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WO2017071948A1 - 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
WO2017071948A1
WO2017071948A1 PCT/EP2016/074359 EP2016074359W WO2017071948A1 WO 2017071948 A1 WO2017071948 A1 WO 2017071948A1 EP 2016074359 W EP2016074359 W EP 2016074359W WO 2017071948 A1 WO2017071948 A1 WO 2017071948A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
layer
electrically
electrode
encapsulation layer
optoelectronic component
Prior art date
Application number
PCT/EP2016/074359
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Arne FLEISSNER
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
Priority to US15/771,108 priority Critical patent/US10249845B2/en
Publication of WO2017071948A1 publication Critical patent/WO2017071948A1/de

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    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
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    • H10K50/84—Passivation; Containers; Encapsulations
    • H10K50/844—Encapsulations
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    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
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    • H10K10/46—Field-effect transistors, e.g. organic thin-film transistors [OTFT]
    • H10K10/462—Insulated gate field-effect transistors [IGFETs]
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    • H10K71/00—Manufacture or treatment specially adapted for the organic devices covered by this subclass
    • H10K71/10—Deposition of organic active material
    • H10K71/16—Deposition of organic active material using physical vapour deposition [PVD], e.g. vacuum deposition or sputtering
    • H10K71/166—Deposition of organic active material using physical vapour deposition [PVD], e.g. vacuum deposition or sputtering using selective deposition, e.g. using a mask

Definitions

  • the invention relates to an optoelectronic component and to a method for producing an optoelectronic component
  • An optoelectronic component may be an electromagnetic radiation emitting device or a
  • An electromagnetic radiation absorbing component may be, for example, a solar cell.
  • a device emitting electromagnetic radiation can be a light-emitting component.
  • an LED for example, an LED or an OLED.
  • organic optoelectronic components are finding increasing popularity.
  • organic light-emitting diodes organic light emitting diodes - OLED
  • An organic optoelectronic component for example an OLED, may comprise an anode and a cathode and, between them, an organic functional layer system.
  • the organic functional 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 each
  • Charge pair generation charge generating layer CGL
  • one or more electron block layers also referred to as hole transport layer (HTL)
  • hole transport layer HTL
  • electron transport layer ETL
  • Top-emitting OLEDs so-called top emitters, in which an electrically conductive substrate is used to distribute current from the contacts to the transparent cover electrode, are often fabricated with a structured planarization and / or insulation.
  • a flexible OLED can be used as an electrically conductive substrate, for example, a metal foil.
  • Fig. 1 shows a side sectional view of a
  • FIG. 2 shows a top view of the first conventional OLED 1 according to FIG. 1.
  • a generally organic, electrically insulating layer 40 acting as a planarization or insulation is located in the finished component on the one hand in direct physical contact with a substrate and / or carrier electrically conductive layer 12 and on the other hand in direct physical contact with a functional layer structure, which in Figure 1 from bottom to top, a first electrode 20, an organic
  • the second electrode 23 is in first contact portions 16 in direct physical contact with the electrically conductive layer 12 and can be electrically contacted via this.
  • the first electrode 20 has a second contact portion 18 in which the first electrode 20 is exposed and
  • electrically insulating layer 40 water residues from one or more purification steps or other
  • the first conventional OLED 1 can thereby be thereby formed of material components, such as crosslinkers and / or hardeners, etc., 1, the first conventional OLED 1 can thereby be thereby.
  • Fig. 3 shows a sectional view of such a second conventional OLED 2 with an electrically insulating
  • FIG. 4 shows a plan view of the second conventional OLED 2 according to FIG. 3.
  • Encapsulation layer 5 is over the electrically insulating layer 40 in direct physical contact with the
  • Encapsulation layer 5 is one or more transparent, electrically insulating layers, for example applied by ALD, such as nanolaminates
  • Encapsulation layer 5 also be translucent and / or not transparent. In general, layers are used as bottom encapsulation, as well as top TFEs, ie
  • Layer structures of the corresponding optoelectronic components are formed and encapsulate, are known, for example, electrically insulating ALD layers.
  • ALD layers for example, electrically insulating ALD layers.
  • DE 10 2009 024 411 AI shows such top TFEs and the materials used for and / or
  • Process step is by means of laser ablation in one
  • the insulating bottom TFE Part of the area along and slightly outside the structured planarization or insulation, the insulating bottom TFE from the metal substrate. In this exposed portion then arises when applying the top or top electrode, an electrical contact between the metal substrate and
  • the second conventional OLED 2 has the first contact portions 16, in which the material of the second electrode 23 extends through corresponding recesses of the electrically insulating encapsulation layer 5.
  • An object of the invention is to provide an optoelectronic component which can be produced quickly, easily, precisely, inexpensively and / or with a low rejection.
  • An object of the invention is to provide a method for
  • an optoelectronic component comprising: a
  • conductive layer is formed, - an electrically weakly conductive encapsulation layer, outside the
  • Subregion on the electrically conductive layer and over the portion on the electrically insulating layer is trained; a first electrode that over the
  • Encapsulation layer is formed; an organic functional layer structure formed on the first electrode; and a second electrode located in the portion on the organic functional
  • Layer structure is formed and the outside of the
  • Encapsulation layer is formed.
  • the second electrode for example a transparent top electrode, is thus electrically contacted by the electrically weakly conductive encapsulation layer, which is designed as a bottom TFE, with the electrically conductive layer, which may be formed, for example, as a metal substrate.
  • the electrical contacting takes place in the entire region in which the second electrode and the electrically conductive layer lie above one another without further intermediate layers, such as, for example, the electrically insulating layer or the organic functional layer structure. This is the same area where even without
  • Electrode and the electrically conductive layer would take place, in particular, the surfaces in which the
  • Electrode by means of the electrically conductive layer in a relatively large area. This contributes to one
  • Encapsulation layer to be able to do without. simultaneously prevents the encapsulation layer that unwanted
  • the encapsulation layer in particular the bottom TFE
  • unstructured i. uniform over the entire component surface, in particular over the entire surface of the electrically conductive layer.
  • optoelectronic device can be produced quickly, easily, precisely, inexpensively and / or with a low rejection.
  • the second electrode does not have to be extended very far beyond an edge of the patterned electrically insulating layer, for example the planarization and / or insulating layer, which in contrast may be the case in the case of bottom TFE laser ablation, for sufficient space and / or space Provide tolerances for the laser ablated area, whereby a small edge area and / or a high fill factor can be maintained similar to optoelectronic devices without bottom TFE.
  • the second electrode is formed and with the electrically conductive
  • the electrically weakly conductive bottom TFE provides an electrical
  • first electrode and the second electrode for example the anode or cathode
  • first electrode and the electrically conductive layer for example the substrate
  • Thickness direction for example in the Z direction, in comparison to their lateral extension directions, for example in the X and Y direction, no problem.
  • Conductivity has.
  • the distance between the first electrode and the electrically conductive layer along the encapsulation layer is typically a few millimeters, which is why the weak electrical conductivity of the encapsulation layer comes into play and no between the first electrode and the electrically conductive layer via the thin, electrically weakly conductive encapsulation layer relevant electrical connection is made and can be neglected.
  • encapsulation layers known from the prior art are known as electrical insulators and / or made of electrically insulating material and connect the two electrodes with each other or they are electrically conductive
  • Barrier layers which are used as transparent electrodes and for lateral current distribution have the highest possible electrical conductivities, but do not produce an electrically conductive connection between the electrodes.
  • the electrically weakly conductive encapsulation layer has a thickness in one
  • Range of 1 nm to 1000 nm in particular from 10 nm to 150 nm, in particular from 25 nm to 75 nm, for example, about 50 nm.
  • This contributes to the fact that in spite of the inherently weak electrical conductivity of the encapsulation layer, the electrical conductivity in the thickness direction so It is good that a reliable electrical contacting of the second electrode is ensured by means of the electrically conductive layer, namely through the encapsulation layer. At the same time this contributes to the fact that despite the
  • the electrically weakly conductive encapsulation layer has a specific resistance in a range from 0.01 ⁇ m to 10000 ⁇ m, in particular from 0.1 ⁇ m to 1000 ⁇ m, in particular from 1 ⁇ m to 100 ⁇ m, for example approximately 10 ⁇ m. This causes the
  • Encapsulation layer is sufficiently good that one
  • a layer or layer structure is electrically weakly conductive or has a weak electrical conductivity that the
  • corresponding layer or layer structure has a specific resistance in a range from 0.01 ⁇ m to 10000 Qrn, in particular from 0.1 ⁇ m to 1000 ⁇ m, in particular from 1 ⁇ m to 100 ⁇ m, for example approximately 10 ⁇ m, im
  • a difference in this application means that a layer or a layer structure is electrically insulating or an electrical insulator if the corresponding layer or layer structure has a specific resistance greater than 10 8 ⁇ m. Furthermore, in this application means that a layer or layer structure is electrically conductive or has a high electrical conductivity, if the corresponding layer or layer structure
  • a minimum distance from the first electrode to the second electrode along the electrically weakly conductive encapsulation layer is in a range from 0.01 mm to 50 mm, in particular from 0.1 mm to 5 mm, in particular from 0.4 mm to 2 mm, for example at about 1 mm. This helps, despite the
  • the electrically weakly conductive encapsulation layer over the subregion in formed in direct physical contact with the electrically insulating layer.
  • the electrically weakly conductive encapsulation layer is formed directly on the electrically insulating layer.
  • the electrically weakly conductive encapsulation layer is formed directly on the electrically insulating layer.
  • Encapsulation layer formed outside of the portion in direct physical contact with the electrically conductive layer.
  • the electrically weakly conductive encapsulation layer is formed outside the subregion, for example laterally next to the electrically insulating layer, directly on the electrically conductive layer.
  • Encapsulation layer and the electrically conductive layer contribute to a particularly good electrical contacting of the second electrode by means of the electrically conductive layer.
  • the first electrode is directly on the
  • the second electrode is formed in direct physical contact with the electrically weakly conductive encapsulation layer.
  • the electrically weakly conductive encapsulation layer comprises or is formed from aluminum-zinc oxide and / or doped aluminum-zinc oxide.
  • the electrically conductive layer is a mechanically stabilizing element of the optoelectronic component and / or serves in the Production of the optoelectronic component as
  • Output element for forming the further layers of the optoelectronic component thereon.
  • the object is achieved according to a further aspect of the invention by a method for producing a
  • an electrically conductive layer is provided; an electrically insulating layer is formed over a portion of the electrically conductive layer; an electrically weakly conductive encapsulation layer outside the portion on the electrically conductive layer and over the
  • Layer structure is formed on the first electrode; and a second electrode in the portion on the
  • organic functional layer structure is formed and is formed outside the portion on the electrically conductive encapsulation layer.
