/80—Constructional details
    • H10K50/805—Electrodes
    • H10K50/81—Anodes
    • H10K50/814—Anodes combined with auxiliary electrodes, e.g. ITO layer combined with metal lines
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/80—Constructional details
    • H10K50/805—Electrodes
    • H10K50/82—Cathodes
    • H10K50/824—Cathodes combined with auxiliary electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/80—Constructional details
    • H10K50/84—Passivation; Containers; Encapsulations
    • H10K50/844—Encapsulations
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/80—Constructional details
    • H10K50/85—Arrangements for extracting light from the devices
    • H10K50/854—Arrangements for extracting light from the devices comprising scattering means

Definitions

  • the invention relates to an optoelectronic component having an organic functional layer structure and to a method for producing such an optoelectronic component.
  • Optoelectronic components which emit light can be, for example, light-emitting diodes (LEDs) or organic ones
  • An OLED may have an anode and a cathode with an organic functional layer system therebetween.
  • Layer system may include one or more
  • Emitter layers in which electromagnetic radiation is generated a charge carrier pair generation layer structure of two or more
  • CGL Charge pair generation charge generating layer
  • HT hole transport layer
  • E electron transport layer
  • Optoelectronic components can be segmented and therefore have a plurality of OLED elements.
  • the OLED elements can, for example, be electrically connected in parallel or else serially and / or share at least one common electrode.
  • two OLED elements have the same cathode, but have separate organic functional layer structures and correspondingly separate anodes.
  • complex quality controls of OLEDs can not be completely ruled out that the OLEDs or at least individual OLED elements in their application spontaneously fail.
  • OLEDs contain easily oxidizable layers, whereby a typical failure pattern for spontaneous failures is the penetration of moisture into the OLED.
  • Optoelectronic device can diffuse.
  • Optoelectronic device noticeable by a steadily growing dark spot, a so-called dark spot.
  • An optoelectronic component is then rated as a failure as soon as such a dark spot is recognizable or visible to the naked human eye.
  • Optoelectronic component in particular an OLED display device known which has such encapsulation.
  • the object of the invention is to provide an optoelectronic device, which is a spreading of in the
  • Another object of the invention is to provide a method for producing an optoelectronic component, which is characterized by a high production yield, and in particular the risk of failure of the
  • an optoelectronic component having a first electrode, a structured organic functional
  • the moisture diffusion barrier structure is in physical contact with the first electrode, in particular directly adjacent thereto, and forms a lateral
  • Moisture diffusion barrier for at least one of the layer structure segments.
  • the optoelectronic component thus contains a
  • integrated moisture-diffusion barrier structure which is between the at least two adjacent
  • the moisture-diffusion barrier structure prevents the spread of moisture and / or air in the sensitive organic functional layer structure, in particular by a
  • moisture-transporting layers of the optoelectronic component by means of the moisture-diffusion barrier structure. For example, if moisture penetrates into the organic functional layer structure, only the affected layer structure segment is destroyed, with the adjacent layer structure segment being destroyed by the layer structure segment interposed moisture
  • Diffusion barrier structure is spared.
  • a failure of a layer structure segment does not necessarily cause the failure of the entire optoelectronic device.
  • a high production yield and high reliability of the optoelectronic component can be achieved.
  • the first electrode is intended to electrically contact the organic functional layer structure.
  • the first electrode is considered to be electrical
  • Electrode is preferably provided for the common electrical contacting of the layer structure segments.
  • each layer structure segment may be assigned a separate electrically conductive first electrode.
  • the organic functional layer structure is designed to convert electrical energy into light or light into electrical energy.
  • the optoelectronic component is an OLED and the organic functional layer structure is an optically active
  • the segmentation of the organic functional layer structure has a matrix-like design
  • the moisture diffusion barrier structure is a first layer of the moisture diffusion barrier structure.
  • Layer structure provided and thus has protective properties in the form of moisture-impermeable
  • Diffusion barrier structure serves in particular as a barrier for diffusion and / or propagation of moisture from one layer structure segment to the adjacent one
  • the moisture-diffusion barrier structure hermetically sealing
  • the moisture-diffusion barrier structure is moistureproof
  • Layer structure segments can be prevented or prevented by means of the moisture-diffusion barrier structure.
  • Component further a second electrode on the
  • the second electrode is intended to electrically contact the organic functional layer structure.
  • the second electrode is formed as an electrically conductive electrode layer or as part of an electrically conductive electrode layer.
  • Electrode is preferably provided for the common electrical contacting of the layer structure segments.
  • each layer structure segment may be assigned a separate electrically conductive second electrode.
  • the encapsulation layer is intended to be the organic functional layer structure or its
  • Hermetically seal layer structure segments for example, against air and / or moisture and / or
  • Encapsulation layer applied in direct contact or directly on the second electrode.
  • Organic functional layer structure can be achieved in this way.
  • Moisture diffusion barrier structure formed and each forms a lateral moisture diffusion barrier for the individual layer structure segments.
  • the spread of moisture in the moisture-sensitive layers of the optoelectronic component, in particular between all adjacent layer structure segments, can be prevented.
  • a leak in the optoelectronic component by the moisture-diffusion barrier structure for example, a
  • Layer structure segment are limited.
  • Component further at least one metal web structure, wherein the moisture diffusion barrier structure is at least partially disposed on the metal web structure. In particular, it covers or encloses
  • the moisture-diffusion barrier structure is at least partially in direct contact with the first electrode, for example on side regions of the metal web structure.
  • Metal web structure is arranged directly on the first electrode and electrically and mechanically connected to this and serves in particular as a so-called busbar structure, which increases the electrical conductivity of the first electrode.
  • the moisture-diffusion barrier structure contains a frit, molten glass powder, another glass solder, another solder and / or metal webs.
  • the layer structure segments are therefore hermetically isolated from each other by the internal frit, the molten glass powder, the solder and / or serving as a busbar metal webs.
  • the moisture-diffusion barrier structure contains at least one oxide
  • Moisture diffusion barrier structure is therefore at least partially formed of dielectric layers or is composed of them.
  • the said possible materials of the moisture-diffusion barrier structure can be used individually or from a mixture of materials of variously named materials
  • Encapsulation layers and / or thin-film encapsulations, including organic encapsulation layers are included in the encapsulation layers.
  • the moisture-diffusion barrier structure is in an edge region of the
  • Edge region of the optoelectronic device are formed of critical areas, the penetration and spreading of moisture in the organic functional
  • Layer structure segments each have a lateral dimension of less than 1000 microns, in particular of less than 200 microns,
  • Electrode is arranged, wherein the carrier another
  • Moisture diffusion barrier forms. Carriers that form a sufficient moisture diffusion barrier,
  • the organic functional layer structure may also be hermetically sealed or protected against the ingress of moisture by the wearer.
  • Optoelectronic component further comprises a support on which the first electrode is arranged, wherein the carrier
  • the carrier is thus moisture-permeable
  • the protection of the organic functional layer structure from penetrating moisture from the side of the support is produced by the thin-film encapsulation.
  • At least one light-scattering layer or film is formed in the carrier and / or on the carrier.
  • the visibility of dark spots can be further concealed by the light-scattering layer or film, so that they are barely or not perceptible to the human eye.
  • the object is further solved by a method for
  • the first electrode is formed, the structured organic functional layer structure with a plurality of juxtaposed layer structure segments is formed on the first electrode, the moisture
  • the diffusion barrier structure is formed between at least two laterally adjacent layer structure segments, wherein the moisture diffusion barrier structure is brought into physical contact with the first electrode and forms a lateral moisture diffusion barrier for at least one of the layer structure segments.
  • the method is characterized in particular by its high production yield and by its reduced risk of failure of the optoelectronic component, in particular based on a spreading of moisture in the
  • the moisture-diffusion barrier structure is wholly on the first
  • Applied electrode and then laterally structured for example by means of a lithografi Service process and an etching process.
  • the structured organic functional layer structure is applied over the whole area to the first electrode and / or the moisture-diffusion barrier structure and subsequently structured.
  • the organic functional layer structure applied over the entire area is removed by means of laser ablation above the moisture diffusion barrier structure, for example, so that the separated layer structure segments are formed, which are preferably not in direct contact with each other, so that penetration of penetrated moisture between the individual layers
  • Layer structure segments is not possible or only to a limited extent.
  • the second electrode can also be over the whole area on the organic functional layer structure
  • the structured organic functional layer structure is applied in a structured manner on the first electrode.
  • the first electrode is placed between the moisture
  • Diffusionsbarrieren MUST with the organic functional layer structure and preferably coated with the second electrode structured, for example by means of
  • Shadow masks inkjet printing, stamp printing or
  • the organic functional layer structure and the moisture diffusion barrier structure with the second electrode are identical to a development.
  • the second electrode preferably has a high
  • Figure 1 is a side sectional view of a
  • Figure 2A is a side sectional view of a
  • Figure 2B is a plan view of the conventional
  • Figure 3A is a side sectional view of a
  • FIG. 3B is a plan view of the embodiment of the optoelectronic component of FIG. 3A;
  • FIG. 4A shows a plan view of an exemplary embodiment of an optoelectronic component
  • Figure 4B is a view of the external contact of the
  • Figure 5A is a side sectional view of a
  • Figure 5B is a side sectional view of a
  • Embodiment of an optoelectronic component Embodiment of an optoelectronic component.
  • An optoelectronic component may be an electromagnetic radiation emitting device or a
  • An electromagnetic radiation absorbing component may be, for example, an organic solar cell or an organic photocell.
  • An electromagnetic radiation emitting device may be in various
  • Embodiments as an organic electromagnetic radiation emitting diode or be formed as an electromagnetic radiation emitting organic transistor.
  • the radiation may, for example, be light in the visible range, UV light and / or infrared light.
  • the light emitting device may be part of an integrated circuit in various embodiments.
  • a plurality of Be provided light-emitting components for example housed in a common housing.
  • the optoelectronic component 1 shows a conventional optoelectronic component 1.
  • the optoelectronic component 1 has a carrier 12.
