OPTOELEKTRONISCHE VORRICHTUNG MIT HOMOGENER LEUCHTDICHTE BESCHREIBUNG

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft

optoelektronische Vorrichtung, beispielsweise eine organische lichtemittierende Diode oder eine elektrochrome Vorrichtung.

[0002] Eine organische lichtemittierende Diode (organic light emitting diode bzw. OLED) ist ein Lumineszenzstrahler, mit dem aus elektrischer Energie eine elektromagnetische

Strahlung erzeugt wird. Die OLED weist zumindest eine

organische aktive Schicht auf, in der die elektromagnetische Strahlung entsteht. Die aktive Schicht ist zwischen einer Anode und einer Kathode angeordnet. Bei einem angelegten

Durchlasspotential injiziert die Anode Löcher in die aktive Schicht, während die Kathode Elektronen injiziert. Die

injizierten Löcher und Elektronen wandern jeweils (unter dem Einfluss eines extern angelegten elektrischen Felds) zu der entgegengesetzt geladenen Elektrode und erzeugen bei

Rekombination in der aktiven Schicht eine elektrolumineszente Emission .

[0003] Eine elektrochrome Vorrichtung hat typischerweise einen starren Träger für eine aktive Schicht, die ebenfalls zwischen einer Anode und einer Kathode eingebettet ist. Wenn eine Gleichspannung über die Anode und Kathode angelegt ist, entsteht in der aktiven Schicht eine Farbänderung. Für einige Anwendungen sind die Anode, Kathode und die aktive Schicht transparent. So kann die elektrochrome Schicht beispielsweise als Blendschutz in einer Windschutzscheibe oder einem Spiegel eines Kraftfahrzeugs eingesetzt werden.

[0004] Problematisch ist bei solchen elektrooptischen

Vorrichtungen, dass aufgrund des intrinsischen Widerstands der Anode bzw. der Kathode eine laterale Spannung längs der jeweiligen Elektrode abfällt. Mit der lateralen Spannung wird der Verlauf der Spannung weg von einem Kontaktanschluss der Elektrode (Anode oder Kathode) bezeichnet. Dadurch entsteht bspw. bei einer OLED ein inhomogenes Leuchtbild. Bei einer elektrochromen Vorrichtung entsteht eine inhomogenes Farbbild. Beide Effekte sind unerwünscht und sollten möglichst

unterdrückt werden.

[0005] Der vorliegenden Erfindung liegt das Problem

zugrunde, eine optoelektronische Vorrichtung anzugeben, bei der eine möglichst homogene Spannung an der aktiven Schicht anliegt .

[0006] Dieses Problem wird durch eine optoelektronische Vorrichtung gemäß Patentanspruch 1 gelöst.

[0007] Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen der optoelektronischen Vorrichtung sind in den abhängigen

Patentansprüchen angegeben.

BEISPIELHAFTE AU S FÜ HRU G S F ORME

[0008] Verschiedene Ausführungsformen der optoelektronische Vorrichtung haben eine erste elektrische Zuleitung und eine zweite elektrische Zuleitung. Die zweite elektrische Zuleitung ist an einen ersten elektrischen Anschluss gekoppelt. Zwischen der ersten elektrische Zuleitung und der zweiten elektrische Zuleitung ist eine Funktionsschicht zur Emission von Strahlung angeordnet. Die zweite elektrische Zuleitung weist eine erste elektrische Leitfähigkeit auf, die sich über eine Erstreckung der zweiten elektrische Zuleitung weg vom ersten elektrischen Anschluss monoton verändert.

[0009] Die elektrischen Zuleitungen dienen der Zuführung und Injektion von Ladungsträgern in die Funktionsschicht. Sie haben häufig einen geeigneten Aufbau in Form einer

Schichtabfolge, die Kontakte, Kontaktmaterialien, anorganische oder organische Ladungsträgertransportschichten etc.

aufweisen. Sie können Metalle, bspw. Ag, bzw.