  • the electrically weakly conductive encapsulation layer has a specific resistance in a range from 0.01 ⁇ m to 10000 ⁇ m, in particular from 0.1 ⁇ m to 1000 ⁇ m, in particular from 1 ⁇ m to 100 ⁇ m,
  • electrically conductive encapsulation layer in a range of 0.01 mm to 50 mm, in particular from 0.1 mm to 5 mm, in particular from 0.4 mm to 2 mm, for example at about 1 mm.
  • the electrically conductive encapsulation layer outside the subregion is formed in direct physical contact with the electrically conductive layer.
  • the first electrode is formed in direct physical contact with the electrically conductive encapsulation layer.
  • the second electrode is formed in direct physical contact with the electrically conductive encapsulation layer.
  • the electrically weakly conductive encapsulation layer comprises or is formed from aluminum-zinc oxide and / or doped aluminum-zinc oxide.
  • the electrically conductive layer is used as a substrate or carrier of the optoelectronic component.
  • Figure 1 is a side sectional view of a
  • Figure 2 is a plan view of the conventional
  • Figure 3 is a side sectional view of a
  • Figure 4 is a plan view of the conventional
  • Figure 5 is a side sectional view of a
  • Figure 6 is a plan view of the optoelectronic
  • Figure 7 is a side sectional view of a
  • FIG. 8 shows a flow chart of an embodiment of a
  • Orientations can be positioned, the serves
  • An optoelectronic component may be an electromagnetic radiation emitting device or a
  • An electromagnetic radiation absorbing component may be, for example, a solar cell.
  • Electromagnetic radiation-emitting component may be in various embodiments, a semiconductor device emitting electromagnetic radiation and / or as a diode emitting electromagnetic radiation, as a diode emitting organic electromagnetic radiation, as a transistor emitting electromagnetic radiation or as an organic electromagnetic
  • the radiation may, for example, be light in the visible range, UV light and / or infrared light.
  • the electromagnetic radiation emitting device for example, as a light-emitting diode (light emitting diode, LED) as an organic light-emitting diode (organic light emitting diode, OLED), as a light-emitting diode (LED).
  • Component may be part of an integrated circuit in various embodiments. Furthermore, a
  • a plurality of light emitting devices be, for example, housed in a common
  • Fig. 1 shows a side sectional view of a
  • Optoelectronic component 1 has an electrical
  • electrically conductive layer 12 is an electrical
  • insulating layer 40 is formed. On the electrically insulating layer 40 is a first electrode 20
  • an organic functional layer structure 22 for emitting and / or absorbing light.
  • a second electrode 23 is formed, which extends beyond the organic functional layer structure 22 to an edge of the electrically insulating layer 40 and to the electrically conductive layer 12 outside the portion of the electrically
  • a first contact portion 16 is formed in the area where the second electrode 23 is in direct physical contact with the electrically conductive layer 12.
  • the second electrode 23 is electrically contacted by means of the electrically conductive layer 12.
  • the electrically conductive layer 12 serves to electrically contact the second electrode 23.
  • Pig. Fig. 2 shows a plan view of the conventional one
  • Optoelectronic component 1 according to Figure 1. From Figure 1 shows that the organic functional
  • the first electrode 20 is positioned on at least one of the two sides under the second electrode 23 and below
  • organic functional layer structure 22 shows that from her a second contact portion 18 is formed, which is exposed and in which the first electrode 20 is electrically contacted.
  • Pig. 3 shows a side sectional view of a
  • the conventional optoelectronic component 1 may correspond.
  • the conventional optoelectronic component 2 has an electrically insulating encapsulation layer 5 which extends beyond the electrically insulating layer 40 and beyond the electrically insulating layer 40 onto the electrically conductive layer 12 and electrically
  • the electrically insulating encapsulation layer 5 has recesses in which the second electrode 23 extends through the electrically insulating encapsulation layer 5 to the electrically conductive layer 12 and is in direct physical contact therewith and in which the first contact portions 16 are formed.
  • Electrode 23 is electrically coupled by means of the electrically conductive layer 12 in the first contact portions 16 and electrically contacted.
  • Fig. 4 is a plan view of the conventional one
  • Encapsulation layer 5 extends over almost the entire electrically conductive layer 12 and electrically
  • the first contact portions 16 of the first conventional optoelectronic component 2 shown in FIGS. 3 and 4 are significantly smaller than the first contact portions 16 of the first conventional optoelectronic component 1 shown in FIGS. 1 and 2, since the former are formed only in the recesses of the electrically insulating encapsulation layer 5.
  • the second electrode 23 shown in Figures 3 and 4 must be relatively far beyond the portion of the electrically conductive layer 12 and the electrically insulating layer 40 to the outside
  • the formation of the recesses per se requires a certain lateral minimum distance of the recesses from the electrically insulating layer 40.
  • Fig. 5 shows a side sectional view of a
  • Embodiment of an optoelectronic component 10 has an electrically conductive layer 12.
  • the electrically conductive layer 12 has a high electrical conductivity.
  • the electrically conductive layer 12 forms an electrical conductor.
  • the electrically conductive layer 12 may be formed, for example, as a carrier and / or as a substrate.
  • the carrier can be translucent or
  • the carrier or the substrate serves as a carrier element for electronic elements or
  • the carrier may comprise, for example, plastic, metal, glass, quartz and / or a semiconductor material. Furthermore, the carrier may comprise or be formed from a plastic film or a laminate with one or more plastic films. The carrier may be mechanically rigid or mechanically flexible.
  • an electrically insulating layer 40 is formed on an area of the electrically conductive layer 12.
  • the electrically insulating layer 40 serves as
  • Planarization layer and / or as electrical
  • the electrically insulating layer 40 has a particularly low electrical conductivity and is in particular an electrical insulator.
  • electrically insulating layer 40 is a
  • electrically weakly conductive encapsulation layer 24 is formed.
  • Encapsulation layer 24 extends directly beyond the electrically insulating layer 40 and beyond the electrically insulating layer 40 to the electrically conductive layer
  • the electrically weakly conductive encapsulation layer 24 has a thickness D in a range of 1 nm to 1000 nm, in particular from 10 nm to 150 nm, in particular from 25 nm to 75 nm, for example approximately 50 nm.
  • the electrically weakly conductive encapsulation layer 24 has a thickness D in a range of 1 nm to 1000 nm, in particular from 10 nm to 150 nm, in particular from 25 nm to 75 nm, for example approximately 50 nm.
  • Encapsulation layer 24 has a higher electrical
  • the electrically weakly conductive encapsulation layer 24 has a specific resistance in a range from 0.01 ⁇ m to 10000 ⁇ m, in particular from 0.1 ⁇ m to 1000 ⁇ m, in particular from 1 ⁇ m to 100 ⁇ m, for example about 10 ohms m.
  • the optoelectronic layer structure has a first one
  • 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:
  • nanowires for example, from Ag, networks of carbon nanotubes, graphene particles and layers and / or networks of semiconducting nanowires.
  • first electrode 20 is an optically functional layer structure, for example an organic compound
  • 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 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 serves corresponding to the first electrode as the cathode or anode of the optoelectronic
  • the second electrode 23 extends beyond the organic functional layer structure 22 except for the electrically weakly conductive
  • the second electrode 23 is thus coupled via the electrically weakly conductive encapsulation layer 24 with the electrically conductive layer 12.
  • Conductive encapsulation layer 24 is in a range of 0.01 mm to 50 mm, in particular from 0.1 mm to 5 mm, in particular from 0.4 mm to 2 mm, for example about 1 mm.
  • conductive encapsulation layer 24 allows the second electrode 23 in the first contact portions 16 through the electrically weakly conductive encapsulation layer 24 is electrically good contact, as the small thickness D of weak electrical conductivity
  • Layer 24 is formed and a sufficiently large current flow from the electrically conductive layer 12 to the second electrode 23 is possible.
  • Encapsulation layer 24 that the weak electric
  • Encapsulation layer 24 in this direction comes into full effect and only a very small, in particular for many applications negligible, leakage current and no appreciable short circuit occurs.
  • the optoelectronic component 10 has an active area, for example a luminous area of 44.2 cm 2 , that the sum of the contact areas between the second electrode 23 and the electrically weakly conductive
  • Encapsulation layer 24 in the first contact portions 16 223.6 mm 2 is that the electrically weakly conductive encapsulation layer 24 has a resistivity of 10 ⁇ m and a thickness D of 50 nm and thus a
  • the optoelectronic layer structure is an electrically and / or optically active region.
  • the active region is, for example, the region of the optoelectronic component 10 in which electrical current is used to operate the
  • optoelectronic component 10 flows and / or in which electromagnetic radiation is generated or absorbed.
  • 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 additional encapsulation layer 24, not shown in the figures, of the optoelectronic layer structure, which encapsulates the optoelectronic layer structure, can optionally be formed over the second electrode 23.
  • Barrier layer for example, be designed as barrier thin film.
  • the encapsulation layers 24 may also be referred to as thin-film encapsulations.
  • Encapsulation layers 24 provide a barrier to chemical contaminants or atmospheric agents, particularly to water (moisture) and oxygen.
  • the encapsulation layers may each be in the form of a single layer, a layer stack or a layer structure
  • the encapsulation layers may include or be formed from: alumina, zinc oxide,
  • Silicon oxynitride indium tin oxide, indium zinc oxide, aluminum doped zinc oxide, poly (p-phenylene terephthalamide), nylon 66, and mixtures and alloys thereof, wherein the
  • Encapsulation layer for example, electrically insulating
  • a cover may be formed over the further encapsulation layer.
  • the cover may for example have an adhesive layer, not shown, and / or a cover body, not shown.
  • the adhesive layer optionally comprises, for example, an adhesive, for example an adhesive, for example a laminating adhesive, a lacquer and / or a resin.
  • the adhesive layer may, for example, comprise particles which scatter electromagnetic radiation, for example light-scattering particles.
  • the adhesive layer serves
  • Cover body optionally has, for example, plastic, glass and / or metal.
  • plastic for example, plastic, glass and / or metal.
  • Cover body may be formed essentially of glass and a thin metal layer, such as a metal foil,
  • Cover body is used to protect the
  • the cover body may serve for distributing and / or dissipating heat generated in the optoelectronic component 10.