  • the carrier 12 may be translucent or transparent
  • the carrier 12 serves as a carrier element for electronic elements or layers, for example
  • the carrier 12 may, for example, plastic, metal, glass, quartz and / or a
  • the carrier 12 may be a plastic film or a
  • Laminate with one or more plastic films Laminate with one or more plastic films
  • the carrier 12 may be mechanically rigid or mechanically flexible.
  • Layer structure has a first electrode layer 14 having a first contact portion 16, a second
  • the carrier 12 with the first electrode layer 14 may also be referred to as a substrate. A first one may not exist between the carrier 12 and the first electrode layer 14
  • barrier layer for example, a first
  • the first electrode 20 is electrically insulated from the first contact portion 16 by means of an electrical insulation barrier 21.
  • the second contact section 18 is connected to the first electrode 20 of the optoelectronic layer structure
  • the first electrode 20 may be formed as an anode or as a cathode.
  • the first electrode 20 may be translucent or transparent.
  • the first electrode 20 comprises an electrically conductive material, for example metal and / or a conductive conductive oxide (TCO) or a
  • the first electrode 20 may comprise a layer stack of a combination of a layer of a metal on a layer of a TCO, or vice versa.
  • An example is a silver layer deposited on an indium-tin oxide (ITO) layer (Ag on ITO) or ITO-Ag-ITO multilayers.
  • ITO indium-tin oxide
  • the first electrode 20 may alternatively or in addition to the materials mentioned:
  • first electrode 20 for example, from Ag, networks of carbon nanotubes, graphene particles and layers and / or networks of semiconducting nanowires.
  • an optically functional layer structure for example an organic
  • the organic functional layer structure 22 may, for example, have one, two or more partial layers.
  • the organic functional layer structure 22 may include a hole injection layer, a hole transport layer, an emitter layer, a
  • Hole injection layer serves to reduce the band gap between the first electrode and hole transport layer.
  • the hole conductivity is larger than the electron conductivity.
  • the hole transport layer serves to transport the holes.
  • the electron conductivity is larger than that
  • the electron transport layer serves to transport the electrons.
  • the organic functional layer structure 22 may be one, two or more
  • the optoelectronic component 1 has at least two, for example three or more layer structure segments 50, 52, 54. in other words, this is the opto-electronic
  • the layer structure segments 50, 52, 54 have separate segments of the organic functional layer structure 22 and separate segments of the first electrode layer 20.
  • the first electrode layer 20 has a first electrode 51 of the first layer structure segment 50, a first electrode 53 of the second layer structure segment 52, and a first electrode 55 of the third layer structure segment 54. If the optoelectronic component 1 has more or fewer segments, then the first electrode layer 20 has correspondingly more or fewer first electrodes 51, 53, 55.
  • the layered structure segments 50, 52, 54 share a second electrode layer 23 that is not
  • Electrode layer 23 may be segmented and / or the first electrode layer 20 may not be segmented and / or
  • the first electrodes 51, 53, 55 may be formed integrally.
  • the first electrodes 51, 53, 55 may be provided with different, not shown, different electrically isolated regions of the second
  • the second electrode 23 is the optoelectronic one
  • the second electrode 23 may be formed according to any one of the configurations of the first electrode 20, wherein the first electrode 20 and the second electrode 23 may be the same or different.
  • the first electrode 20 serves, for example, as the anode or cathode of the optoelectronic layer structure.
  • the second electrode 23 is corresponding to the first one Electrode as the cathode or anode of the optoelectronic
  • the optoelectronic layer structure is an electrically and / or optically active region.
  • the active area is for example the area of the optoelectronic
  • a getter structure (not shown) may be arranged on or above the active area.
  • the getter layer can be translucent, transparent or opaque.
  • the getter layer may include or be formed of a material that absorbs and binds substances that are detrimental to the active area.
  • an encapsulation layer 24 of the optoelectronic layer structure is formed, which encapsulates the optoelectronic layer structure.
  • Encapsulation layer 24 may be formed as a second barrier layer, for example as a second barrier thin layer.
  • the encapsulation layer 24 may also be referred to as
  • Thin-layer encapsulation may be referred to.
  • Encapsulation layer 24 forms a barrier to chemical contaminants or atmospheric agents, especially to water (moisture) and oxygen.
  • the encapsulation layer 24 may be formed as a single layer, a layer stack, or a layered structure.
  • the encapsulation layer 24 may include or be formed from: alumina, zinc oxide, zirconia,
  • the first barrier layer on the carrier 12 corresponding to an embodiment of the
  • Encapsulation layer 24 may be formed.
  • Encapsulation layer 24 a first contact region 32 is exposed and in the second recess of
  • Encapsulation layer 24 a second contact region 34 is exposed.
  • the first contact region 32 serves for
  • the adhesive layer 36 comprises, for example, an adhesive, for example an adhesive, for example a laminating adhesive, a lacquer and / or a resin.
  • the adhesive layer 36 may, for example, comprise particles which scatter electromagnetic radiation, for example light-scattering particles.
  • a cover 38 is formed over the adhesive layer 36.
  • the adhesive layer 36 serves to attach the cover 38 to the encapsulation layer 24.
  • the cover 38 has
  • the cover 38 may be formed substantially of glass and a thin metal layer, such as a
  • the cover 38 serves to protect the conventional optoelectronic component 1, for example against mechanical
  • the cover 38 may serve for distributing and / or dissipating heat generated in the conventional optoelectronic component 1.
  • the glass of the cover 38 as protection against serve external influences and the metal layer of the
  • Cover 38 may serve to distribute and / or dissipate the heat generated during operation of the conventional optoelectronic component 1.
  • FIG. 2A shows a conventional optoelectronic component 1, which for example can largely correspond to the optoelectronic component 1 shown in FIG. In addition, on one of the layers of the optoelectronic
  • light-diffusing layer 6 is arranged, for example, a coupling-out, in particular a diffuser.
  • Optoelectronic component 1 is designed in particular as a bottom emitter.
  • the metal webs 4 are applied, for example in the form of a matrix-like grid on the first electrode 20 and with this in
  • the metal webs 4 increase the electrical conductivity of the first electrode 20 as busbars.
  • the metal webs 4 are covered or enclosed by a lacquer layer 5a.
  • Organic functional layer structure 22 is arranged between the metal webs 4 and on the lacquer layer 5a and therefore passes over the lacquer layer 5a of a
  • This dark spot 3 can be
  • Optoelectronic device 1 can lead.
  • FIG. 2B shows the conventional optoelectronic component 1 of FIG. 1 in plan view.
  • the moisture-damaged area of the organic functional layer structure, in particular the dark spot 3, is due to the unhindered
  • optoelectronic component 1 means.
  • Fig. 3A shows an embodiment of a
  • Component 1 may correspond.
  • Component 1 has on the support 12, which is formed in particular as a glass substrate, the first electrode 20, which is in particular an ITO layer and serves as an anode, the organic functional layer structure 22 on the first electrode 20, the second electrode 23 on the
  • an Al layer is and serves as a cathode, the encapsulation layer 24, which is in particular a TFE layer, on the second electrode 23, the adhesive layer 36 on the encapsulation layer 24, and the cover 38.
  • the carrier 12 serves as a carrier element for the further layers arranged thereon. On a side facing away from these layers, the carrier 12 has a light-scattering layer 6, for example a decoupling film, in particular a diffuser.
  • the optoelectronic component 1 is designed in particular as a bottom emitter.
  • the organic functional layer structure 22 may have one, two or more sublayers.
  • the organic functional layer structure 22 may have one, two or more sublayers.
  • the organic functional layer structure 22 may have one, two or more sublayers.
  • Emitter layer the electron transport layer and / or the electron injection layer.
  • Hole injection layer serves to reduce the band gap between the first electrode and hole transport layer.
  • the hole conductivity is larger than the electron conductivity.
  • the hole transport layer serves to transport the holes.
  • the electron conductivity is larger than that
  • the electron transport layer serves to transport the electrons.
  • the organic functional layer structure 22 may be one, two or more
  • the encapsulation layer 24 can be used as a barrier layer
  • the encapsulation layer 24 may also be referred to as thin-layer encapsulation.
  • the encapsulation layer 24 forms a barrier to chemical contaminants or
  • the encapsulation layer 24 may be formed as a single layer, a layer stack, or a layered structure.
  • the encapsulation layer 24 may include or be formed from: alumina, zinc oxide, zirconia, titania, hafnia, tantala, lanthania, silica, silicon nitride,
  • Silicon oxynitride indium tin oxide, indium zinc oxide, aluminum doped zinc oxide, poly (p-phenylene terephthalamide), carbides or compounds therewith, nylon 66, and mixtures and
  • the adhesive layer 36 is used to attach the cover 38 on the encapsulation layer 24.
  • the cover 38 is used for
  • the cover 38 may serve for distributing and / or dissipating heat generated in the optoelectronic component 1.
  • the cover 38 may in particular comprise or be a metal layer or a metal foil, for example an aluminum foil.
  • Metal webs 4 are arranged, the organic functional layer structure 22 in layer structure segments
  • the metal webs 4 are applied, for example in the form of a matrix-like grid on the first electrode 20 and with this in electrical and mechanical contact.
  • the metal bars 4 increase as busbars the
  • Metal bars 4 are equipped with a moisture
  • Diffusion barrier structure 5b is thus between the
  • the moisture diffusion barrier structure 5b is in physical contact with the first electrode 20 in regions and forms a lateral moisture diffusion barrier for each of them
  • the organic functional layer structure 22 is
  • Layer structure segments do not merge into each other and in particular in no physical direct contact
  • the second electrode 23 directly adjoins the moisture-diffusion barrier structure 5b, so that the metal web 4, the moisture diffusion barrier structure 5t> and the second electrode 23 an organic functional
  • Layer structure 22 perform interrupting and demarcating function.
  • the organic functional layer structure 22 is also a so-called dark spot 3. However, due to the moisture-diffusion barrier structure 5b, this dark spot 3 can not unhindered in the organic functional
  • Layer structure 22 spread, but is in the
  • the optoelectronic component 1 does not fail despite a fault in the encapsulation layer 24.