Metallverbindungen umfassen. Dabei kann wenigstens eine der elektrischen Zuleitungen als transparente Zuleitung

ausgestaltet sein. Die transparente Zuleitung kann ein

transparentes, leitendes Oxid (transparent conductive oxide bzw. TCO) aufweisen. Das TCO ist der Regel ein Metalloxid, beispielsweise Zinkoxid, Zinnoxid, Cadmiumoxid, Titanoxid, Indiumoxid oder Indiumzinnoxid (ITO). Neben binären

MetallstoffVerbindungen, wozu auch SnC>2 und In2<03 zählen, gehören auch ternäre Metallsauerstoff erbindungen, wie

beispielsweise Zn2SnC>4, CdSnC>3, ZnSnC>3, Mgln2<04, Galn03, Zn2ln2Ü5 oder In4Sn30]_2 oder auch Mischungen unterschiedlicher transparenter leitender Oxide zu der Gruppe der TCO. Weiterhin entsprechen die TCO nicht zwingend einer stöchiometrischen Zusammensetzung und können auch p- oder n-dotiert sein, um eine hohe Leitfähigkeit zu erzielen. Die elektrischen

Zuleitungen können hochleitende organische Materialien, wie Polyethylendioxythiophen ("PEDOT"), oder dotierte organische Schichten umfassen. In Zusammenhang mit organischen

Leitungsschichten kann der Begriff "Dotierung" für eine partielle Oxidation bzw. Reduktion der organischen Schicht stehen. Es ist möglich, dass alle der genannten Materialien miteinander geeignet kombiniert in der ersten oder zweiten elektrischen Zuleitung vorhanden sind.

[00010] In einigen Ausführungsformen umfasst die

Funktionsschicht eine organische Emitterschicht. Die

optoelektronische Vorrichtung bildet somit ein organisches elektrolumineszierendes Bauelement, bzw. eine OLED.

[00011] In einigen Ausführungsformen umfasst die zweite elektrische Zuleitung eine Kontaktschicht. Dabei kann in einigen Ausführungsbeispielen die Kontaktschicht eine

konstante elektrische Flächenleitfähigkeit aufweisen und sich eine Dicke der Kontaktschicht über die Ersteckung der

Kontaktschicht weg vom ersten elektrischen Anschluss monoton verändern. Weil die Kontaktschicht in der Regel einen

konstanten spezifischen Widerstand und damit einen konstanten Flächenwiderstand aufweist, ändert sich mit der Schichtdicke auch die jeweilige lokale Leitfähigkeit.

[00012] In einigen Ausführungsformen umfasst die zweite elektrische Zuleitung eine Ladungstransportschicht. Dabei kann die Ladungstransportschicht ein dotiertes organisches

Halbleitermaterial umfassen. In einigen Ausführungsformen verändert sich eine Dotierkonzentration des dotierten organischen Halbleitermaterials weg von dem ersten

elektrischen Anschluss monoton. Mit der Dotierung wird

zugleich die Leitfähigkeit der Ladungstransportschicht

eingestellt. Ein Leitfähigkeitsprofil in der zweiten

elektrischen Zuleitung ist abhängig von einem Profil der

Dotierkonzentration (Dotierprofil) in der

Ladungstransportschicht .

[00013] In einigen Ausführungsformen verändert sich die erste elektrische Leitfähigkeit weg von dem ersten elektrischen Anschluss streng monoton. Üblicherweise nimmt die erste elektrische Leitfähigkeit weg von dem zweiten elektrischen Anschluss ab.

[00014] In einigen Ausführungsformen bildet die zweite elektrische Zuleitung eine Kathode. Die erste elektrische Leitfähigkeit entspricht einer Elektronenleitfähigkeit.

[00015] In einigen Ausführungsformen ist die erste

elektrische Zuleitung an einen zweiten elektrischen Anschluss gekoppelt. Die erste elektrische Zuleitung weist eine zweite elektrische Leitfähigkeit auf, die sich über eine Erstreckung der ersten elektrische Zuleitung weg von dem zweiten

elektrischen Anschluss monoton verändert. Dabei kann die erste elektrische Zuleitung eine Anode bilden. Die zweite

elektrische Leitfähigkeit entspricht einer Lochleitfähigkeit.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

[00016] Verschiedene Ausführungsbeispiele einer

optoelektronischen Vorrichtung werden im Folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert. In den Figuren geben die erste (n) Ziffer (n) eines Bezugszeichens die Figur an, in denen das Bezugzeichen zuerst verwendet wird. Die gleichen Bezugszeichen werden für gleichartige oder gleich wirkende Elemente bzw.

Eigenschaften in allen Figuren verwendet.