  • the glass of the covering body can serve as protection against external influences, and the metal layer of the covering body can be used for distributing and / or discharging the during the operation of the optoelectronic component 10
  • the gap between the first electrode 20 and the second electrode 23 is completely or partially filled by the insulating material.
  • the minimum distance ⁇ is then determined in whole or in part by the insulating material.
  • Fig. 6 shows a plan view of the optoelectronic
  • the electrically weakly conductive encapsulation layer 24 extends over almost the entire surface of the electrically conductive layer 12.
  • the electrically weakly conductive encapsulation layer 24 may extend over the entire electrically conductive layer 12, which may contribute to the fact that the electrically weakly conductive
  • Encapsulation layer 24 can be produced particularly easily, in particular over the entire surface of the electrically conductive layer 12.
  • Encapsulation layer 24 in combination with the electrically conductive layer 12 encapsulates the electrically insulating layer 40.
  • the first electrode 20 protrudes below the organic functional layer structure 22 and the second electrode 23 in such a way that it has a second
  • the first electrode 20 is electrically conductive by means of the second contact portions 18
  • Encapsulation layer 24 can be dispensed with the recesses for making the electrical contacting of the second electrode 23, the second electrode 23 can be formed so that it extends only slightly beyond the portion of the electrically conductive layer 12 and the electrically insulating layer 40 to the outside
  • Fig. 7 shows a side sectional view of a
  • the shortest electrically conductive path extending from the first electrode 20 along the electrically weakly conductive encapsulation layer 24 toward the nearest electrically conductive structure no longer extends to the second electrode 23, but up to the electrically conductive layer 12. In others In words, this is the first electrode 20 along the
  • Fig. 8 shows a flowchart of a method for
  • an electrically conductive layer is provided.
  • the above-described electrically conductive layer 12 is provided, for example, the electrically conductive layer 12 is formed.
  • the electrically conductive layer 12 may be, for example, a metal foil.
  • an electrically insulating layer is formed.
  • the electrically insulating Layer 40 in.
  • the electrically insulating layer 40 may, for example, comprise or be formed from plastic, for example a synthetic resin, and / or a lacquer.
  • the electrically insulating layer 40 may be formed on the electrically conductive layer 12, for example, in a printing process.
  • an electrically weakly conductive encapsulation layer is formed.
  • the electrically weakly conductive encapsulation layer 24 is formed so that it extends over the electrically insulating layer 40 and beyond, so that it encapsulates the electrically insulating layer 40 in cooperation with the electrically conductive layer 12.
  • the electrically weakly conductive encapsulation layer 24 is formed so as to be outside the portion in which the electrically insulating layer 40 is formed in
  • the electrically weakening is in direct physical contact with the electrically conductive layer 12.
  • the electrically weakening is in direct physical contact with the electrically conductive layer 12.
  • conductive encapsulation layer 24 may be formed so as to extend over the entire electrically conductive layer 12.
  • a first electrode is formed.
  • the first electrode 20 is above the
  • step S10 becomes an organic functional
  • Layer structure formed For example, the organic functional layer structure 22 is formed on the first electrode 20.
  • a second electrode is formed.
  • the second electrode 23 becomes so
  • Part is in direct physical contact with the electrically weakly conductive encapsulation layer 24.
  • the electrically conductive layer 12 may be formed on a support or a substrate.

Landscapes

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Abstract

In verschiedenen Ausführungsbeispielen wird ein optoelektronisches Bauelement (10) bereitgestellt. Das optoelektronische Bauelement (10) weist auf: eine elektrisch leitfähige Schicht (12); eine elektrisch isolierende Schicht (40), die über einem Teilbereich der elektrisch leitfähigen Schicht (12) ausgebildet ist; eine elektrisch schwach leitfähige Verkapselungsschicht (24), die außerhalb des Teilbereichs auf der elektrisch leitfähigen Schicht (12) und über dem Teilbereich auf der elektrisch isolierenden Schicht (40) ausgebildet ist; eine erste Elektrode (20), die über dem Teilbereich auf der elektrisch schwach leitfähigen Verkapselungsschicht (24) ausgebildet ist; eine organische funktionelle Schichtenstruktur (22), die auf der ersten Elektrode (20) ausgebildet ist; und eine zweite Elektrode (23), die über dem Teilbereich auf der organischen funktionellen Schichtenstruktur (22) ausgebildet ist und die außerhalb des Teilbereichs auf der elektrisch schwach leitfähigen Verkapselungsschicht (24) ausgebildet ist.

Description

OPTOELEKTRONISCHES BAUELEMENT UND VERFAHREN ZUM HERSTELLEN EINES OPTOELEKTRONISCHEN BAUELEMENTS
BESCHREIBUNG
Die Erfindung betrifft ein optoelektronisches Bauelement und ein Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen
Bauelements .
Ein optoelektronisches Bauelement kann ein elektromagnetische Strahlung emittierendes Bauelement oder ein
elektromagnetische Strahlung absorbierendes Bauelement sein. Ein elektromagnetische Strahlung absorbierendes Bauelement kann beispielsweise eine Solarzelle sein. Ein
elektromagnetische Strahlung emittierendes Bauelement kann beispielsweise ein lichtemittierendes Bauelement,
beispielsweise eine LED oder eine OLED, sein.
Optoelektronische Bauelemente auf organischer Basis,
sogenannte organische optoelektronische Bauelemente, finden zunehmend verbreitete Anwendung. Beispielsweise halten organische Leuchtdioden (organic light emitting diode - OLED) zunehmend Einzug in die Allgerneinbeleuchtung, beispielsweise als Flächenlichtquellen. Ein organisches optoelektronisches Bauelement, beispielsweise eine OLED, kann eine Anode und eine Kathode und dazwischen ein organisches funktionelles Schichtensystem aufweisen. Das organische funktionelle Schichtensystem kann aufweisen eine oder mehrere Emitterschichten, in denen elektromagnetische Strahlung erzeugt wird, eine Ladungsträgerpaar-Erzeugungsschichtenstruktur aus jeweils zwei oder mehr
Ladungsträgerpaar-Erzeugungs-Schichten („Charge generating layer", CGL) zur Ladungsträgerpaarerzeugung, sowie eine oder mehrere Elektronenblockadeschichten, auch bezeichnet als Lochtransportschichten („hole transport layer" -HTL) , und eine oder mehrere Lochblockadeschichten, auch bezeichnet als Elektronentransportschichten („electron transport layer" - ETL) , um den Stromfluss zu richten. Deckseitig-emittierende OLEDs , sogenannte Top-Emitter, bei denen ein elektrisch leitfähiges Substrat zur Stromverteilung von den Kontakten zur transparenten Deckelektrode genutzt wird, werden häufig mit einer strukturierten Planarisierung und/oder Isolierung gefertigt. Im Falle einer flexiblen OLED kann dabei als elektrisch leitfähiges Substrat beispielsweise eine Metallfolie verwendet werden.
Fig. 1 zeigt eine seitliche Schnittdarstellung einer
derartigen top-emittierenden ersten herkömmlichen OLED 1.
Pig. 2 zeigt eine Draufsicht auf die erste herkömmliche OLED 1 gemäß Figur 1. Eine als Planarisierung bzw. Isolierung wirkende, in der Regel organische, elektrisch isolierende Schicht 40 befindet sich beim fertigen Bauteil einerseits in direkten körperlichen Kontakt mit einer als Substrat und/oder Träger dienenden elektrisch leitfähigen Schicht 12 und andererseits in direktem körperlichen Kontakt mit einer funktionellen Schichtenstruktur, die in Figur 1 von unten nach oben eine erste Elektrode 20, eine organische
funktionelle Schichtenstruktur 22 und eine zweite Elektrode 23 aufweist, der ersten herkömmlichen OLED 1. Die zweite Elektrode 23 befindet sich in ersten Kontaktabschnitten 16 in direktem körperlichen Kontakt mit der elektrisch leitfähigen Schicht 12 und kann über diese elektrisch kontaktiert werden. Die erste Elektrode 20 weist einen zweiten Kontaktabschnitt 18 auf, in dem die erste Elektrode 20 freiliegt und
elektrisch kontaktiert werden kann.
Kommt es aus der Planarisierung bzw. Isolierung, insbesondere der elektrisch isolierenden Schicht 40, zu Ausgasungen, die beispielsweise Lösemittelreste aus dem Material der
elektrisch isolierenden Schicht 40, Wasserreste aus einem oder mehreren Reinigungsschritten oder sonstige
Kontaminationen, wie beispielsweise inkompatible
Materialbestandteile, wie Vernetzer und/oder Härter etc., aufweisen, kann die erste herkömmliche OLED 1 dadurch
beschädigt werden.
Um dies zu vermeiden, wird manchmal eine „Bottom-TFE"
eingesetzt, also eine Dünnfilmverkapselung zwischen der
Planarisierung bzw. Isolierung und dem OLED-Schichtstapel 20, 22, 23.
Fig. 3 zeigt eine Schnittdarstellung einer derartigen zweiten herkömmlichen OLED 2 mit einer elektrisch isolierenden
Verkapselungsschicht 5.
Fig. 4 zeigt eine Draufsicht auf die zweite herkömmliche OLED 2 gemäß Figur 3. Die elektrisch isolierende
Verkapselungsschicht 5 ist über der elektrisch isolierenden Schicht 40 in direktem körperlichen Kontakt mit der
elektrisch isolierenden Schicht 40 ausgebildet und außerhalb der elektrisch isolierenden Schicht 40 in direktem
körperlichen Kontakt mit der elektrisch leitfähigen Schicht 12 ausgebildet. Bei der elektrisch isolierenden
Verkapselungsschicht 5 handelt es sich um eine oder mehrere transparente, elektrisch isolierende, beispielsweise mittels ALD aufgebrachte, Schichten wie Nanolaminate aus
Aluminiumoxid und Titanoxid. Alternativ dazu kann die
Verkapselungsschicht 5 auch transluzent und/oder nicht transparent sein. Allgemein werden als Bottom-Verkapselung Schichten eingesetzt, wie sie auch von Top-TFEs, also
Verkapselungsschichten, die über den funktionellen
Schichtenstrukturen der entsprechenden optoelektronischen Bauelemente ausgebildet sind und diese verkapseln, bekannt sind, beispielsweise elektrisch isolierende ALD-Schichten. Beispielsweise DE 10 2009 024 411 AI zeigt derartige Top-TFEs und die dafür verwendeten Materialien und/oder
Materialkombinationen.