  • the moisture diffusion barrier structure 5b is
  • oxides for example Al 2 O 3, SiO x , TiCh
  • the moisture diffusion barrier structure 5b may be a frit, glass powder and / or metal powder.
  • the size of the individual layer structure segments is designed so that the failure of a layer structure segment does not result in the failure of the entire optoelectronic component 1. For example, the
  • Layer structure segments each have a lateral dimension of less than 1000 ⁇ , in particular of less than 200 microns,
  • FIG. 3B shows the embodiment of the optoelectronic component 1 of FIG. 3A in a plan view.
  • Moisture damaged area of the organic functional layer structure in particular the dark spot 3, does not settle in the organic functional layer structure due to the moisture diffusion barrier structure 5b continues unhindered.
  • moisture diffusion into adjacent layered structure segments 50 is prevented by the lateral moisture diffusion barrier structure 5b.
  • Component 1 can be reduced.
  • the layer structure segments 50 may be square,
  • Layer structure segment 50 can differ. Advantageously, forms that hide the failure of a layer structure segment 50.
  • Fig. 4A shows the embodiment of the optoelectronic component 1 of Figure 3A in a plan view in a
  • Layer structure has a structuring and in particular a segmentation only in the edge region R of
  • the moisture diffusion barrier structure 5b is arranged and so
  • organic functional layer structure is formed.
  • edge region R stands out as a critical point for pin holes.
  • FIG. 4b shows the exemplary embodiment of the optoelectronic component 1 of FIG. 4A in a bottom view.
  • An electric External contact A is formed in.
  • the strips are designed in size such that they are not visible to the human eye from a certain distance.
  • a light-scattering layer for example, a decoupling film can be used by the emerging dark spots are no longer visible to the viewer.
  • Fig. 5A shows an embodiment of a
  • Component 1 may correspond.
  • Component 1 has the layer structure segments 50, 52, which in the present case each one electrically from each other
  • Layer structure segments 50, 52 may be merged on carrier 12, contacted outside of cover 38 by flex / PCB contacts, and / or combined with a rugged second electrode 23, which may be formed on the carrier 12
  • a soft layer for example, a soft layer, a reactive layer and / or a nanoparticle layer.
  • Fig. 5B shows an embodiment of a
  • Component 1 may correspond.
  • Component 1 has the layer structure segments 50, 52, which in the present case have a common first electrode 20. External contacts can be led out laterally from the cover 38.
  • a plurality of optoelectronic components 1 can be arranged next to one another to form an optoelectronic assembly. LIST OF REFERENCE NUMBERS

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)

Abstract

In verschiedenen Ausführungsbeispielen werden ein optoelektronisches Bauelement (1) und ein Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements (1) bereitgestellt. Das optoelektronische Bauelement (1) weist eine erste Elektrode (20), eine organische funktionelle Schichtenstruktur (22) mit mehreren nebeneinander angeordneten Schiebtenstruktursegmenten (50, 52, 54 ) auf der ersten Elektrode (20), und eine Feuchtigkeits- Diffusionsbarrierenstruktur (5b) zwischen zumindest zwei lateral benachbarten Schichtenstruktursegmenten (50, 52) auf. Die Feuchtigkeits-Diffusionsbarrierenstruktur (5b) ist in körperlichem Kontakt mit der ersten Elektrode (20) und bildet eine laterale Feuchtigkeits - Diffusionsbarriere für mindestens eines der Schichtenstruktursegmente (50, 52, 54).

Description

OPTOELEKTRONISCHES BAUELEMENT UND VERFAHREN ZUM HERSTELLEN EINES OPTOELEKTRONISCHEN BAUELEMENTS
BESCHREIBUNG
Die Erfindung betrifft ein optoelektronisches Bauelement mit einer organischen funktionellen Schichtenstruktur und ein Verfahren zum Herstellen eines derartigen optoelektronischen Bauelements .
Optoelektronische Bauelemente, die Licht emittieren, können beispielsweise Leuchtdioden (LEDs) oder organische
Leuchtdioden {OLEDs) sein. Eine OLED kann eine Anode und eine Kathode mit einem organischen funktionellen Schichtensystem dazwischen aufweisen. Das organische funktionelle
Schichtensystem kann aufweisen eine oder mehrere
Emitterschichten, in denen elektromagnetische Strahlung erzeugt wird, eine Ladungsträgerpaar-Erzeugungs- Schichtenstruktur aus jeweils zwei oder mehr
Ladungsträgerpaar-Erzeugungs-Schichten („Charge generating layer", CGL) zur Ladungsträgerpaarerzeugung, sowie eine oder mehrere Elektronenblockadeschichten, auch bezeichnet als Lochtransportschicht (en) („hole transport layer" -HTL) , und eine oder mehrere Lochblockadeschichten, auch bezeichnet als Elektronentransportschicht (en) („electron transport layer" - ETL) , um den Stromfluss zu richten.
Optoelektronische Bauelemente, beispielsweise OLEDs, können segmentiert sein und daher mehrere OLED-Elemente aufweisen. Die OLED-Elemente können beispielsweise elektrisch parallel oder auch seriell geschaltet sein und/oder sich zumindest eine gemeinsame Elektrode teilen. Beispielsweise weisen zwei OLED-Elemente dieselbe Kathode auf, haben jedoch voneinander getrennte organische funktionelle Schichtenstrukturen und entsprechend voneinander getrennte Anoden. Trotz aufwändiger Qualitätskontrollen von OLEDs kann nicht vollständig ausgeschlossen werden, dass die OLEDs oder zumindest einzelne OLED-Elemente in ihrer Anwendung spontan ausfallen. Insbesondere enthalten OLEDs leicht oxidierbare Schichten, womit ein typisches Fehlerbild für Spontanausfälle das Eindringen von Feuchtigkeit in die OLED ist.
Herkömmlicherweise findet eine Dünnfilmverkapseiung
Verwendung, die verhindern soll, dass Feuchte in das
optoelektronische Bauelement eindringt. Häufig enthält eine derartige Verkapselung jedoch feine, porenartige Defekte, sogenannte Pin Holes, durch die Wassermoleküle in das
optoelektronische Bauelement diffundieren können. Die
eindringende Feuchte macht sich im Leuchtbild des
optoelektronischen Bauelements durch einen stetig wachsenden dunklen Fleck, einem sogenannten Dark Spot bemerkbar. Ein optoelektronisches Bauelement wird dann als Ausfall gewertet, sobald ein solcher dunkler Fleck mit bloßem menschlichen Auge erkennbar beziehungsweise sichtbar ist.
Es ist bekannt, das Eindringen von Feuchte durch eine
Verkapselung des optoelektronischen Bauelements zu
verhindern. Verkapselungsdefekte, die in der Praxis
unweigerlich auftreten, können dadurch jedoch nicht vermieden beziehungsweise derart eingegrenzt werden, dass kein Ausfall eintritt .
Aus der Druckschrift US 2002/0003403 AI ist ein
optoelektronisches Bauelement, insbesondere eine OLED- Display-Vorrichtung bekannt, die eine derartige Verkapselung aufweist .
Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein optoelektronisches Bauelement anzugeben, das ein Ausbreiten von in das
optoelektronische Bauelement eingedrungener Feuchtigkeit auf einfache Weise verhindert, insbesondere ohne hierzu einen Ausfall zu erzeugen, und/oder sich durch eine große Zuverlässigkeit des optoelektronischen Bauelements
auszeichnet .
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements anzugeben, das sich durch eine hohe Fertigungsausbeute auszeichnet, und das insbesondere die Gefahr eines Ausfalls des
optoelektronischen Bauelements, insbesondere basierend auf einem Ausbreiten von Feuchte in dem optoelektronischen
Bauelement, reduziert.
Die Aufgabe wird gemäß einem Aspekt der Erfindung gelöst durch ein optoelektronisches Bauelement aufweisend eine erste Elektrode, eine strukturierte organische funktionelle
Schichtenstruktur mit mehreren nebeneinander angeordneten Schichtenstruktursegmenten auf der ersten Elektrode und eine Feuchtigkeits-Diffusionsbarrierenstruktur zwischen zumindest zwei lateral benachbarten Schichtenstruktursegmenten. Die Feuchtigkeits-Diffusionsbarrierenstruktur ist in körperlichem Kontakt mit der ersten Elektrode, insbesondere unmittelbar an diese angrenzend ausgebildet, und bildet eine laterale
Feuchtigkeits-Diffusionsbarriere für mindestens eines der Schichtenstruktursegmente .
Das optoelektronische Bauelement enthält also eine
integrierte Feuchtigkeits-Diffusionsbarrierenstruktur, die zwischen den zumindest zwei benachbarten
Schichtenstruktursegmenten angeordnet ist. Die Feuchtigkeits- Diffusionsbarrierenstruktur verhindert das Ausbreiten von Feuchte und/oder Luft in der empfindlichen organischen funktionellen Schichtenstruktur, insbesondere durch ein
Unterbrechen der leicht oxidierbaren beziehungsweise
feuchtetransportierenden Schichten des optoelektronischen Bauelements mittels der Feuchtigkeits- Diffusionsbarrierenstruktur . Dringt beispielsweise Feuchte in die organische funktionelle Schichtenstruktur ein, so wird lediglich das betroffene Schichtenstruktursegment zerstört, wobei das benachbarte Schichtenstruktursegment durch die dazwischen angeordnete Feuchtigkeits-
Diffusionsbarrierenstruktur verschont bleibt. Ein Ausfall eines Schichtenstruktursegments bedingt so nicht zwangsläufig den Ausfall des gesamten optoelektronischen Bauelements . Eine hohe Fertigungsausbeute und eine hohe Zuverlässigkeit des optoelektronischen Bauelements kann so erzielt werden.
Die erste Elektrode ist dafür vorgesehen, die organische funktionelle Schichtenstruktur elektrisch zu kontaktieren. Beispielsweise ist die erste Elektrode als elektrisch
leitfähige Elektrodenschicht oder als Teil einer elektrisch leitfähigen Elektrodenschicht ausgebildet. Die erste
Elektrode ist dabei bevorzugt zur gemeinsamen elektrischen Kontaktierung der Schichtenstruktursegmente vorgesehen.
