WO2002093653A2 | 2002-11-21 |
US20120126270A1 | 2012-05-24 | |||
EP1930471A2 | 2008-06-11 | |||
DE102009024411A1 | 2010-09-30 |
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. |
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 10 8 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 cm 2 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 mm 2 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/cm 2
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