Es muss allerdings gewährleistet werden, dass die
transparente zweite Elektrode 23 trotz der elektrisch
isolierenden Bottom-TFE, insbesondere der elektrisch isolierenden Verkapselungsschicht 5, in elektrischem Kontakt mit dem Metallsubstrat, insbesondere mit der elektrisch leitfähigen Schicht 12 steht. Verwendet man daher eine derartige Verkapselungsschicht als Bottom-TFE, so ist
mindestens ein zusätzlicher Prozessschritt nötig,
insbesondere nach dem Aufbringen der Bottom-TFE und vor der Herstellung der Top- bzw. Deckelektrode. Bei diesem
Prozessschritt wird mittels Laserabiation in einem
Teilbereich entlang und etwas außerhalb der strukturierten Planarisierung bzw. Isolierung die isolierende Bottom-TFE vom Metallsubstrat entfernt. In diesem freigelegten Teilbereich entsteht dann beim Aufbringen der Top- bzw. Deckelektrode ein elektrischer Kontakt zwischen Metallsubstrat und
Deckelektrode. Daher weist die zweite herkömmliche OLED 2 die ersten Kontaktabschnitte 16 auf, in denen sich das Material der zweiten Elektrode 23 durch entsprechende Ausnehmungen der elektrisch isolierenden Verkapselungsschicht 5 hindurch erstreckt .
Eine Aufgabe der Erfindung ist es, ein optoelektronisches Bauelement bereitzustellen, das schnell, auf einfache Weise, präzise, kostengünstig und/oder mit einem geringen Ausschuss herstellbar ist .
Eine Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum
Herstellen eines optoelektronischen Bauelements
bereitzustellen, das schnell, auf einfache Weise, präzise, kostengünstig und/oder mit einem geringen Ausschuss
durchführbar ist.
Eine Aufgabe wird gemäß einem Aspekt der Erfindung gelöst durch ein optoelektronisches Bauelement, mit: einer
elektrisch leitfähigen Schicht; einer elektrisch isolierenden Schicht, die über einem Teilbereich der elektrisch
leitfähigen Schicht ausgebildet ist,- einer elektrisch schwach leitfähigen Verkapselungsschicht, die außerhalb des
Teilbereichs auf der elektrisch leitfähigen Schicht und über dem Teilbereich auf der elektrisch isolierenden Schicht ausgebildet ist; einer ersten Elektrode, die über dem
Teilbereich, auf der elektrisch schwach leitfähigen
Verkapselungsschicht ausgebildet ist; einer organischen funktionellen Schichtenstruktur, die auf der ersten Elektrode ausgebildet ist; und einer zweiten Elektrode, die in dem Teilbereich auf der organischen funktionellen
Schichtenstruktur ausgebildet ist und die außerhalb des
Teilbereichs auf der elektrisch schwach leitfähigen
Verkapselungsschicht ausgebildet ist .
Die zweite Elektrode, beispielsweise eine transparente Top- Elektrode, ist somit durch die elektrisch schwach leitfähige Verkapselungsschicht, die als Bottom-TFE ausgebildet ist, mit der elektrisch leitfähigen Schicht, die beispielsweise als Metallsubstrat ausgebildet sein kann, elektrisch kontaktiert. Die elektrische Kontaktierung erfolgt dabei in dem gesamten Bereich, in dem die zweite Elektrode und die elektrisch leitfähige Schicht ohne weitere Zwischenschichten, wie beispielsweise der elektrisch isolierenden Schicht oder der organischen funktionellen Schichtenstruktur, übereinander liegen. Dies ist der gleiche Bereich, in dem auch ohne
Verwendung der Verkapselungsschicht, insbesondere der Bottom- TFE, die elektrische Kontaktierung zwischen der zweiten
Elektrode und der elektrisch leitfähigen Schicht erfolgen würde, insbesondere sind die Flächen, in denen die
elektrische Kontaktierung erfolgt, in beiden Fällen gleich groß.
Somit kann die elektrische Kontaktierung der zweiten
Elektrode mittels der elektrisch leitfähigen Schicht in einem relativ großen Bereich erfolgen. Dies trägt zu einer
besonders guten elektrischen Verbindung zwischen der zweiten Elektrode und der elektrisch leitfähigen Schicht bei.
Außerdem ist für die elektrische Kontaktierung der zweiten Elektrode ein teilweises Abtragen der Verkapselungsschicht nicht nötig. Dies ermöglicht, auf mindestens einen
Prozessschritt, nämlich das Abtragen der
Verkapselungsschicht, verzichten zu können. Gleichzeitig verhindert die Verkapselungsschicht , dass unerwünschte
Stoffe, beispielsweise aus der elektrisch isolierenden
Schicht, in die darüber liegende organische funktionelle Schichtenstruktur gelangen. Dies trägt dazu bei, dass das optoelektronische Bauelement sicher betrieben werden kann und eine lange Lebensdauer hat . Dabei kann das Aufbringen der Verkapselungsschicht, insbesondere der Bottom-TFE,
beispielsweise in einem ALD-Prozess, unstrukturiert erfolgen, d.h. gleichmäßig über die gesamte Bauteilfläche, insbesondere über die gesamte Fläche der elektrisch leitfähigen Schicht.
Diese technischen Wirkungen tragen dazu bei, dass das
optoelektronische Bauelement schnell, auf einfache Weise, präzise, kostengünstig und/oder mit einem geringen Ausschuss herstellbar ist.
Allein die Einsparung des zusätzlichen Prozessschrittes für die Laserablation der Bottom-TFE birgt das Potential für einen schnelleren Gesamt-Herstellungsprozess und niedrigere Herstellungskosten, vermeidet die Gefahr von Ausschuss- bzw. Yield-Problemen durch Laserablations-Debris, vermeidet
Inkompatibilitäten zwischen Bottom-TFE-Laserablationsprozess und temporärer Aufbringung der elektrisch leitfähigen
Schicht, insbesondere des Metallsubstrats auf Glasträger, und birgt die Möglichkeit für einen Vakuum-Inlineprozess mit Bottom-TFE-Abscheidung und Abscheidung der organischen funktionellen Schichtenstrukturen ohne problematische
Zwischenschritte. Ferner muss die zweite Elektrode nicht besonders weit über eine Kante der strukturierten elektrisch isolierenden Schicht, beispielsweise der Planarisierungsund/oder Isolierungsschicht, hinausgeführt werden, was im Unterschied dazu im Falle der Laserablation der Bottom-TFE der Fall sein kann, um hinreichend Raum und/oder Toleranzen für den laserablatierten Bereich bereitzustellen, wodurch ein kleiner Randbereich und/oder ein hoher Füllfaktor ähnlich wie bei optoelektronischen Bauelementen ohne Bottom-TFE erhalten bleiben kann. Auf den ersten. Blick birgt die elektrisch schwach leitfähige Verkapselungsschicht, auf der einerseits die zweite Elektrode ausgebildet ist und die mit der elektrisch leitfähigen
Schicht verbunden ist und auf der andererseits die erste Elektrode ausgebildet ist, folgendes Problem: Die elektrisch schwach leitfähige Bottom-TFE bietet eine elektrische
Verbindung zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode, beispielsweise der Anode bzw. Kathode, und/oder zwischen der ersten Elektrode und der elektrisch leitfähigen Schicht, beispielsweise dem Substrat, wobei die elektrisch leitfähige Schicht zur Stromleitung hin zur zweiten Elektrode und in der Regel sogar als elektrischer Kontakt für die zweite Elektrode genutzt wird. Es scheint also die Gefahr eines Kurzschlusses zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode und/oder hoher Leckströme zu bestehen. In der Tat ist dies aber auf Grund der üblicherweise stark unterschiedlichen Ausmaße der Verkapselungsschicht in
Dickenrichtung, beispielsweise in Z-Richtung, im Vergleich zu deren lateralen Erstreckungsrichtungen, beispielsweise in X- und Y-Richtung, kein Problem.
Beispielsweise müssen bei einer ALD-Bottom-TFE mit einer typischen Schichtdicke von 50 nm zur elektrischen Verbindung zwischen der zweiten Elektrode und der elektrisch leitfähigen Schicht von dem Strom in Dickenrichtung nur 50 nm überwunden werden, weshalb es ausreichend sein kann, wenn die
Verkapselungsschicht für einen gewünscht geringen
Spannungsabfall lediglich eine schwache elektrische
Leitfähigkeit aufweist. Anderseits liegt der Abstand zwischen der ersten Elektrode und der elektrisch leitfähigen Schicht entlang der Verkapselungsschicht typischerweise bei einigen Millimetern, weshalb die schwache elektrische Leitfähigkeit der Verkapselungsschicht zum Tragen kommt und zwischen der ersten Elektrode und der elektrisch leitfähigen Schicht über die dünne, elektrisch schwach leitfähige Verkapselungsschicht keine relevante elektrische Verbindung zustande kommt und vernachlässigt werden kann. Im Gegensatz dazu sind aus dem Stand der Technik bekannte Verkapselungsschichten als elektrische Isolatoren und/oder aus elektrisch isolierende Material ausgebildet und verbinden die beiden Elektroden miteinander oder sie sind elektrisch leitfähige
Barriereschichten, die als transparente Elektroden genutzt werden und zur lateralen Stromverteilung möglichst hohe elektrische Leitfähigkeiten aufweisen, die jedoch keine elektrisch leitende Verbindung zwischen den Elektroden herstellen.
Gemäß einer Weiterbildung weist die elektrisch schwach leitfähige Verkapselungsschicht eine Dicke auf in einem
Bereich von 1 nm bis 1000 nm, insbesondere von 10 nm bis 150 nm, insbesondere von 25 nm bis 75 nm, beispielsweise ungefähr 50 nm. Dies trägt dazu bei, dass trotz der an sich schwachen elektrischen Leitfähigkeit der Verkapselungsschicht die elektrische Leitfähigkeit in Dickenrichtung derart gut ist, dass eine zuverlässige elektrische Kontaktierung der zweiten Elektrode mittels der elektrisch leitfähigen Schicht, und zwar durch die Verkapselungsschicht hindurch, gewährleistet ist. Gleichzeitig trägt dies dazu bei, dass trotz der
elektrischen Kopplung der ersten Elektrode mit der zweiten Elektrode mittels der Verkapselungsschicht in lateraler
Richtung, also senkrecht zur Dickenrichtung, kein Kurzschluss entsteht und/oder aufgrund dieser elektrischen Verbindung fließende Leckströme vernachlässigbar gering sind.