Alternativ kann jedem Schichtenstruktursegment eine separate elektrisch leitfähige erste Elektrode zugeordnet sein.
Die organische funktionelle Schichtenstruktur ist dazu ausgebildet, elektrische Energie in Licht oder Licht in elektrische Energie umzuwandeln. Beispielsweise ist das optoelektronische Bauelement eine OLED und die organische funktionelle Schichtenstruktur ist ein optisch aktiver
Bereich der OLED, der insbesondere segmentiert
beziehungsweise strukturiert ausgebildet ist. Beispielsweise weist die organische funktionelle Schichtenstruktur durch ihre Segmentierung eine matrizenartige Ausbildung,
insbesondere Anordnung der Schichtenstruktursegmente, auf.
Die Feuchtigkeits -Diffusionsbarrierenstruktur ist
insbesondere zum Schutz der organischen funktionellen
Schichtenstruktur vorgesehen und weist demnach schützende Eigenschaften in Form von feuchtigkeitsundurchlässigen
Eigenschaften auf. Hierbei ist die Feuchtigkeits- Diffusionsbarrierenstruktur direkt zwischen einzelnen
Schichtenstruktursegmenten angeordnet, insbesondere in direktem körperlichem Kontakt und unmittelbar an diese angrenzend ausgebildet. Die Feuchtigkeits -
Diffusionsbarrierenstruktur dient insbesondere als Barriere für eine Diffusion und/oder Ausbreitung von Feuchtigkeit von einem Schichtenstruktursegment zu dem benachbarten
Schichtenstruktursegment .
Gemäß einer Weiterbildung weist die Feuchtigkeits- Diffusionsbarrierenstruktur hermetisch abdichtende
Eigenschaften auf. Insbesondere ist die Feuchtigkeits- Diffusionsbarrierenstruktur feuchtigkeitsdicht
beziehungsweise für Feuchtigkeit undurchdringlich ausgebildet und/oder luftdicht. Dadurch kann eine Ausbreitung von
Feuchtigkeit und/oder Luft zwischen den benachbarten
Schichtenstruktursegmenten mittels der Feuchtigkeits- Diffusionsbarrierenstruktur unterbunden beziehungsweise verhindert werden .
Gemäß einer Weiterbildung weist das optoelektronische
Bauelement weiter eine zweite Elektrode auf der
strukturierten organischen funktionellen Schichtenstruktur und auf der Feuchtigkeits-Diffusionsbarrierenstruktur sowie eine Verkapselungsschicht auf der zweiten Elektrode auf.
Die zweite Elektrode ist dafür vorgesehen, die organische funktionelle Schichtenstruktur elektrisch zu kontaktieren. Beispielsweise ist die zweite Elektrode als elektrisch leitfähige Elektrodenschicht oder als Teil einer elektrisch leitfähigen Elektrodenschicht ausgebildet. Die zweite
Elektrode ist dabei bevorzugt zur gemeinsamen elektrischen Kontaktierung der Schichtenstruktursegmente vorgesehen.
Alternativ kann jedem Schichtenstruktursegment eine separate elektrisch leitfähige zweite Elektrode zugeordnet sein.
Die Verkapselungsschicht ist dafür vorgesehen, die organische funktionelle Schichtenstruktur beziehungsweise dessen
Schichtenstruktursegmente hermetisch zum Beispiel gegenüber Luft abzudichten und/oder vor Feuchtigkeit und/oder
mechanischen Einflüssen zu schützen. Dabei ist die
Verkapselungsschicht in direktem Kontakt beziehungsweise unmittelbar auf der zweiten Elektrode aufgebracht . Ein weiterer Schutz vor eindringende Feuchtigkeit in die
organische funktionelle Schichtenstruktur kann so erzielt werden.
Gemäß einer Weiterbildung ist zwischen allen lateral
benachbarten Schichtenstrukturensegmenten jeweils die
Feuchtigkeits-Diffusionsbarrierenstruktur ausgebildet und bildet jeweils eine laterale Feuchtigkeits-Diffusionsbarriere für die einzelnen Schichtenstruktursegmente . Dadurch kann ein Ausbreiten von Feuchtigkeit in den feuchtigkeitsempfindlichen Schichten des optoelektronischen Bauelements, insbesondere zwischen allen benachbarten Schichtenstruktursegmenten, unterbunden werden. Insbesondere kann eine Undichtigkeit im optoelektronischen Bauelement durch die Feuchtigkeits- Diffusionsbarrierenstruktur auf beispielsweise ein
Schichtenstruktursegment eingegrenzt werden.
Gemäß einer Weiterbildung weist das optoelektronische
Bauelement weiter zumindest eine Metallstegestruktur auf, wobei die Feuchtigkeits-Diffusionsbarrierenstruktur zumindest bereichsweise auf der Metallstegestruktur angeordnet ist. Insbesondere bedeckt beziehungsweise umschließt die
Feuchtigkeits-Diffusionsbarrierenstruktur die
Metallstegestruktur. Dabei steht die Feuchtigkeits- Diffusionsbarrierenstruktur weiter zumindest bereichsweise in direktem Kontakt mit der ersten Elektrode, beispielsweise an Seitenbereichen der Metallstegestruktur. Die
Metallstegestruktur ist unmittelbar auf der ersten Elektrode angeordnet und mit dieser elektrisch und mechanisch verbunden und dient insbesondere als sogenannte Busbar-struktur, die die elektrische Leitfähigkeit der ersten Elektrode erhöht.
Gemäß einer Weiterbildung enthält die Feuchtigkeits- Diffusionsbarrierenstruktur eine Fritte, aufgeschmolzenes Glaspulver, ein sonstiges Glaslot, ein sonstiges Lot und/oder Metallstege. Die Schichtenstruktursegmente werden demnach voneinander hermetisch isoliert durch die interne Fritte, das aufgeschmolzene Glaspulver, das Lot und/oder die als Busbar dienenden Metallstege .
Gemäß einer Weiterbildung enthält die Feuchtigkeits- Diffusionsbarrierenstruktur zumindest ein Oxid,
beispielsweise AI2O3, SiOx, T1O2, ein Nitrid, beispielsweise SiN, und/oder ein Karbid, beispielweise Sic. Die
Feuchtigkeits-Diffusionsbarrierenstruktur ist hierbei also zumindest teilweise aus dielektrischen Schichten gebildet oder setzt sich daraus zusammen. Die genannten möglichen Materialien der Feuchtigkeits-Diffusionsbarrierenstruktur können dabei einzeln Verwendung finden oder sich aus einem Materialgemisch der verschieden genannter Materialien
zusammensetzen. Zudem sind für die Feuchtigkeits- Diffusionsbarrierenstruktur auch Materialien verwendbar, die dem Fachmann bekannt sind für herkömmlich bekannte
Verkapselungsschichten und/oder Dünnfilmverkapselungen, inklusive organischer Verkapselungsschichten.
Gemäß einer Weiterbildung ist die Feuchtigkeits- Diffusionsbarrierenstruktur in einem Randbereich des
optoelektronischen Bauelements angeordnet. Gerade im
Randbereich des optoelektronischen Bauelements bilden sich kritische Bereiche aus, die das Eindringen und Ausbreiten von Feuchtigkeit in der organischen funktionellen
Schichtenstruktur betreffen. Ein lokales Einbringen der
Feuchtigkeits-Diffusionsbarrierenstruktur in diesen
kritischen Bereichen verringert das Risiko eines Ausfalls des optoelektronischen Bauelements drastisch.
Gemäß einer Weiterbildung weisen die
Schichtenstruktursegmente jeweils eine laterale Abmessung von kleiner 1000 um, insbesondere von kleiner 200 μm,
insbesondere von kleiner 50 μm auf. Schichtenstruktursegmente in diesen genannten Größenbereichen, die beispielsweise aufgrund von eingedrungener Feuchte ausfallen, bedingen keinen Ausfall des gesamten optoelektronischen Bauelements. Insbesondere sind Ausfälle der Schichtenstruktursegmente in der genannten Größe für das menschliche Auge nicht oder kaum wahrnehmbar. Findet das optoelektronische Bauelement
beispielsweise für die Allgemeinbeleuchtung Verwendung, so sind Dark Spots mit Abmessungen von bis zu einigen 100 yan noch tolerabel .
Gemäß einer Weiterbildung weist das optoelektronische
Bauelement weiter einen Träger auf, auf dem die erste
Elektrode angeordnet ist, wobei der Träger eine weitere
Feuchtigkeits -Diffusionsbarriere bildet. Träger, die eine ausreichende Feuchtigkeits-Diffusionsbarriere bilden,
enthalten beispielsweise Glas oder Metall oder bestehen daraus . Durch einen derartigen Träger kann die organische funktionelle Schichtenstruktur auch von Seiten des Trägers hermetisch abgedichtet beziehungsweise gegen das Eindringen von Feuchtigkeit geschützt sein.
Gemäß einer alternativen Weiterbildung weist das
optoelektronische Bauelement weiter einen Träger auf, auf dem die erste Elektrode angeordnet ist, wobei der Träger
feuchtedurchlässig ist und auf einer der ersten Elektrode abgewandten Seite eine Dünnfilmverkapseiung aufweist, die eine weitere Feuchtigkeits-Diffusionsbarriere bildet. In diesem Fall ist der Träger also feuchtedurchlässig,
beispielsweise aus Plastik. Der Schutz der organischen funktionellen Schichtenstruktur vor eindringender Feuchte von Seiten des Trägers wird durch die Dünnfilmverkapselung erzeugt .
Gemäß einer Weiterbildung ist in dem Träger und/oder auf dem Träger zumindest eine lichtstreuende Schicht oder Folie ausgebildet. Die Sichtbarkeit von Dark Spots kann durch die lichtstreuende Schicht beziehungsweise Folie weiter kaschiert werden, sodass diese mit dem menschlichen Auge kaum oder nicht wahrnehmbar sind.