[00017] Es zeigen:

Fig. 1 ein Aufsicht auf eine optoelektronischen Vorrichtung; Fig. 2 einen Querschnitt durch eine bekannte

optoelektronischen Vorrichtung nach Fig. 1 längs einer Schnittachse A - A;

Fig. 3 ein Ersatzschaltbild der optoelektronischen

Vorrichtung;

Fig. 4 einen Querschnitt durch ein erstes

Ausführungsbeispiel der optoelektronischen Vorrichtung nach Fig. 1 längs der Schnittachse A - A;

Fig. 5a eine erste Ausgestaltung des ersten

Ausführungsbeispiels nach Fig. 4;

Fig. 5b ein erstes Verfahren zum Herstellen der ersten

Kontaktschicht aus Fig. 5a,

Fig. 5c ein zweites Verfahren zum Herstellen der ersten

Kontaktschicht aus Fig. 5a,

Fig. 6 eine zweite Ausgestaltung der des ersten

Ausführungsbeispiels nach Fig. 4;

Fig. 7 eine Simulation der Helligkeitsverteilung der

bekannten optoelektronischen Vorrichtung nach Fig. 2;

Fig. 8 eine Simulation der Helligkeitsverteilung des ersten

Ausführungsbeispiels der optoelektronischen Vorrichtung nach Fig. 4;

Fig. 9 einen Querschnitt durch ein zweites

Ausführungsbeispiel der optoelektronischen Vorrichtung nach Fig. 1 längs der Schnittachse A - A;

Fig. 10 ein Aufsicht auf eine zweite optoelektronischen

Vorrichtung;

Fig. 11 einen Querschnitt durch die zweite optoelektronischen

Vorrichtung nach Fig. 10 längs einer Schnittachse A - A; Fig. 12 ein Aufsicht auf eine dritte optoelektronischen

Vorrichtung und

Fig. 13 einen Querschnitt durch die dritte optoelektronischen

Vorrichtung nach Fig. 12 längs einer Schnittachse A - A.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

[00018] Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer

optoelektronischen Vorrichtung. Die optoelektronische

Vorrichtung 100 ist beispielsweise eine elektrolumineszente Vorrichtung. Sie hat eine erste Oberseite auf der eine erste Kontaktschicht 102 aufgebracht ist. Die erste Kontaktschicht 102 ist mit einem ersten Anschluss 104 verbunden. Die

Verbindung erfolgt über eine erste Elektrode 106, die Teil einer Kathode in dem gezeigten Ausführungsbeispiel der

optoelektronischen Vorrichtung 100 ist. Eine Anode der

optoelektronischen Vorrichtung 100 ist mit einem zweiten

Anschluss 108 verbunden und weist eine zweite Elektrode 110 auf. Die zweite Elektrode 110 grenzt unmittelbar an eine zweite Kontaktschicht, welche die der ersten Kontaktschicht 102 gegenüberliegende Oberfläche der optoelektronischen

Vorrichtung 100 bedeckt. Die zweite Kontaktschicht ist in

Fig. 1 nicht zu erkennen. Der Aufbau der optoelektronischen Vorrichtung 100 wird nachfolgend anhand von Querschnitten längs einer Schnittachse A - A genauer beschrieben. Dabei werden die sich gegenüberliegenden erste Elektrode 106 und zweite Elektrode 110 aus Gründen der vereinfachten Darstellung als Teil des ersten Anschlusses 104 bzw. des zweiten

Anschlusses 108 betrachtet.

[00019] Fig. 2 zeigt einen Querschnitt durch eine bekannte optoelektronischen Vorrichtung nach Fig. 1 längs einer

Schnittachse A - A. Die optoelektronische Vorrichtung 100 weist ein Substrat 200 auf, auf dem eine Schichtfolge

aufgebracht ist. Typischerweise ist das Substrat 200 ein transparenter Träger, beispielsweise ein Glas oder eine Folie, wie beispielsweise eine biegsame Plastikfolie. Auf dem

Substrat 200 ist eine zweite Kontaktschicht 202 aufgebracht. Auch die zweite Kontaktschicht 202 ist im Bereich der von der optoelektronischen Vorrichtung 100 emittierten Strahlung transparent. Dazu umfasst die erste Kontaktschicht 200 ein geeignetes transparentes leitfähiges Material, wie

beispielsweise ein transparentes leitfähiges Oxid, etwa

Indiumzinnoxid (ITO) . Auf der zweiten Kontaktschicht 202 ist eine erste Ladungstransportschicht 204 aufgebracht. Die zweite Kontaktschicht 202 und die erste Ladungstransportschicht 204 bilden eine erste elektrische Zuleitung 206 der

optoelektronischen Vorrichtung 100. In dem gezeigten

Ausführungsbeispiel ist die erste elektrische Zuleitung 206 eine Anode der optoelektronischen Vorrichtung 100.