Gemäß einer Weiterbildung weist die elektrisch schwach leitfähige Verkapselungsschicht einen spezifischen Widerstand auf in einem Bereich von 0,01 Ωm bis 10000 Ωm, insbesondere von 0,1 Ωm bis 1000 Ωm, insbesondere von 1 Ωm bis 100 Ωm, beispielsweise ungefähr 10 Ωm. Dies bewirkt, dass die
elektrische Leitfähigkeit in Dickenrichtung der dünnen
Verkapselungsschicht ausreichend gut ist, dass eine
zuverlässige elektrische Kontaktierung der zweiten Elektrode mittels der elektrisch leitfähigen Schicht, und zwar durch die elektrisch schwach leitfähige Verkapselungsschicht hindurch, gewährleistet ist. Gleichzeitig bewirkt dies, dass trotz der elektrischen Kopplung der ersten Elektrode mit der zweiten Elektrode mittels der elektrisch schwach leitfähigen Verkapselungsschicht in lateraler Richtung, also senkrecht zur Dickenrichtung, kein Kurzschluss entsteht und/oder aufgrund dieser elektrischen Verbindung fließende Leckströme vernachlässigbar gering sind.
Somit bedeutet in dieser Anmeldung, dass eine Schicht oder Schichtenstruktur elektrisch schwach leitfähig ist oder eine schwache elektrische Leitfähigkeit hat, dass die
entsprechende Schicht bzw. Schichtstruktur einen spezifischen Widerstand in einem Bereich von 0,01 Ωm bis 10000 Qrn, insbesondere von 0,1 Ωm bis 1000 Ωm, insbesondere von 1 Ωm bis 100 Ωm, beispielsweise ungefähr 10 Ωm, aufweist, im
Unterschied dazu bedeutet in dieser Anmeldung, dass eine Schicht oder eine Schichtenstruktur elektrisch isolierend oder ein elektrischer Isolator ist, wenn die entsprechende Schicht bzw. Schichtenstruktur einen spezifischen Widerstand größer 108 Ωm aufweist. Ferner bedeutet in dieser Anmeldung, dass eine Schicht oder Schichtenstruktur elektrisch leitend ist oder eine hohe elektrische Leitfähigkeit hat, wenn die entsprechende Schicht bzw. Schichtenstruktur einen
spezifischen Widerstand kleiner als 0,001 Ωm hat.
Gemäß einer Weiterbildung liegt ein Mindestabstand von der ersten Elektrode zu der zweiten Elektrode entlang der elektrisch schwach leitfähigen Verkapselungsschicht in einem Bereich von 0,01 mm bis 50 mm, insbesondere von 0,1 mm bis 5 mm, insbesondere von 0,4 mm bis 2 mm, beispielsweise bei ungefähr 1 mm. Dies trägt dazu bei, dass trotz der
elektrischen Kopplung der ersten Elektrode mit der zweiten Elektrode mittels der dünnen und elektrisch schwach
leitfähigen Verkapselungsschicht in lateraler Richtung, also senkrecht zur Dickenrichtung, kein Kurzschluss entsteht und/oder aufgrund dieser elektrischen Verbindung fließende Leckströme vernachlässigbar gering sind.
Gemäß einer Weiterbildung ist die elektrisch schwach
leitfähige Verkapselungsschicht über dem Teilbereich in direktem körperlichem Kontakt zu der elektrisch isolierenden Schicht ausgebildet. In anderen Worten ist die elektrisch schwach leitfähige Verkapselungsschicht direkt auf der elektrisch isolierenden Schicht ausgebildet. Alternativ oder zusätzlich ist die elektrisch schwach leitfähige
Verkapselungsschicht außerhalb des Teilbereichs in direktem körperlichem Kontakt zu der elektrisch leitfähigen Schicht ausgebildet. In anderen Worten ist die elektrisch schwach leitfähige Verkapselungsschicht außerhalb des Teilbereichs, beispielsweise lateral neben der elektrisch isolierenden Schicht, direkt auf der elektrisch leitfähigen Schicht ausgebildet. Der direkte körperliche Kontakt der zweiten Elektrode mit der elektrisch schwach leitfähigen
Verkapselungsschicht und der direkte körperliche Kontakt zwischen der elektrisch schwach leitfähigen
Verkapselungsschicht und der elektrisch leitfähigen Schicht tragen zu einer besonders guten elektrischen Kontaktierung der zweiten Elektrode mittels der elektrisch leitfähigen Schicht bei. Alternativ oder zusätzlich ist die erste
Elektrode in direktem körperlichem Kontakt zu der elektrisch schwach leitfähigen Verkapselungsschicht ausgebildet. In anderen Worten ist die erste Elektrode direkt auf der
elektrisch schwach leitfähigen Verkapselungsschicht
ausgebildet, insbesondere über dem Teilbereich und/oder der elektrisch isolierenden Schicht. Alternativ oder zusätzlich ist die zweite Elektrode in direktem körperlichem Kontakt zu der elektrisch schwach leitfähigen Verkapselungsschicht ausgebildet .
Gemäß einer Weiterbildung weist die elektrisch schwach leitfähige Verkapselungsschicht Aluminium-Zinkoxid und/oder dotiertes Aluminium-Zinkoxid auf oder ist daraus gebildet.
Gemäß einer Weiterbildung ist die elektrisch leitfähige
Schicht als Substrat oder Träger des optoelektronischen
Bauelements ausgebildet. In anderen Worten ist die elektrisch leitfähige Schicht ein mechanisch stabilisierendes Element des optoelektronischen Bauelements und/oder dient bei der Herstellung des optoelektronischen Bauelements als
Ausgangselement zum darauf Ausbilden der weiteren Schichten des optoelektronischen Bauelements .
Die Aufgabe wird gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung gelöst durch ein Verfahren zum Herstellen eines
optoelektronischen Bauelements, bei dem: eine elektrisch leitfähige Schicht bereitgestellt wird; eine elektrisch isolierende Schicht über einem Teilbereich der elektrisch leitfähigen Schicht ausgebildet wird; eine elektrisch schwach leitfähige Verkapselungsschicht außerhalb des Teilbereichs auf der elektrisch leitfähigen Schicht und über dem
Teilbereich auf der elektrisch isolierenden Schicht
ausgebildet wird; eine erste Elektrode über dem Teilbereich auf der elektrisch leitfähigen Verkapselungsschicht
ausgebildet wird; eine organische funktionelle
Schichtenstruktur auf der ersten Elektrode ausgebildet wird; und eine zweite Elektrode in dem Teilbereich auf der
organischen funktionellen Schichtenstruktur ausgebildet wird und außerhalb des Teilbereichs auf der elektrisch leitfähigen Verkapselungsschicht ausgebildet wird.
Die im vorherstehenden genannten Vorteile und Weiterbildungen des optoelektronischen Bauelements können ohne weiteres auf das Verfahren zum Herstellen des optoelektronischen
Bauelements übertragen werden.
Gemäß einer Weiterbildung wird die elektrisch schwach
leitfähige Verkapselungsschicht in einem ALD-Prozess
ausgebildet.
Gemäß einer Weiterbildung wird die elektrisch schwach
leitfähige Verkapselungsschicht mit einer Dicke in einem Bereich von 1 nm bis 1000 um, insbesondere von 10 um bis 150 nm, insbesondere von 25 nm bis 75 nm, beispielsweise von ungefähr 50 nm, ausgebildet. Gemäß einer Weiterbildung weist die elektrisch schwach leitfähige VerkapselvingsSchicht einen spezifischen Widerstand in einem Bereich von 0,01 Ωm bis 10000 Ωm, insbesondere von 0,1 Ωm bis 1000 Ωm, insbesondere von 1 Ωm bis 100 Ωm,
beispielsweise ungefähr Ωm, auf und wird dementsprechend ausgebildet .
Gemäß einer Weiterbildung liegt ein Mindestabstand von der ersten Elektrode zu der zweiten Elektrode entlang der
elektrisch leitfähigen Verkapselungsschicht in einem Bereich von 0,01 mm bis 50 mm, insbesondere von 0,1 mm bis 5 mm, insbesondere von 0,4 mm bis 2 mm, beispielsweise bei ungefähr 1 mm.
Gemäß einer Weiterbildung wird die elektrisch leitfähige Verkapselungsschicht über dem Teilbereich in direktem
körperlichem Kontakt zu der elektrisch isolierenden Schicht ausgebildet. Alternativ oder zusätzlich wird die elektrisch leitfähige Verkapselungsschicht außerhalb des Teilbereichs in direktem körperlichem Kontakt zu der elektrisch leitfähigen Schicht ausgebildet. Alternativ oder zusätzlich wird die erste Elektrode in direktem körperlichem Kontakt zu der elektrisch leitfähigen Verkapselungsschicht ausgebildet.
Alternativ oder zusätzlich wird die zweite Elektrode in direktem körperlichem Kontakt zu der elektrisch leitfähigen Verkapselungsschicht ausgebildet .
Gemäß einer Weiterbildung weist die elektrisch schwach leitfähige Verkapselungsschicht Aluminium-Zinkoxid und/oder dotiertes Aluminium-Zinkoxid auf oder wird daraus gebildet.
Gemäß einer Weiterbildung wird die elektrisch leitfähige Schicht als Substrat oder Träger des optoelektronischen Bauelements verwendet .
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 2 eine Draufsicht auf das herkömmliche
optoelektronische Bauelement gemäß Figur 1;
Figur 3 eine seitliche Schnittdarstellung eines
herkömmlichen optoelektronischen Bauelements ;
Figur 4 eine Draufsicht auf das herkömmliche
optoelektronische Bauelement gemäß Figur 3 ;
Figur 5 eine seitliche Schnittdarstellung eines
Ausführungsbeispiels eines optoelektronischen
Bauelements ;
Figur 6 eine Draufsicht auf das optoelektronische
Bauelement gemäß Figur 5 ;
Figur 7 eine seitliche Schnittdarstellung eines
Ausführungsbeispiels eines optoelektronischen
Bauelements,-
Figur 8 ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines
Verfahrens zum Herstellen 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. 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. In den Figuren sind 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 Solarzelle sein. Ein
elektromagnetische Strahlung emittierendes Bauelement kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen ein elektromagnetische Strahlung emittierendes Halbleiter-Bauelement sein und/oder als eine elektromagnetische Strahlung emittierende Diode, als eine organische elektromagnetische Strahlung emittierende Diode, als ein elektromagnetische Strahlung emittierender Transistor oder als ein organischer elektromagnetische
Strahlung emittierender Transistor ausgebildet sein. 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 .