Die Aufgabe wird weiter gelöst durch ein Verfahren zum
Herstellen eines optoelektronischen Bauelements, beispielsweise des im Vorhergehenden erläuterten optoelektronischen Bauelements. Bei dem Verfahren wird die erste Elektrode ausgebildet, die strukturierte organische funktionelle Schichtenstruktur mit mehreren nebeneinander angeordneten Schichtenstruktursegmenten wird auf der ersten Elektrode ausgebildet, die Feuchtigkeits-
Diffusionsbarrierenstruktur wird zwischen zumindest zwei lateral benachbarten Schichtenstruktursegmenten ausgebildet, wobei die Feuchtigkeits-Diffusionsbarrierenstruktur in körperlichen Kontakt gebracht wird mit der ersten Elektrode und eine laterale Feuchtigkeits-Diffusionsbarriere für mindestens eines der Schichtenstruktursegmente bildet .
Das Verfahren zeichnet sich insbesondere durch seine hohe Fertigungsausbeute sowie durch seine reduzierte Gefahr eines Ausfalls des optoelektronischen Bauelements, insbesondere basierend auf einem Ausbreiten von Feuchte in dem
optoelektronischen Bauelement, aus.
Alternative Ausführungen und/oder Vorteile betreffend die Feuchtigkeits-Diffusionsbarrierenstruktur, die organische funktionelle Schichtenstruktur, das optoelektronische
Bauelement und/oder jeweils Komponenten hiervon sind bereits in Zusammenhang mit dem jeweiligen Erzeugnis weiter oben in der Anmeldung ausgeführt und finden bei dem
Herstellungsverfahren natürlich entsprechend Anwendung, ohne hier explizit nochmals aufgeführt zu sein.
Gemäß einer Weiterbildung wird die Feuchtigkeits- Diffusionsbarrierenstruktur ganzflächig auf der ersten
Elektrode aufgebracht und anschließend beispielsweise mittels eines lithografisehen Verfahrens und eines Ätzverfahrens lateral strukturiert .
Gemäß einer Weiterbildung wird die strukturierte organische funktionelle Schichtenstruktur ganzflächig auf der ersten Elektrode und/oder der Feuchtigkeits- Diffusionsbarrierenstruktur aufgebracht und anschließend strukturiert. Insbesondere wird die ganzflächig aufgebrachte organische funktionelle Schichtenstruktur zum Beispiel mittels Laserablation über der Feuchtigkeits- Diffusionsbarrierenstruktur entfernt, sodass die separierten Schichtenstruktursegmente entstehen, die bevorzugt nicht miteinander in direktem Kontakt sind, sodass eine Ausbreitung von eingedrungener Feuchtigkeit zwischen den einzelnen
Schichtenstruktursegmenten nicht oder nur begrenzt möglich ist. Die zweite Elektrode kann dabei ebenfalls ganzflächig auf der organischen funktionellen Schichtenstruktur
aufgebracht und anschließend entsprechend der Strukturierung der organischen funktionellen Schichtenstruktur strukturiert werden.
Gemäß einer alternativen Weiterbildung wird die strukturierte organische funktionelle Schichtenstruktur strukturiert auf der ersten Elektrode aufgebracht. Insbesondere wird die erste Elektrode zwischen der Feuchtigkeits-
Diffusionsbarrierenstruktur mit der organischen funktionellen Schichtenstruktur und bevorzugt mit der zweiten Elektrode strukturiert beschichtet, beispielsweise mit Hilfe von
Schattenmasken, Inkjet-Drucken, Stempeldrucken oder
laserinduziertem thermischen Imaging.
Gemäß einer Weiterbildung werden die organische funktionelle Schichtenstruktur und die Feuchtigkeits- Diffusionsbarrierenstruktur mit der zweiten Elektrode
und/oder der Verkapselungsschicht ganzflächig beschichtet. Hierbei weist die zweite Elektrode bevorzugt eine hohe
Elektronegativität auf.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert.
Es zeigen
Figur 1 eine seitliche Schnittdarstellung eines
herkömmlichen optoelektronischen Bauelements,- Figur 2A eine seitliche Schnittdarstellung eines
herkömmlichen optoelektronischen Bauelements;
Figur 2B eine Aufsicht auf das herkömmliche
optoelektronische Bauelement der Figur 2A;
Figur 3A eine seitliche Schnittdarstellung eines
Ausführungsbeispiels eines optoelektronischen Bauelements;
Figur 3B eine Aufsicht auf das Ausführungsbeispiel des optoelektronischen Bauelements der Figur 3A;
Figur 4A eine Aufsicht auf ein Ausführungsbeispiels eines optoelektronischen Bauelements;
Figur 4B eine Sicht auf die Außenkontaktierung des
Ausführungsbeispiels des optoelektronischen Bauelements der Figur 4A;
Figur 5A eine seitliche Schnittdarstellung eines
Ausführungsbeispiels eines optoelektronischen Bauelements ;
Figur 5B eine seitliche Schnittdarstellung eines
Ausführungsbeispiels eines optoelektronischen Bauelements .
In der folgenden ausführlichen Beschreibung wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, die Teil dieser Beschreibung bilden und in denen zur Veranschaulichung spezifische Ausführungsbeispiele 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 Ausführungsbeispielen in einer Anzahl verschiedener Orientierungen positioniert werden können, dient die Richtungsterminologie zur Veranschaulichung und ist auf keinerlei Weise einschränkend. Es versteht sich, dass andere Ausführungsbeispiele 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 Ausführungsbeispiele 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.
Ein optoelektronisches Bauelement kann ein elektromagnetische Strahlung emittierendes Bauelement oder ein
elektromagnetische Strahlung absorbierendes Bauelement sein. Ein elektromagnetische Strahlung absorbierendes Bauelement kann beispielsweise eine organische Solarzelle oder eine organische Photozelle sein. Ein elektromagnetische Strahlung emittierendes Bauelement kann in verschiedenen
Ausführungsbeispielen als eine organische elektromagnetische Strahlung emittierende Diode (organic light emitting diode, OLED) oder als ein elektromagnetische Strahlung emittierender organischer Transistor ausgebildet sein. Die Strahlung kann beispielsweise Licht im sichtbaren Bereich, UV-Licht und/oder Infrarot-Licht sein. Das lichtemittierende Bauelement kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen Teil einer integrierten Schaltung sein. Weiterhin kann eine Mehrzahl von lichtemittierenden Bauelementen vorgesehen sein, beispielsweise untergebracht in einem gemeinsamen Gehäuse.
Fig. 1 zeigt ein herkömmliches optoelektronisches Bauelement 1. Das optoelektronische Bauelement 1 weist einen Träger 12 auf. Der Träger 12 kann transluzent oder transparent
ausgebildet sein. Der Träger 12 dient als Trägerelement für elektronische Elemente oder Schichten, beispielsweise
lichtemittierende Elemente. Der Träger 12 kann beispielsweise Kunststoff, Metall, Glas, Quarz und/oder ein
Halbleitermaterial aufweisen oder daraus gebildet sein.
Ferner kann der Träger 12 eine Kunststofffolie oder ein
Laminat mit einer oder mit mehreren Kunststofffolien
aufweisen oder daraus gebildet sein. Der Träger 12 kann mechanisch rigide oder mechanisch flexibel ausgebildet sein.
Auf dem Träger 12 ist eine optoelektronische
Schichtenstruktur ausgebildet . Die optoelektronische
Schichtenstruktur weist eine erste Elektrodenschicht 14 auf, die einen ersten Kontaktabschnitt 16, einen zweiten
Kontaktabschnitt 18 und eine erste Elektrode 20 aufweist. Der Träger 12 mit der ersten Elektrodenschicht 14 kann auch als Substrat bezeichnet werden. Zwischen dem Träger 12 und der ersten Elektrodenschicht 14 kann eine erste nicht
dargestellte Barriereschicht, beispielsweise eine erste
Barrieredünnschicht, ausgebildet sein.
Die erste Elektrode 20 ist von dem ersten Kontaktabschnitt 16 mittels einer elektrischen Isolierungsbarriere 21 elektrisch isoliert. Der zweite Kontaktabschnitt 18 ist mit der ersten Elektrode 20 der optoelektronischen Schichtenstruktur
elektrisch gekoppelt. Die erste Elektrode 20 kann als Anode oder als Kathode ausgebildet sein. Die erste Elektrode 20 kann transluzent oder transparent ausgebildet sein. Die erste Elektrode 20 weist ein elektrisch leitfähiges Material auf, beispielsweise Metall und/oder ein leitfähiges transparentes Oxid (transparent conductive oxide, TCO) oder einen
Schichtenstapel mehrerer Schichten, die Metalle oder TCOs aufweisen. Die erste Elektrode 20 kann beispielsweise einen Schichtenstapel einer Kombination einer Schicht eines Metalls auf einer Schicht eines TCOs aufweisen, 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. Die erste Elektrode 20 kann alternativ oder zusätzlich zu den genannten Materialien aufweisen:
Netzwerke aus metallischen Nanodrähten und -teilchen,
beispielsweise aus Ag, Netzwerke aus Kohlenstoff-Nanoröhren, Graphen-Teilchen und -Schichten und/oder Netzwerke aus halbleitenden Nanodrähten. über der ersten Elektrode 20 ist eine optisch funktionelle Schichtenstruktur, beispielsweise eine organische
funktionelle Schichtenstruktur 22, der optoelektronischen Schichtenstruktur ausgebildet. Die organische funktionelle Schichtenstruktur 22 kann beispielsweise eine, zwei oder mehr Teilschichten aufweisen. Beispielsweise kann die organische funktionelle Schichtenstruktur 22 eine Lochinjektionsschicht, eine Lochtransportschicht, eine Emitterschicht, eine
Elektronentransportschicht und/oder eine
Elektroneninjektionsschicht aufweisen. Die
Lochinjektionsschicht dient zum Reduzieren der Bandlücke zwischen erster Elektrode und Lochtransportschicht . Bei der Lochtransportschicht ist die Lochleitfähigkeit größer als die Elektronenleitfähigkeit. Die Lochtransportschicht dient zum Transportieren der Löcher. Bei der Elektronentransportschicht ist die Elektronenleitfähigkeit größer als die
Lochleitfähigkeit. Die Elektronentransportschicht dient zum Transportieren der Elektronen. Die
Elektroneninjektionsschicht dient zum Reduzieren der
Bandlücke zwischen zweiter Elektrode und
Elektronentransportschicht. Ferner kann die organische funktionelle Schichtenstruktur 22 ein, zwei oder mehr
funktionelle Schichtenstruktur-Einheiten aufweisen, die jeweils die genannten Teilschichten und/oder weitere
Zwischenschichten aufweisen. Das optoelektronische Bauelement 1 weist mindestens zwei, beispielsweise drei oder mehr Schichtenstruktursegmente 50, 52, 54 auf. in anderen Worten ist das optoelektronische
Bauelement 1 segmentiert. Die Schichtenstruktursegmente 50, 52, 54 weisen voneinander getrennte Segmente der organischen funktionellen Schichtenstruktur 22 und voneinander getrennte Segmente der ersten Elektrodenschicht 20 auf . Insbesondere weist die erste Elektrodenschicht 20 eine erste Elektrode 51 des ersten Schichtenstruktursegments 50, eine erste Elektrode 53 des zweiten Schichtenstruktursegments 52 und eine erste Elektrode 55 des dritten Schichtenstruktursegments 54 auf. Falls das optoelektronische Bauelement 1 mehr oder weniger Segmente aufweist, so weist die erste Elektrodenschicht 20 entsprechend mehr bzw. weniger erste Elektroden 51, 53, 55 auf. Optional teilen sich die Schichtenstruktursegmente 50, 52, 54 eine zweite Elektrodenschicht 23, die nicht
segmentiert ist . Alternativ dazu kann bei den
Schichtenstruktursegmenten 50, 52, 54 die zweite
Elektrodenschicht 23 segmentiert sein und/oder die erste Elektrodenschicht 20 kann nicht segmentiert und/oder
einstückig ausgebildet sein. Die ersten Elektroden 51, 53, 55 können mit nicht dargestellten verschiedenen, voneinander elektrisch isolierten, Bereichen des zweiten
Kontaktabschnitts 18 elektrisch gekoppelt sein, so dass die Schichtenstruktursegmente 50, 52, 54 unabhängig voneinander betrieben werden können.