Entsprechend umfasst die erste Ladungstransportschicht 204 ein Material mit einer hohen Mobilität von Löchern.

[00020] Auf der ersten elektrischen Zuleitung 206 ist eine Funktionsschicht 208 aufgebracht, in der eine emittierte

Strahlung erzeugt wird, sobald an diese eine elektrische

Spannung angelegt ist. Die Funktionsschicht 208 weist ein elektrolumineszentes Material auf. Beispielsweise kann das elektrolumineszente Material geeignete Polymere für eine

Fluoreszenz- oder eine Phosphoreszenzemission aufweisen.

Alternativ können kleine organische Moleküle, die über

Fluoreszenz oder über Phosphoreszenz emittieren, als

organische Elektrolumineszenzschicht dienen.

[00021] Auf der Funktionsschicht 208 ist eine zweite

Ladungstransportschicht 210 aufgebracht, auf der wiederum eine erste Kontaktschicht 102 aufgebracht ist. Die zweite

Ladungstransportschicht 210 und die erste Kontaktschicht 102 bilden eine zweite elektrische Zuleitung 212 der

Strahlungsemittierenden Vorrichtung 100. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist die zweite elektrische Zuleitung 206 eine Kathode der Strahlungsemittierenden Vorrichtung 100.

[00022] Die erste elektrische Zuleitung 206 ist mit einem zweiten Anschluss 108 verbunden. Die zweite elektrische

Zuleitung 212 ist mit einem ersten Anschluss 104 verbunden. Der erste Anschluss 104 und der zweite Anschluss 108 dienen zur Stromzufuhr an die optoelektronische Vorrichtung 100. Dazu können der erste Anschluss 104 und der zweite Anschluss 108 an eine Energiequelle gekoppelt werden. Beispielsweise sind sie an eine konstante Stromquelle, bspw. eine Batterie oder eine Treiberschaltung, gekoppelt.

[00023] Fig. 3 zeigt ein Ersatzschaltbild der

optoelektronischen Vorrichtung 100. Die erste Kontaktschicht 102 weist dabei im wesentlichen eine hohe laterale und

vertikale Leitfähigkeit auf. Sie ist an den ersten Anschluss 104 gekoppelt. Der intrinsische Widerstand der ersten

Kontaktschicht 102 wird in der lateralen Erstreckung als

Reihenschaltung eines ersten Widerstands 300, eines zweiten Widerstands 302 und eines dritten Widerstands 304 beschrieben. Üblicherweise wird die erste Kontaktschicht 102 ein Metall, wie bspw. AI, aufweisen. Ebenso kann sie ein transparentes leitfähiges Oxid (Transparent Conductive Oxide, bzw. TCO), wie beispielsweise Indiumzinnoxid (Indium Tin Oxide, bzw. ITO) , aufweisen. Der erste Widerstand 300, der zweite Widerstand 302 und der dritte Widerstand 304 werden als ohmsche Widerstände modelliert .

[00024] Das gleiche gilt für die zweite Kontaktschicht 202, die an den zweiten Anschluss 108 gekoppelt ist. Die

elektrische Leitfähigkeit der zweiten Kontaktschicht 202 wird durch eine Reihenschaltung eines vierten Widerstands 306, eines fünften Widerstands 308 und eines sechsten Widerstand 310.

[00025] Zwischen der ersten Kontaktschicht 102 und der zweiten Kontaktschicht 202 verlaufen die elektrischen Ströme in der optoelektronischen Vorrichtung im wesentlichen in vertikaler Richtung. Sie durchlaufen dabei die erste

Ladungstransportschicht 204, die Funktionsschicht 208 und die zweite Ladungstransportschicht 210. Die erste

Ladungstransportschicht 204 wird auch als electron transport layer (ETL) bezeichnet. Sie kann beispielsweise ein n- dotiertes leitfähiges organisches oder anorganisches Material aufweisen. Die zweite Ladungstransportschicht 204 wird auch als hole transport layer (HTL) bezeichnet. Sie kann

beispielsweise ein p-dotiertes leitfähiges organisches oder anorganisches Material aufweisen. Für beide

Ladungstransportschichten können auch geeignete intrinsische, d.h. undotierte Schichten verwendet werden. In aller Regel weisen beide Ladungstransportschichten einen ohmschen

vertikalen Widerstand auf.