Fig. 1 zeigt eine seitliche Schnittdarstellung eines
herkömmlichen optoelektronischen Bauelements 1. Das
optoelektronische Bauelement 1 weist eine elektrisch
leitfähige Schicht 12 auf. Auf einem Teilbereich der
elektrisch leitfähigen Schicht 12 ist eine elektrisch
isolierende Schicht 40 ausgebildet. Auf der elektrisch isolierenden Schicht 40 ist eine erste Elektrode 20
ausgebildet. Auf der ersten Elektrode 20 ist eine organische funktionelle Schichtenstruktur 22 zum Emittieren und/oder zum Absorbieren von Licht ausgebildet. Auf der organischen funktionellen Schichtenstruktur 22 ist eine zweite Elektrode 23 ausgebildet, die sich über die organische funktionelle Schichtenstruktur 22 hinaus auf einen Rand der elektrisch isolierenden Schicht 40 und auf die elektrisch leitfähige Schicht 12 außerhalb des Teilbereichs der elektrisch
leitfähigen Schicht 12 , also lateral neben dem elektrisch isolierenden Schicht 40, erstreckt.
In dem Bereich, in dem die zweite Elektrode 23 in direktem körperlichen Kontakt mit der elektrisch leitfähigen Schicht 12 ist, ist ein erster Kontaktabschnitt 16 gebildet. In dem ersten Kontaktabschnitt 16 ist die zweite Elektrode 23 mittels der elektrisch leitfähigen Schicht 12 elektrisch kontaktiert. Somit dient die elektrisch leitfähige Schicht 12 zum elektrischen Kontaktieren der zweiten Elektrode 23.
Pig. 2 zeigt eine Draufsicht auf das herkömmliche
optoelektronische Bauelement 1 gemäß Figur 1. Aus Figur 1 geht hervor, dass die organische funktionelle
Schichtenstruktur 22, die erste Elektrode 20 und die
elektrisch isolierende Schicht 40 an zwei Seiten unter der zweiten Elektrode 23 hervorstehen. Insbesondere steht die erste Elektrode 20 an mindestens einer der beiden Seiten derart unter der zweiten Elektrode 23 und unter der
organischen funktionellen Schichtenstruktur 22 hervor, dass von ihr ein zweiter Kontaktabschnitt 18 gebildet ist, der freiliegt und in dem die erste Elektrode 20 elektrisch kontaktierbar ist.
Pig. 3 zeigt eine seitliche Schnittdarstellung eines
herkömmlichen optoelektronischen Bauelements 2, das
beispielsweise weitgehend dem in Figur 1 gezeigten
herkömmlichen optoelektronischen Bauelement 1 entsprechen kann. Das herkömmliche optoelektronische Bauelement 2 weist eine elektrisch isolierende verkapselungsschicht 5 auf, die sich über die elektrisch isolierende Schicht 40 und über die elektrisch isolierende Schicht 40 hinaus auf die elektrisch leitfähige Schicht 12 erstreckt und die elektrisch
isolierende Schicht 40 verkapselt.
Außerhalb des Teilbereichs der elektrisch leitfähigen Schicht 12, in dem die elektrisch isolierende Schicht 40 ausgebildet ist, weist die elektrisch isolierende Verkapselungsschicht 5 Ausnehmungen auf, in denen sich die zweite Elektrode 23 durch die elektrisch isolierende Verkapselungsschicht 5 hindurch zu der elektrisch leitfähigen Schicht 12 erstreckt und in direktem körperlichem Kontakt mit dieser ist und in denen die ersten Kontaktabschnitte 16 gebildet sind. Die zweite
Elektrode 23 ist mittels der elektrisch leitfähigen Schicht 12 in den ersten Kontaktabschnitten 16 elektrisch gekoppelt und elektrisch kontaktierbar.
Fig. 4 zeigt eine Draufsicht auf das herkömmliche
optoelektronische Bauelement 2 gemäß Figur 3. Aus Figur 4 geht hervor, dass sich die elektrisch isolierende
Verkapselungsschicht 5 über nahezu die gesamte elektrisch leitfähige Schicht 12 erstreckt und die elektrisch
isolierende Schicht 40 zusammen mit der elektrisch
leitfähigen Schicht 12 vollständig verkapselt.
Die ersten Kontaktabschnitte 16 des in den Figuren 3 und 4 gezeigten ersten herkömmlichen optoelektronischen Bauelements 2 sind deutlich kleiner als die ersten Kontaktabschnitte 16 des in den Figuren 1 und 2 gezeigten ersten herkömmlichen optoelektronischen Bauelements 1, da erstere lediglich in den Ausnehmungen der elektrisch isolierenden Verkapselungsschicht 5 ausgebildet sind. Außerdem muss sich die in den Figuren 3 und 4 gezeigte zweite Elektrode 23 relativ weit über den Teilbereich der elektrisch leitfähigen Schicht 12 und die elektrisch isolierende Schicht 40 hinaus nach außen
erstrecken, damit sie über die Ausnehmungen der elektrisch leitfähigen Schicht 12 körperlich und elektrisch verbunden werden kann. Gleichzeitig erfordert jedoch das Ausbilden der Ausnehmungen an sich einen gewissen lateralen Mindestabstand der Ausnehmungen von der elektrisch isolierenden Schicht 40.
Fig. 5 zeigt eine seitliche Schnittdarstellung eines
AusführungsbeiSpiels eines optoelektronischen Bauelements 10. Das optoelektronische Bauelement 10 weist eine elektrisch leitfähige Schicht 12 auf. Die elektrisch leitfähige Schicht 12 weist eine hohe elektrische Leitfähigkeit auf.
Insbesondere bildet die elektrisch leitfähige Schicht 12 einen elektrischen Leiter. Die elektrisch leitfähige Schicht 12 kann beispielsweise als Träger und/oder als Substrat ausgebildet sein. Der Träger kann transluzent oder
transparent ausgebildet sein. Der Träger bzw. das Substrat dient als Trägerelement für elektronische Elemente oder
Schichten, beispielsweise lichtemittierende Elemente. Der Träger kann beispielsweise Kunststoff, Metall, Glas, Quarz und/oder ein Halbleitermaterial aufweisen. Ferner kann der Träger eine Kunststofffolie oder ein Laminat mit einer oder mit mehreren Kunststofffolien aufweisen oder daraus gebildet sein. Der Träger kann mechanisch rigide oder mechanisch flexibel ausgebildet sein.
Auf einem Teilbereich der elektrisch leitfähigen Schicht 12 ist eine elektrisch isolierende Schicht 40 ausgebildet. Die elektrisch isolierende Schicht 40 dient als
Planarisierungsschicht und/oder als elektrische
Isolierungsschicht. Die elektrisch isolierende Schicht 40 weist eine besonders geringe elektrische Leitfähigkeit auf und ist insbesondere ein elektrischer Isolator.
Über der elektrisch isolierenden Schicht 40 ist eine
elektrisch schwach leitfähige Verkapselungsschicht 24 ausgebildet. Die elektrisch schwach leitfähige
Verkapselungsschicht 24 erstreckt sich über die elektrisch isolierende Schicht 40 und über die elektrisch isolierende Schicht 40 hinaus direkt auf die elektrisch leitfähige
Schicht 12. Insbesondere ist die elektrisch schwach
leitfähige Verkapselungsschicht 24 außerhalb des
Teilbereichs, in dem die elektrisch isolierende Schicht 40 ausgebildet ist, in direktem körperlichen Kontakt mit der elektrisch leitfähigen Schicht 12. Die elektrisch schwach leitfähige Verkapselungsschicht 24 weist eine Dicke D auf in einem Bereich von 1 nm bis 1000 nm, insbesondere von 10 nm bis 150 nm, insbesondere von 25nm bis 75 nm, beispielsweise ungefähr 50 nm. Die elektrisch schwach leitfähige
Verkapselungsschicht 24 weist eine höhere elektrische
Leitfähigkeit auf als die elektrisch isolierende Schicht 40 und eine geringere elektrische Leitfähigkeit als die
elektrisch leitfähige Schicht 12. Die elektrisch schwach leitfähige Verkapselungsschicht 24 weist einen spezifischen Widerstand auf in einem Bereich von 0,01 Ωm bis 10000 Ωm, insbesondere von 0,1 Ωm bis 1000 Ωm, insbesondere von 1 Ωm bis 100 Ωm, beispielsweise ungefähr 10 Ohm m.
Über der elektrisch isolierenden Schicht 40 und auf der elektrisch schwach leitfähigen Verkapselungsschicht 24 ist eine optoelektronische Schichtenstruktur ausgebildet . Die optoelektronische Schichtenstruktur weist eine erste
Elektrode 20 auf. 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, die jeweils die genannten Teilschichten und/oder weitere Zwischenschichten aufweisen. Über der organischen funktionellen Schichtenstruktur 22 ist eine zweite Elektrode 23 der optoelektronischen
Schichtenstruktur ausgebildet. 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 zweite Elektrode 23 erstreckt sich über die organische funktionelle Schichtenstruktur 22 hinaus bis auf die elektrisch schwach leitfähige
Verkapselungsschicht 24 und auch über den Teilbereich hinaus, in dem die elektrisch isolierende Schicht 40 ausgebildet ist. Außerhalb dieses Teilbereichs, insbesondere in ersten
Kontaktabschnitten 16, ist die zweite Elektrode 23 in
direktem körperlichen Kontakt mit der elektrisch schwach leitfähigen Verkapselungsschicht 24. In den ersten
Kontaktabschnitten 16 ist somit die zweite Elektrode 23 über die elektrisch schwach leitfähige Verkapselungsschicht 24 mit der elektrisch leitfähigen Schicht 12 gekoppelt.
Ein Mindestabstand A von der ersten Elektrode 20 zu der zweiten Elektrode 23 entlang der elektrisch schwach
leitfähigen Verkapselungsschicht 24 liegt in einem Bereich von 0,01 mm bis 50 mm, insbesondere von 0,1 mm bis 5 mm, insbesondere von 0,4 mm bis 2 mm, beispielsweise bei ungefähr 1 mm.
Die relativ geringe Dicke D der elektrisch schwach
leitfähigen Verkapselungsschicht 24 ermöglicht, dass die zweite Elektrode 23 in den ersten Kontaktabschnitten 16 durch die elektrisch schwach leitfähige Verkapselungsschicht 24 hindurch elektrisch gut kontaktierbar ist, da die geringe Dicke D der schwachen elektrischen Leitfähigkeit
entgegenwirkt, so dass im Ergebnis in Dickenrichtung, also in Figur 5 in vertikaler Richtung, der elektrisch schwach leitfähigen Verkapselungsschicht 24 lediglich ein geringer Spannungsabfall über die elektrisch schwach leitfähige
Schicht 24 entsteht und ein ausreichend großer Stromfluss von der elektrisch leitfähigen Schicht 12 hin zu der zweiten Elektrode 23 möglich ist.