Über der organischen funktionellen Schichtenstruktur 22 ist die zweite Elektrode 23 der optoelektronischen
Schichtenstruktur ausgebildet, die elektrisch mit dem ersten Kontaktabschnitt 16 gekoppelt ist. Die zweite Elektrode 23 kann gemäß einer der Ausgestaltungen der ersten Elektrode 20 ausgebildet sein, wobei die erste Elektrode 20 und die zweite Elektrode 23 gleich oder unterschiedlich ausgebildet sein können. Die erste Elektrode 20 dient beispielsweise als Anode oder Kathode der optoelektronischen Schichtenstruktur. Die zweite Elektrode 23 dient korrespondierend zu der ersten Elektrode als Kathode bzw. Anode der optoelektronischen
Schichtenstruktur .
Die optoelektronische Schichtenstruktur ist ein elektrisch und/oder optisch aktiver Bereich. Der aktive Bereich ist beispielsweise der Bereich des optoelektronischen
Bauelements, in dem elektrischer Strom zum Betrieb des optoelektronischen Bauelements fließt und/oder in dem
elektromagnetische Strahlung erzeugt oder absorbiert wird. Auf oder über dem aktiven Bereich kann eine Getter-Struktur (nicht dargestellt) angeordnet sein. Die Getter-Schicht kann transluzent, transparent oder opak ausgebildet sein. Die Getter-Schicht kann ein Material aufweisen oder daraus gebildet sein, das Stoffe, die schädlich für den aktiven Bereich sind, absorbiert und bindet . über der zweiten Elektrode 23 und teilweise über dem ersten Kontaktabschnitt 16 und teilweise über dem zweiten
Kontaktabschnitt 18 ist eine Verkapselungsschicht 24 der optoelektronische Schichtenstruktur ausgebildet, die die optoelektronische Schichtenstruktur verkapselt. Die
Verkapselungsschicht 24 kann als zweite Barriereschicht, beispielsweise als zweite Barrieredünnschicht, ausgebildet sein. Die Verkapselungsschicht 24 kann auch als
Dünnschichtverkapselung bezeichnet werden. Die
Verkapselungsschicht 24 bildet eine Barriere gegenüber chemischen Verunreinigungen bzw. atmosphärischen Stoffen, insbesondere gegenüber Wasser (Feuchtigkeit) und Sauerstoff. Die Verkapselungsschicht 24 kann als eine einzelne Schicht, ein Schichtstapel oder eine Schichtstruktur ausgebildet sein. Die Verkapselungsschicht 24 kann aufweisen oder daraus gebildet sein: Aluminiumoxid, Zinkoxid, Zirkoniumoxid,
Titanoxid, Hafniumoxid, Tantaloxid, Lanthaniumoxid,
Siliziumoxid, Siliziumnitrid, Siliziumoxinitrid,
Indiumzinnoxid, Indiumzinkoxid, Aluminium-dotiertes Zinkoxid, Poly (p-phenylenterephthalamid) , Karbide oder Verbindungen davon, Nylon 66, sowie Mischungen und Legierungen derselben. Gegebenenfalls kann die erste Barriereschicht auf dem Träger 12 korrespondierend zu einer Ausgestaltung der
Verkapselungsschicht 24 ausgebildet sein.
In der Verkapselungsschicht 24 sind über dem ersten
Kontaktabschnitt 16 eine erste Ausnehmung der
Verkapselungsschicht 24 und über dem zweiten Kontaktabschnitt 18 eine zweite Ausnehmung der Verkapselungsschicht 24
ausgebildet. In der ersten Ausnehmung der
Verkapselungsschicht 24 ist ein erster Kontaktbereich 32 freigelegt und in der zweiten Ausnehmung der
Verkapselungsschicht 24 ist ein zweiter Kontaktbereich 34 freigelegt. Der erste Kontaktbereich 32 dient zum
elektrischen Kontaktieren des ersten Kontaktabschnitts 16 und der zweite Kontaktbereich 34 dient zum elektrischen
Kontaktieren des zweiten Kontaktabschnitts 18.
Über der Verkapselungsschicht 24 ist eine Klebeschicht 36 ausgebildet. Die Klebeschicht 36 weist beispielsweise ein Haftmittel, beispielsweise einen Klebstoff, beispielsweise einen Laminierklebstoff , einen Lack und/oder ein Harz auf. Die Klebeschicht 36 kann beispielsweise Partikel aufweisen, die elektromagnetische Strahlung streuen, beispielsweise lichtstreuende Partikel.
Über der Klebeschicht 36 ist eine Abdeckung 38 ausgebildet. Die Klebeschicht 36 dient zum Befestigen der Abdeckung 38 an der Verkapselungsschicht 24. Die Abdeckung 38 weist
beispielsweise Kunststoff und/oder Metall auf. Beispielsweise kann die Abdeckung 38 im Wesentlichen aus Glas gebildet sein und eine dünne Metallschicht, beispielsweise eine
Metallfolie, und/oder eine GraphitSchicht, beispielsweise ein Graphitlaminat , auf dem Glaskörper aufweisen. Die Abdeckung 38 dient zum Schützen des herkömmlichen optoelektronischen Bauelements 1, beispielsweise vor mechanischen
Kräfteinwirkungen von außen. Ferner kann die Abdeckung 38 zum Verteilen und/oder Abführen von Hitze dienen, die in dem herkömmlichen optoelektronischen Bauelement 1 erzeugt wird. Beispielsweise kann das Glas der Abdeckung 38 als Schutz vor äußeren Einwirkungen dienen und die Metallschicht der
Abdeckung 38 kann zum Verteilen und/oder Abführen der beim Betrieb des herkömmlichen optoelektronischen Bauelements 1 entstehenden Wärme dienen.
Fig. 2A zeigt ein herkömmliches optoelektronisches Bauelement 1, das beispielsweise weitgehend dem in Figur 1 gezeigten optoelektronischen Bauelement 1 entsprechen kann. Zusätzlich ist auf einer von den Schichten des optoelektronischen
Bauelements 1 abgewandten Seite des Trägers 12 eine
lichtstreuende Schicht 6 angeordnet, beispielsweise eine Auskoppelfolie, insbesondere ein Diffusor. Das
optoelektronische Bauelement 1 ist insbesondere als Bottom- Emitter ausgebildet.
Weiter zusätzlich sind auf der ersten Elektrode 20 in
direktem Kontakt mit dieser Metallstege 4 angeordnet, die die organische funktionelle Schichtenstruktur 22 in
Schichtenstruktursegmente unterteilen. Die Metallstege 4 sind beispielsweise in Form eines matrixartigen Gitters auf der ersten Elektrode 20 aufgebracht und mit dieser in
elektrischem und mechanischem Kontakt. Die Metallstege 4 erhöhen als Busbars die elektrische Leitfähigkeit der ersten Elektrode 20. Die Metallstege 4 sind mit einer Lackschicht 5a bedeckt beziehungsweise von dieser umschlossen. Die
organische funktionelle Schichtenstruktur 22 ist zwischen den Metallstegen 4 sowie auf der Lackschicht 5a angeordnet und geht daher über der Lackschicht 5a von einem
Schichtenstruktursegment zu einem benachbarten
Schichtenstruktursegment übergangslos über.
Tritt nun Feuchtigkeit aufgrund eines sogenannten Pin holes 2 durch die Verkapselungsschicht 24, entsteht in der
organischen funktionellen Schichtenstruktur 22 ein
sogenannter Dark Spot 3. Dieser Dark spot 3 kann sich
ungehindert in der organischen funktionellen
Schichtenstruktur 22 ausbreiten und damit diese organische funktionelle Schichtenstruktur 22 beschädigen. Ein stetig anwachsender dunkler Fleck kann in dem optoelektronischen Bauelement 1 entstehen, der zu einem Ausfall des
optoelektronischen Bauelements 1 führen kann.