Im Unterschied dazu bewirkt der relativ große Mindestabstand A von der ersten Elektrode 20 zu der zweiten Elektrode 23 entlang der elektrisch schwach leitfähigen
Verkapselungsschicht 24, dass die schwache elektrische
Leitfähigkeit der elektrisch schwach leitfähigen
Verkapselungsschicht 24 in dieser Richtung, also in lateraler Richtung, also in Figur 5 in waagrechter Richtung, voll zum Tragen kommt und lediglich ein sehr geringer, insbesondere für viele Anwendungen vernachlässigbarer, Leckstrom und kein nennenswerter Kurzschluss entsteht.
Beispielsweise ergibt sich im ersten Kontaktabschnitt 16 näherungsweise ein Spannungsabfall von 1,0 mV von der zweiten Elektrode 23 zu der elektrisch leitfähigen Schicht 12 und von der ersten Elektrode 20 hin zu der zweiten Elektrode 23 ergibt sich ein Leckstrom von näherungsweise 6,3 μΑ, unter den Annahmen, dass das optoelektronische Bauelement 10 eine aktive Fläche, beispielsweise eine Leuchtfläche, von 44,2 cm2 hat, dass die Summe der Kontaktflächen zwischen der zweiten Elektrode 23 und der elektrisch schwach leitfähigen
Verkapselungsschicht 24 in den ersten Kontaktabschnitten 16 223,6 mm2 beträgt, dass die elektrisch schwach leitfähige Verkapselungsschicht 24 einen spezifischen Widerstand von 10 Ωm und eine Dicke D von 50 nm hat und somit ein
Übergangswiderstand von der Elektrode 23 über die elektrisch schwach leitfähige Verkapselungsschicht 24 im Bereich der Kontaktbereiche 16 zur elektrisch leitfähigen Schicht 12 2,2*10-3 Ω ist und dass im Betrieb des optoelektronischen Bauelements 10 eine Betriebsstromdichte von 10 mA/cm2
vorliegt, somit ein Betriebsstrom von 0,442 A fließt und eine Betriebsspannung von 5V anliegt. Die optoelektronische Schichtenstruktur ist ein elektrisch und/oder optisch aktiver Bereich. Der aktive Bereich ist beispielsweise der Bereich des optoelektronischen Bauelements 10, in dem elektrischer Strom zum Betrieb des
optoelektronischen Bauelements 10 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 kann optional eine weitere, in den Figuren nicht dargestellte, Verkapselungsschicht 24 der optoelektronische Schichtenstruktur ausgebildet sein, die die optoelektronische Schichtenstruktur verkapselt . Die
elektrisch schwach leitfähige Verkapselungsschicht 24
und/oder die weitere Verkapselungsschicht können als
Barriereschicht, beispielsweise als Barrieredünnschicht, ausgebildet sein. Die Verkapselungsschichten 24 können auch als Dünnschichtverkapselungen bezeichnet werden. Die
Verkapselungsschichten 24 bilden eine Barriere gegenüber chemischen Verunreinigungen bzw. atmosphärischen Stoffen, insbesondere gegenüber Wasser (Feuchtigkeit) und Sauerstoff. Die Verkapselungsschichten können jeweils als eine einzelne Schicht, ein Schichtstapel oder eine Schichtstruktur
ausgebildet sein. Die Verkapselungsschichten kann aufweisen oder daraus gebildet sein: Aluminiumoxid, Zinkoxid,
Zirkoniumoxid, Titanoxid, Hafniumoxid, Tantaloxid
Lanthaniumoxid, Siliziumoxid, Siliziumnitrid,
Siliziumoxinitrid, Indiumzinnoxid, Indiumzinkoxid, Aluminium- dotiertes Zinkoxid, Poly(p-phenylenterephthalamid) , Nylon 66, sowie Mischungen und Legierungen derselben, wobei die
elektrisch schwach leitfähige Verkapselungsschicht 24
elektrisch schwach leitfähig ist und wobei die weitere Verkapselungsschicht beispielsweise elektrisch isolierend, ausgebildet sein kann.
Optional kann über der weiteren Verkapselungsschicht eine nicht dargestellte Abdeckung ausgebildet sein. Die Abdeckung kann beispielsweise eine nicht dargestellte Haftmittelschicht und/oder einen nicht dargestellten Abdeckkörper aufweisen. Die Haftmittelschicht weist gegebenenfalls beispielsweise ein Haftmittel, beispielsweise einen Klebstoff, beispielsweise einen Laminierklebstoff , einen Lack und/oder ein Harz auf. Die Haftmittelschicht kann beispielsweise Partikel aufweisen, die elektromagnetische Strahlung streuen, beispielsweise lichtstreuende Partikel. Die Haftmittelschicht dient
gegebenenfalls beispielsweise zum Befestigen des
Abdeckkörpers an der weiteren Verkapselungsschicht . Der
Abdeckkörper weist gegebenenfalls beispielsweise Kunststoff, Glas und/oder Metall auf. Beispielsweise kann der
Abdeckkörper im Wesentlichen aus Glas gebildet sein und eine dünne Metallschicht, beispielsweise eine Metallfolie,
und/oder eine Graphitschicht, beispielsweise ein
Graphitlaminat, auf dem Glaskörper aufweisen. Der
Abdeckkörper dient gegebenenfalls zum Schützen des
optoelektronischen Bauelements 10, beispielsweise vor
mechanischen Krafteinwirkungen von außen. Ferner kann der Abdeckkörper zum Verteilen und/oder Abführen von Hitze dienen, die in dem optoelektronischen Bauelement 10 erzeugt wird. Beispielsweise kann das Glas des Abdeckkörpers als Schutz vor äußeren Einwirkungen dienen und die Metallschicht des Abdeckkörpers kann zum Verteilen und/oder Abführen der beim Betrieb des optoelektronischen Bauelements 10
entstehenden Wärme dienen.
Bei dem in Figur 5 gezeigten Ausführungsbeispiel wird der Mindestabstand A durch das Material der organischen
funktionellen Schichtenstruktur bestimmt, das in lateraler Richtung zwischen der ersten Elektrode 20 und der zweiten Elektrode 23 ausgebildet ist. Optional kann lateral neben der ersten Elektrode 20 und evtl. auch auf dem lateral äußeren Rand der ersten Elektrode 20 ein nicht dargestelltes
elektrisch isolierendes Isoliermaterial ausgebildet sein, und zwar so, dass in lateraler Richtung der Zwischenraum zwischen der ersten Elektrode 20 und der zweiten Elektrode 23 ganz oder teilweise von dem Isoliermaterial ausgefüllt ist.
Gegebenenfalls wird der Mindestabstand Ά dann ganz oder zum Teil durch das Isoliermaterial bestimmt.
Fig. 6 zeigt eine Draufsicht auf das optoelektronische
Bauelement 10 gemäß Figur 5. Aus Figur 6 geht hervor, dass sich die elektrisch schwach leitfähige Verkapselungsschicht 24 nahezu über die gesamte Fläche der elektrisch leitfähigen Schicht 12 erstreckt. Optional kann sich die elektrisch schwach leitfähige Verkapselungsschicht 24 jedoch über die gesamte elektrisch leitfähige Schicht 12 erstrecken, was dazu beitragen kann, dass die elektrisch schwach leitfähige
Verkapselungsschicht 24 besonders einfach hergestellt werden kann, insbesondere vollflächig über die elektrisch leitfähige Schicht 12. Die elektrisch schwach leitfähige
Verkapselungsschicht 24 verkapselt in Zusammenwirken mit der elektrisch leitfähigen Schicht 12 die elektrisch isolierende Schicht 40. Die erste Elektrode 20 steht derart unter der organischen funktionellen Schichtenstruktur 22 und der zweiten Elektrode 23 hervor, dass von ihr ein zweiter
Kontaktabschnitt 18 gebildet ist. Die erste Elektrode 20 ist mittels des zweiten Kontaktabschnitte 18 elektrisch
kontaktierbar .
Da bei dem optoelektronischen Bauelement 10 aufgrund der zwar schwachen, jedoch ausreichend gegebenen elektrischen
Leitfähigkeit der elektrische schwach leitfähigen
Verkapselungsschicht 24 auf die Ausnehmungen zum Herstellen der elektrischen Kontaktierung der zweiten Elektrode 23 verzichtet werden kann, kann die zweite Elektrode 23 derart ausgebildet werden, dass sie sich nur geringfügig über den Teilbereich der elektrisch leitfähigen Schicht 12 und die elektrisch isolierende Schicht 40 hinaus nach außen
erstreckt . Fig. 7 zeigt eine seitliche Schnittdarstellung eines
Ausführungsbeispiels eines optoelektronischen Bauelements 10 , das weitgehend dem mit Bezug zu den Figuren 5 und 6
erläuterten Ausführungsbeispiel entsprechen kann. Im
Unterschied dazu ist jedoch die organische funktionelle
Schichtenstruktur 20 in lateraler Richtung nach außen über die elektrisch isolierende Schicht 40 hinaus gezogen,
weswegen die kürzeste elektrische leitfähige Wegstrecke ausgehend von der ersten Elektrode 20 entlang der elektrisch schwach leitfähigen Verkapselungsschicht 24 hin zu der nächstliegenden elektrisch leitfähigen Struktur sich nicht mehr bis hin zu der zweiten Elektrode 23 erstreckt, sondern bis hin zu der elektrisch leitfähigen Schicht 12. In anderen Worten ist die zu der ersten Elektrode 20 entlang der
elektrisch schwach leitfähigen Verkapselungsschicht 24 nächstliegende elektrisch leitfähige Struktur nicht mehr die zweite Elektrode 23 sondern die elektrisch leitfähige Schicht 12. Daher wird bei diesem Ausführungsbeispiel der
Mindestabstand A durch den Abstand zwischen der ersten
Elektrode 20 und der elektrisch leitfähigen Schicht 12, gemessen entlang der elektrisch schwach leitfähigen
Verkapselungsschicht 24 , bestimmt .
Fig. 8 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum
Herstellen eines optoelektronischen Bauelements,
beispielsweise des im Vorhergehenden erläuterten
optoelektronischen Bauelements 10.
In einem Schritt S2 wird eine elektrisch leitfähige Schicht bereitgestellt. Beispielsweise wird die im Vorhergehenden erläuterte elektrische leitfähige Schicht 12 bereitgestellt, beispielsweise wird die elektrisch leitfähige Schicht 12 ausgebildet. Die elektrisch leitfähige Schicht 12 kann beispielsweise eine Metallfolie sein.
In einem Schritt S4 wird eine elektrisch isolierende Schicht ausgebildet. Beispielsweise wird die elektrisch isolierende Schicht 40 in. dem Teilbereich auf der elektrisch leitfähigen Schicht 12 ausgebildet. Die elektrisch isolierende Schicht 40 kann beispielsweise Kunststoff, beispielsweise ein Kunstharz, und/oder einen Lack aufweisen oder daraus gebildet sein. Die elektrisch isolierende Schicht 40 kann beispielsweise in einem Druckverfahren auf der elektrisch leitfähigen Schicht 12 ausgebildet werden.
In einem Schritt S6 wird eine elektrisch schwach leitfähige Verkapselungsschicht ausgebildet . Beispielsweise wird die elektrisch schwach leitfähige Verkapselungsschicht 24 so ausgebildet, dass sie sich über die elektrisch isolierende Schicht 40 und darüber hinaus erstreckt, so dass sie die elektrisch isolierende Schicht 40 in Zusammenwirken mit der elektrisch leitfähigen Schicht 12 verkapselt . Außerdem wird die elektrisch schwach leitfähige Verkapselungsschicht 24 so ausgebildet, dass sie außerhalb des Teilbereichs, in dem die elektrisch isolierende Schicht 40 ausgebildet ist, in
direktem körperlichen Kontakt mit der elektrisch leitfähigen Schicht 12 ist . Optional kann die elektrisch schwach
leitfähige Verkapselungsschicht 24 so ausgebildet werden, dass sie sich über die gesamte elektrisch leitfähige Schicht 12 erstreckt .
In einem Schritt S8 wird eine erste Elektrode ausgebildet. Beispielsweise wird die erste Elektrode 20 über dem
Teilbereich der elektrisch leitfähigen Schicht 12 und über der elektrisch isolierenden Schicht 40 auf der elektrisch schwach leitfähigen Verkapselungsschicht 24 ausgebildet.
In einem Schritt S10 wird eine organische funktionelle
Schichtenstruktur ausgebildet. Beispielsweise wird die organische funktionelle Schichtenstruktur 22 auf der ersten Elektrode 20 ausgebildet.
In einem Schritt S12 wird eine zweite Elektrode ausgebildet. Beispielsweise wird die zweite Elektrode 23 derart
ausgebildet, dass sie sich über die organische funktionelle Schichtenstruktur 22, den Teilbereich der elektrisch
leitfähigen Schicht 12 und/oder die elektrisch isolierende Schicht 40 hinaus erstreckt und dass sie außerhalb des
Teilbereichs in direktem körperlichen Kontakt mit der elektrisch schwach leitfähigen Verkapselungsschicht 24 ist.
Die Erfindung ist nicht auf die angegebenen
Ausführungsbeispiele beschränkt. Beispielsweise kann die elektrisch leitfähige Schicht 12 auf einem Träger oder einem Substrat ausgebildet sein.
BEZUGSZEICHENLISTE
Herkömmliche OLED 2
Elektrisch leitfähige Schicht 12
elektrisch isolierende Verkapselungsschicht 5 optoelektronisches Bauelement 10
erste Kontaktabschnitt 16
zweiter Kontaktabschnitt 18
erste Elektrode 20
organische funktionelle Schichtenstruktur 22 Zweite Elektrode 23
elektrisch schwach leitfähige Verkapselungsschicht elektrisch isolierende Schicht 40
Mindestabstand A
Dicke D
Schritte S2 bis S12

Claims

Patentansprüche
1. Optoelektronisches Bauelement (10) , mit
einer elektrisch leitfähigen Schicht (12) ,
einer elektrisch isolierenden Schicht (40) , die über einem Teilbereich der elektrisch leitfähigen Schicht (12) ausgebildet ist,
einer elektrisch schwach leitfähigen
Verkapselungsschicht (24) , die außerhalb des Teilbereichs auf der elektrisch leitfähigen Schicht (12) und über dem
Teilbereich auf der elektrisch isolierenden Schicht (40) ausgebildet ist,
einer ersten Elektrode (20) , die über dem Teilbereich auf der elektrisch schwach leitfähigen Verkapselungsschicht (24) ausgebildet ist,
einer organischen funktionellen Schichtenstruktur (22) , die auf der ersten Elektrode (20) ausgebildet ist, und
einer zweiten Elektrode (23), die über dem Teilbereich auf der organischen funktionellen Schichtenstruktur (22) ausgebildet ist und die außerhalb des Teilbereichs auf der elektrisch schwach leitfähigen Verkapselungsschicht (24) ausgebildet ist .
2. Optoelektronisches Bauelement (10) nach Anspruch 1, bei dem die elektrisch schwach leitfähige Verkapselungsschicht (24) eine Dicke (D) aufweist in einem Bereich von 10 nm bis 150 nm, insbesondere von 25 nm bis 75 nm, beispielsweise ungefähr 50 nm .
3. Optoelektronisches Bauelement (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die elektrisch schwach leitfähige Verkapselungsschicht (24) einen spezifischen Widerstand aufweist in einem Bereich von 0,01 Ωm bis 10000 Ωm, insbesondere von 0,1 Ωm bis 1000 Ωm, insbesondere von 1 Ωm bis 100 Ωm, beispielsweise ungefähr 10 Ωm.
4. Optoelektronisches Bauelement (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem ein Mindestabstand (A) von der ersten Elektrode (20) zu der zweiten Elektrode (23) oder zu der elektrisch leitfähigen Schicht (12) entlang der elektrisch schwach leitfähigen Verkapselungsschicht (24) in einem Bereich liegt von 0,01 mm bis 50 mm, insbesondere von 0,1 mm bis 5 mm, insbesondere von 0,4 mm bis 2 mm,
beispielsweise bei ungefähr 1 mm.
5. Optoelektronisches Bauelement (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem
die elektrisch schwach leitfähige Verkapselungsschicht (24) über dem Teilbereich in direktem körperlichem Kontakt zu der elektrisch isolierenden Schicht (40) ausgebildet ist, und/oder
die elektrisch schwach leitfähige Verkapselungsschicht (24) außerhalb des Teilbereichs in direktem körperlichem Kontakt zu der elektrisch leitfähigen Schicht (12)
ausgebildet ist, und/oder
die erste Elektrode (20) in direktem körperlichem
Kontakt zu der elektrisch schwach leitfähigen
Verkapselungsschicht (24) ausgebildet ist, und/oder
die zweite Elektrode (23) in direktem körperlichem
Kontakt zu der elektrisch schwach leitfähigen
Verkapselungsschicht (24) ausgebildet ist.
6. Optoelektronisches Bauelement (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die elektrisch schwach leitfähige Verkapselungsschicht (24) Aluminium-Zinkoxid und/oder dotiertes Aluminium-Zinkoxid aufweist oder daraus gebildet ist.
7. Optoelektronisches Bauelement (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die elektrisch leitfähige Schicht (12) als Substrat oder Träger des optoelektronischen Bauelements (10) ausgebildet ist.
8. Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen
Bauelements (10) , bei dem eine elektrisch leitfähige Schicht (12) bereitgestellt wird,
eine elektrisch isolierende Schicht (40) über einem Teilbereich der elektrisch leitfähigen Schicht (12)
ausgebildet wird,
eine elektrisch schwach leitfähige Verkapselungsschicht (24) außerhalb des Teilbereichs auf der elektrisch
leitfähigen Schicht (12) und über dem Teilbereich auf der elektrisch isolierenden Schicht (40) ausgebildet wird,
eine erste Elektrode (20) über dem Teilbereich auf der elektrisch schwach leitfähigen Verkapselungsschicht (24) ausgebildet wird,
eine organische funktionelle Schichtenstruktur (22) auf der ersten Elektrode (20) ausgebildet wird, und
eine zweite Elektrode (23) über dem Teilbereich auf der organischen funktionellen Schichtenstruktur (22) ausgebildet wird und außerhalb des Teilbereichs auf der elektrisch schwach leitfähigen Verkapselungsschicht (24) ausgebildet wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8 , bei dem die elektrisch schwach leitfähige Verkapselungsschicht (24) in einem ALD- Prozess ausgebildet wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 oder 9 , bei dem die elektrisch schwach leitfähige Verkapselungsschicht (24) mit einer Dicke (D) ausgebildet wird in einem Bereich von 1 nm bis 1000 nm, insbesondere von 10 nm bis 150 nm,
insbesondere von 25 nm bis 75 nm, beispielsweise ungefähr 50 nm
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, bei dem die elektrisch schwach leitfähige Verkapselungsschicht (24) einen spezifischen Widerstand aufweist in einem Bereich von 0,01 Ωm bis 10000 Ωm, insbesondere von 0,1 Ωm bis 1000 Ωm,
insbesondere von 1 Ωm bis 100 Ωm, beispielsweise ungefähr 10 Ωm.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11, bei dem ein Mindestabstand (A) von der ersten Elektrode (20) zu der zweiten Elektrode (23) oder zu der elektrisch leitfähigen Schicht (12) entlang der elektrisch schwach leitfähigen
Verkapselungsschicht (24) in einem Bereich liegt von 0,01 mm bis 50 mm, insbesondere von 0,1 mm bis 5 mm, insbesondere von 0,4 mm bis 2 mm, beispielsweise bei ungefähr 1 mm.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 12, bei dem
die elektrisch schwach leitfähige Verkapselungsschicht
(24) über dem Teilbereich in direktem körperlichem Kontakt zu der elektrisch isolierenden Schicht (40) ausgebildet wird, und/oder
die elektrisch schwach leitfähige Verkapselungsschicht (24) außerhalb des Teilbereichs in direktem körperlichem Kontakt zu der elektrisch leitfähigen Schicht (12)
ausgebildet wird, und/oder
die erste Elektrode (20) in direktem körperlichem
Kontakt zu der elektrisch schwach leitfähigen
Verkapselungsschicht (24) ausgebildet wird, und/oder
die zweite Elektrode (23) in direktem körperlichem
Kontakt zu der elektrisch schwach leitfähigen
Verkapselungsschicht (24) ausgebildet wird.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 13, bei dem die elektrisch schwach leitfähige Verkapselungsschicht (24) Aluminium-Zinkoxid und/oder dotiertes Aluminium-Zinkoxid aufweist oder daraus gebildet wird.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 14 , bei dem die elektrisch leitfähige Schicht (12) als Substrat oder Träger des optoelektronischen Bauelements (10) verwendet wird.
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