Fig. 2B zeigt das herkömmliche optoelektronische Bauelement 1 der Figur 1 in Aufsicht. Der feuchtegeschädigte Bereich der organischen funktionellen Schichtenstruktur, insbesondere der Dark spot 3, setzt sich aufgrund der ungehinderten
Feuchtediffusion in der organischen funktionellen
Schichtenstruktur weiter fort, womit der geschädigte Bereich und damit der im Leuchtbild sichtbare Dark spot 3 stetig wächst, was unausweichlich einen Ausfall des
optoelektronischen Bauelements 1 bedeutet.
Fig. 3A zeigt ein Ausführungsbeispiel eines
optoelektronischen Bauelements 1, das beispielsweise
weitgehend dem in Figur 2A gezeigten optoelektronischen
Bauelement 1 entsprechen kann. Das optoelektronische
Bauelement 1 weist auf dem Träger 12, der insbesondere als Glassubstrat ausgebildet ist, die ersten Elektrode 20 auf, die insbesondere eine ITO-Schicht ist und als Anode dient, die organische funktionelle Schichtenstruktur 22 auf der ersten Elektrode 20, die zweite Elektrode 23 auf der
organischen funktionellen Schichtenstruktur 22, die
insbesondere eine Al-Schicht ist und als Kathode dient, die Verkapselungsschicht 24, die insbesondere eine TFE-Schicht ist, auf der zweiten Elektrode 23, die Klebeschicht 36 auf der Verkapselungsschicht 24, und die Abdeckung 38.
Der Träger 12 dient als Trägerelement für die weiteren, darauf angeordneten Schichten. Auf einer von diesen Schichten abgewandten Seite weist der Träger 12 eine lichtstreuende Schicht 6, beispielsweise eine Auskoppelfolie, insbesondere einen Diffusor, auf. Das optoelektronische Bauelement 1 ist insbesondere als Bottom-Emitter ausgebildet.
Die organische funktionelle Schichtenstruktur 22 kann eine, zwei oder mehr Teilschichten aufweisen. Beispielsweise kann die organische funktionelle Schichtenstruktur 22 die
Lochinjektionsschicht, die Lochtransportschicht, die
Emitterschicht , die Elektronentransportschicht und/oder die Elektroneninjektionsschicht aufweisen. Die
Lochinjektionsschicht dient zum Reduzieren der Bandlücke zwischen erster Elektrode und Lochtransportschicht . Bei der Lochtransportschicht ist die Lochleitfähigkeit größer als die Elektronenleitfähigkeit . Die Lochtransportschicht dient zum Transportieren der Löcher. Bei der Elektronentransportschicht ist die Elektronenleitfähigkeit größer als die
Lochleitfähigkeit. Die Elektronentransportschicht dient zum Transportieren der Elektronen. Die
Elektroneninjektionsschicht dient zum Reduzieren der
Bandlücke zwischen zweiter Elektrode und
Elektronentransportschicht . Ferner kann die organische funktionelle Schichtenstruktur 22 ein, zwei oder mehr
funktionelle Schichtenstruktur-Einheiten, die jeweils die genannten Teilschichten und/oder weitere Zwischenschichten aufweisen.
Die Verkapselungsschicht 24 kann als Barriereschicht,
beispielsweise als Barrieredünnschicht, ausgebildet sein. Die Verkapselungsschicht 24 kann auch als Dünnschichtverkapselung bezeichnet werden. Die Verkapselungsschicht 24 bildet eine Barriere gegenüber chemischen Verunreinigungen bzw.
atmosphärischen Stoffen, insbesondere gegenüber Wasser
(Feuchtigkeit) und Sauerstoff. Die Verkapselungsschicht 24 kann als eine einzelne Schicht, ein Schichtstapel oder eine Schichtetruktur ausgebildet sein. Die Verkapselungsschicht 24 kann aufweisen oder daraus gebildet sein: Aluminiumoxid, Zinkoxid, Zirkoniumoxid, Titanoxid, Hafniumoxid, Tantaloxid, Lanthaniumoxid, Siliziumoxid, Siliziumnitrid,
Siliziumoxinitrid, Indiumzinnoxid, Indiumzinkoxid, Aluminiumdotiertes Zinkoxid, Poly (p-phenylenterephthalamid) , Karbide oder Verbindungen damit, Nylon 66, sowie Mischungen und
Legierungen derselben oder Tetrafluorethylen (TFE) . Die Klebeschicht 36 dient zum Befestigen der Abdeckung 38 auf der Verkapselungsschicht 24. Die Abdeckung 38 dient zum
Schützen des optoelektronischen Bauelements 1, beispielsweise vor mechanischen Krafteinwirkungen von außen. Ferner kann die Abdeckung 38 zum Verteilen und/oder Abführen von Hitze dienen, die in dem optoelektronischen Bauelement 1 erzeugt wird. Die Abdeckung 38 kann insbesondere eine Metallschicht oder eine Metallfolie aufweisen oder sein, beispielsweise eine Aluminiumfolie.
Auf der ersten Elektrode 20 sind in direktem Kontakt
Metallstege 4 angeordnet, die die organische funktionelle Schichtenstruktur 22 in Schichtenstruktursegmente
unterteilen. Die Metallstege 4 sind beispielsweise in Form eines matrixartigen Gitters auf der ersten Elektrode 20 aufgebracht und mit dieser in elektrischem und mechanischem Kontakt . Die Metallstege 4 erhöhen als Busbars die
elektrische Leitfähigkeit der ersten Elektrode 20. Die
Metallstege 4 sind mit einer Feuchtigkeits-
Diffusionsbarrierenstruktur 5b bedeckt beziehungsweise von dieser umschlossen. Die Feuchtigkeits-
Diffusionsbarrierenstruktur 5b ist somit zwischen den
einzelnen Schichtenstruktursegmenten angeordnet und grenzt diese jeweils vollumrundend ein. Dabei ist die Feuchtigkeits- Diffusionsbarrierenstruktur 5b bereichsweise in körperlichem Kontakt mit der ersten Elektrode 20 und bildet eine laterale Feuchtigkeits-Diffusionsbarriere für jedes der
Schichtenstruktursegmente aus .
Die organische funktionelle Schichtenstruktur 22 ist
lediglich zwischen den Metallstegen 4 angeordnet und
insbesondere nicht oberhalb der Feuchtigkeits- Diffusionsbarrierenstruktur 5b, sodass die
Schichtenstruktursegmente nicht ineinander übergehen und insbesondere in keinem körperlichen direkten Kontakt
zueinander stehen. Insbesondere grenzt die zweite Elektrode 23 unmittelbar an die Feuchtigkeits- Diffusionsbarrierenstruktur 5b an, sodass der Metallsteg 4, die Feuchtigkeits-Diffusionsbarrierenstruktur 5t> und die zweite Elektrode 23 eine die organische funktionelle
Schichtenstruktur 22 unterbrechende und abgrenzende Funktion erfüllen .
Tritt nun Feuchtigkeit durch einen sogenannten Pin hole 2 durch die Verkapselungsschicht 24 , entsteht in der
organischen funktionellen Schichtenstruktur 22 zwar ebenfalls ein sogenannter Dark Spot 3. Dieser Dark spot 3 kann sich jedoch aufgrund der Feuchtigkeits-Diffusionsbarrierenstruktur 5b nicht ungehindert in der organischen funktionellen
Schichtenstruktur 22 ausbreiten, sondern wird in dem
auftretenden Schichtenstruktursegment lokal begrenzt. Das optoelektronische Bauelement 1 fällt trotz einem Fehler in der Verkapselungsschicht 24 nicht aus.
Die Feuchtigkeits-Diffusionsbarrierenstruktur 5b ist
beispielsweise aus dielektrischen Stegen gebildet, zum
Beispiel aus Oxiden (beispielsweise AI2O3, SiOx, TiCh) ,
Nitriden (beispielsweise SiN) , Karbiden (beispielsweise Sic) oder Kombinationen davon. Alternativ kann die Feuchtigkeits- Diffusionsbarrierenstruktur 5b eine Fritte sein, Glaspulver und/oder Metallpulver enthalten.
Die Größe der einzelnen Schichtenstruktursegmente ist so ausgelegt, dass der Ausfall eines Schichtenstruktursegments nicht den Ausfall des gesamten optoelektronischen Bauelements 1 nach sich zieht. Beispielsweise weisen die
Schichtenstruktursegmente jeweils eine laterale Abmessung von kleiner 1000 μηι, insbesondere von kleiner 200 um,
insbesondere von kleiner 50 pm auf.
Fig. 3B zeigt das Ausführungsbeispiel des optoelektronischen Bauelements 1 der Figur 3A in einer Aufsicht. Der
feuchtegeschädigte Bereich der organischen funktionellen Schichtenstruktur, insbesondere der Dark spot 3, setzt sich aufgrund der Feuchtigkeits-Diffusionsbarrierenstruktur 5b in der organischen funktionellen Schichtenstruktur nicht ungehindert fort. Insbesondere wird die Feuchtediffusion in benachbarte SchichtenstrukturSegmente 50 durch die laterale Feuchtigkeits-Diffusionsbarrierenstruktur 5b gehindert. Die Gefahr eines Ausfalls des gesamten optoelektronischen
Bauelements 1 kann so reduziert werden.
Die Schichtenstruktursegmente 50 können quadratisch,
rechteckig oder hexagonal ausgebildet sein. Alternativ sind beliebige andere gewünschte Formen der
Schichtenstruktursegmente 50 möglich, die sich weiter
alternativ von Schichtenstruktursegment 50 zu
Schichtenstruktursegment 50 unterscheiden können. Vorteilhaft sind Formen, die den Ausfall eines Schichtenstruktursegments 50 kaschieren.
Fig. 4A zeigt das Ausführungsbeispiel des optoelektronischen Bauelements 1 der Figur 3A in einer Aufsicht in einer
alternativen Ausgestaltung. Die organische funktionelle
Schichtenstruktur weist eine Strukturierung und insbesondere eine Segmentierung lediglich im Randbereich R des
optoelektronischen Bauelements 1 auf. Zwischen den einzelnen Schichtenstruktursegmenten 50 ist wiederum die Feuchtigkeits- Diffusionsbarrierenstruktur 5b angeordnet und derart
ausgebildet, dass eine vollständige Unterbrechung der
organischen funktionellen Schichtenstruktur ausgebildet ist.
Gerade der Randbereich R zeichnet sich als kritische Stelle für Pin holes aus. Durch das Segmentieren der organischen funktionellen Schichtenstruktur und insbesondere durch das Ausbilden von der Feuchtigkeits-Diffusionsbarrierenstruktur gerade im Randbereich R kann eine Ausbreitung von
eingedrungener Feuchtigkeit in der organischen funktionellen Schichtenstruktur verhindert werden.
Fig. 4b zeigt das Ausführungsbeispiel des optoelektronischen Bauelements 1 der Figur 4A in einer Untersicht. Insbesondere ist hier die mögliche elektrische Kontaktierung der einzelnen Schichtenstruktursegmente dargestellt. Eine elektrische Außenkontaktierung A ist in. Form eines Streifenmusters ausgebildet. Die Streifen sind dabei in ihrer Größe derart ausgebildet, dass diese für das menschliche Auge ab einer gewissen Entfernung nicht sichtbar sind. Zusätzlich kann eine lichtstreuende Schicht, beispielsweise eine Auskoppelfolie Verwendung finden, durch die auftretende Dark spots für den Betrachter nicht mehr sichtbar sind.
Fig. 5A zeigt ein Ausführungsbeispiel eines
optoelektronischen Bauelements 1, das beispielsweise
weitgehend dem in Figur 3A gezeigten optoelektronischen
Bauelement 1 entsprechen kann. Das optoelektronische
Bauelement 1 weist die Schichtenstruktursegmente 50, 52 auf, die vorliegend jeweils einen elektrisch voneinander
unabhängigen beziehungsweise isolierten Bereich der ersten Elektrode 20 aufweisen. Eine separate elektrische Ansteuerung der einzelnen Schichtenstruktursegmente 50, 52 ermöglicht sich so. Elektrische Kontakte der einzelnen
Schichtenstruktursegmente 50, 52 können auf dem Träger 12 zusammengeführt werden, außerhalb der Abdeckung 38 durch Flex/PCB Kontakte kontaktiert werden und/oder kombiniert werden mit einer robusten zweiten Elektrode 23, die
beispielsweise eine weiche Schicht, eine reaktive Schicht und/oder eine Nanopartikelschicht ist.
Fig. 5B zeigt ein Ausführungsbeispiel eines
optoelektronischen Bauelements 1, das beispielsweise
weitgehend dem in Figur 5A gezeigten optoelektronischen
Bauelement 1 entsprechen kann. Das optoelektronische
Bauelement 1 weist die Schichtenstruktursegmente 50, 52 auf, die vorliegend eine gemeinsame erste Elektrode 20 aufweisen. Externe Kontakte können dabei seitlich aus der Abdeckung 38 herausgeführt sein.
Die Erfindung ist nicht auf die angegebenen
Ausführungsbeispiele beschränkt. Beispielsweise können eine Mehrzahl von optoelektronischen Bauelementen 1 nebeneinander zu einer optoelektronischen Baugruppe angeordnet sein. BEZUGSZEICHENLISTE
1 optoelektronisches Bauelement
2 Pin hole
3 Dark spot
4 Metallstegestruktur
Lackschicht
Feuchtigkeits-Diffusionsbarrierenstruktur
6 lichtstreuende Schicht
12 Träger
14 erste Elektrodenschicht
16 erster Kontaktabschnitt
18 zweiter Kontaktabschnitt
20 erste Elektrode
21 Isolierungsbarriere
22 organische funktionelle Schichtenstruktur
23 zweite Elektrode
24 Verkapselungsschient
32 erster Kontaktbereich
34 zweiter Kontaktbereich
36 Klebeschicht
38 Abdeckung
50, 52, 54 Schichtenstruktursegmenten
51, 53, 55 erste Elektrode
R Randbereich
A Außenkontaktierung

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Optoelektronisches Bauelement (1), aufweisend:
• eine erste Elektrode (20) ;
• eine strukturierte organische funktionelle
Schichtenstruktur (22) mit mehreren nebeneinander angeordneten Schichtenstruktursegtnenten (50, 52, 54) auf der ersten Elektrode (20) ;
• eine Feuchtigkeits-Diffusionsbarrierenstruktur (5b) zwischen zumindest zwei lateral benachbarten
SchichtenstrukturSegmenten (50, 52) , wobei die Feuchtigkeits-Diffusionsbarrierenstruktur (5b) in körperlichem Kontakt ist mit der ersten Elektrode (20) und eine laterale Feuchtigkeits- Diffusionsbarriere für mindestens eines der
Schichtenstruktursegmente (50, 52, 54) bildet.
2. Optoelektronisches Bauelement (1) gemäß Anspruch 1,
wobei die Feuchtigkeits-Diffusionsbarrierenstruktur (5b) hermetisch abdichtende Eigenschaften aufweist .
3. Optoelektronisches Bauelement gemäß einem der
vorhergehenden Ansprüche, weiter aufweisend
eine zweite Elektrode (23) auf der strukturierten organischen funktionellen Schichtenstruktur (22) und auf der Feuchtigkeits-Diffusionsbarrierenstruktur (5b) , und eine Verkapselungsschicht (24) auf der zweiten Elektrode (23) .
4. Optoelektronisches Bauelement (1) gemäß einem der
vorhergehenden Ansprüche ,
wobei zwischen allen lateral benachbarten
Schichtenstrukturensegmenten (50, 52, 54) jeweils die Feuchtigkeits-Diffusionsbarrierenstruktur (5b)
ausgebildet ist und jeweils eine laterale Feuchtigkeits- Diffusionsbarriere für die einzelnen
Schichtenstruktursegmente (50, 52, 54) bildet.
5. Optoelektronisches Bauelement (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, weiter aufweisend
zumindest eine Metallstegestruktur (4) , wobei die
Feuchtigkeits -Diffusionsbarrierenstruktur (5b) zumindest bereichsweise auf der Metallstegestruktur (4) angeordnet ist .
6. Optoelektronisches Bauelement (1) gemäß einem der
vorhergehenden Ansprüche ,
wobei die Feuchtigkeits-Diffusionsbarrierenstruktur (5b) eine Fritte, aufgeschmolzenes Glaspulver und/oder
Metallstege enthält.
7. Optoelektronisches Bauelement (1) gemäß einem der
vorhergehenden Ansprüche 1 bis 5 ,
wobei die Feuchtigkeits-Diffusionsbarrierenstruktur (5b) zumindest ein Oxid, ein Nitrid und/oder ein Karbid enthält .
8. Optoelektronisches Bauelement (1) gemäß einem der
vorhergehenden Ansprüche ,
wobei die Feuchtigkeits-Diffusionsbarrierenstruktur (5b) in einem Randbereich (R) des optoelektronischen
Bauelements (1) angeordnet ist.
9. Optoelektronisches Bauelement (1) gemäß einem der
vorhergehenden Ansprüche ,
wobei die Schichtenstruktursegmente (50, 52, 54) jeweils eine laterale Abmessung von kleiner 1000 μm,
insbesondere von kleiner 200 μm, insbesondere von kleiner 50 μm aufweisen.
10. Optoelektronisches Bauelement (1) gemäß einem der
vorhergehenden Ansprüche, weiter aufweisend
einen Träger (12) , auf dem die erste Elektrode (20) angeordnet ist, wobei der Träger (12)
• eine weitere Feuchtigkeits-Diffusionsbarriere bildet; oder • feuchtedurchlässig ist und auf einer der ersten
Elektrode (20) abgewandten Seite eine
Dünnfilmverkapselung aufweist, die eine weitere Feuchtigkeits-Diffusionsbarriere bildet .
11. Optoelektronisches Bauelement (1) gemäß Anspruch 10, wobei die erste Elektrode (20) strukturiert ist, und die Feuchtigkeits-Diffusionsbarriere in körperlichem Kontakt mit dem Träger (12) ist.
12. Optoelektronisches Bauelement (1) gemäß einem der
vorhergehenden Ansprüche 10 oder 11,
wobei in dem Träger (12) und/oder auf dem Träger (12) zumindest eine lichtstreuende Schicht (6) ausgebildet ist .
13. Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen
Bauelements (1) , bei dem
• eine erste Elektrode (20) ausgebildet wird;
• eine strukturierte organische funktionelle
Schichtenstruktur (22) mit mehreren nebeneinander angeordneten Schichtenstruktursegmenten (50, 52, 54) auf der ersten Elektrode (20) ausgebildet wird;
• eine Feuchtigkeits-Diffusionsbarrierenstruktur (5b) zwischen zumindest zwei lateral benachbarten
Schichtenstruktursegmenten (50, 52) ausgebildet wird, wobei die Feuchtigkeits-Diffusionsbarrierenstruktur (5b) in körperlichen Kontakt gebracht wird mit der ersten Elektrode (20) oder einem Träger (12) und eine laterale Feuchtigkeits-Diffusionsbarriere für mindestens eines der Schichtenstruktursegmente (50, 52, 54) bildet.
14. Verfahren gemäß Anspruch 13 ,
wobei die strukturierte organische funktionelle
Schichtenstruktur (22) ganzflächig auf der ersten
Elektrode (20) und/oder der Feuchtigkeits- Diffusionsbarrierenstruktur (5b) aufgebracht und anschließend strukturiert wird.
Verfahren nach Anspruch 13,
wobei die strukturierte organische funktionelle Schichtenstruktur (22) strukturiert auf der ersten Elektrode (20) aufgebracht wird.
PCT/EP2016/054337 2015-03-03 2016-03-01 Optoelektronisches bauelement und verfahren zum herstellen eines optoelektronischen bauelements WO2016139209A1 (de)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US20020003403A1 (en) 2000-04-25 2002-01-10 Ghosh Amalkumar P. Thin film encapsulation of organic light emitting diode devices
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WO2013168619A1 (ja) * 2012-05-10 2013-11-14 株式会社カネカ 有機ｅｌ装置及びその製造方法
DE102012221191A1 (de) * 2012-11-20 2014-05-22 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronisches Bauelement und Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements

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