[00026] Die Funktionsschicht 208 weist ein nicht-ohmsches Verhalten auf. Das bedeutet, dass zwischen einer an der

Funktionsschicht 208 angelegten Spannung (V) und einem durch die Funktionsschicht fließenden Strom (I) kein linearer

Zusammenhang besteht. Weist die Funktionsschicht

beispielsweise einen pn-Übergang auf, so entspricht ihr

Verhalten einer Diode, log(I) V.

[00027] Bei einer organischen Lumineszenzdiode weist die Funktionsschicht 208 beispielsweise ein organisches

Elektrolumineszenzmaterial auf, das bei Anlegen eines

Potentials Licht emittiert. Das organische

Elektrolumineszenzmaterial ist beispielsweise ein Polymer. Es können auch kleine organische Moleküle, die über Fluoreszenz oder über Phosphoreszenz emittieren, als organisches

Elektrolumineszenzmaterial dienen. In diesem Fall erfolgt ein Ladungsträgertransport über Hüpf- oder Tunnelprozesse. Der Zusammenhang zwischen angelegter Spannung (V) und durch die Funktionsschicht 208 fließendem Strom I lässt sich

entsprechend der I-V- Charakteristik einer Elektronenröhre beschreiben, d.h. I _v 2/3.

[00028] Entsprechend dieser Eigenschaften der verschiedenen Schichtebenen der optoelektronischen Vorrichtung kann die optoelektronische Vorrichtung in vertikaler Richtung durch eine Reihenschaltung aus einem ohmschen Widerstand, einem nichtlinearen Element, wie einer Diode, und einem weiteren ohmschen Widerstand dargestellt werden. Wegen der lateralen Ersteckung der optoelektronischen Vorrichtung kann der Strom in vertikaler Richtung durch eine Parallelschaltung mehrerer solcher Reihenschaltung modelliert werden.

[00029] Entsprechend ist in der Fig. 3 ein erste Strompfad dargestellt, der eine Reihenschaltung eines siebten Widerstands 312, einer ersten Diode 314 und eines achten

Widerstands 316 aufweist. Der erste Strompfad verbindet einen zwischen den dem ersten Widerstand 300 und den zweiten

Widerstand 302 liegenden Knoten 318 mit dem sechsten

Widerstand 310. Dazu parallel geschaltet befindet sich ein zweiter Stromzweig, der eine Reihenschaltung aus einem neunten Widerstand 320, einer zweiten Diode 322 und eines zehnten Widerstands 324 umfasst. Der zweite Strompfad verbindet einen zwischen dem zweiten Widerstand 302 und dem dritten Widerstand 304 befindlichen zweiten Konten 326 mit einem zwischen dem sechsten Widerstand 310 und dem fünften Widerstand 308

befindlichen dritten Knoten 327. Die Parallelschaltung wird durch einen dritten Stromzweig abgeschlossen, die eine

Reihenschaltung aus einem elften Widerstand 328, einer dritten Diode 330 und einem zwölften Widerstand 332 umfasst. Der dritte Stromzweig verbindet den dritten Widerstand 304 mit einem zwischen dem fünften Widerstand 308 und dem vierten Widerstand 306 befindlichen Knoten 334.

[00030] In der Fig. 3 ist angedeutet, dass das

Ersatzschaltbild durch ein mehrfaches (n-faches) Wiederholen des zweiten Strompfads verbessert werden kann. Im Grenzwert wird so ein Stromdichten-Modell mit spezifischen

Leitfähigkeiten wiedergegeben.

[00031] In der in Fig. 2 gezeigten bekannten

optoelektronischen Vorrichtung weisen alle leitfähigen

Schichten über die laterale Ersteckung eine konstante

Leitfähigkeit auf. Entsprechend sind die Widerstandswerte des ersten Widerstands 300, des zweiten Widerstands 302 und des dritten Widerstands 304 identisch. Ebenso sind die

Widerstandswerte des vierten Widerstands 306, des fünften Widerstands 308 und des sechsten Widerstands 310 identisch.

[00032] Die Materialien der ersten Kontaktschicht 102 und der zweiten Kontaktschicht 202 sind im Falle einer transparenten optoelektronische Vorrichtung häufig identisch, so dass sich die spezifische Leitfähigkeit nicht unterscheidet. In einer Vielzahl anderer Anwendungen unterscheiden sich jedoch die Materialien. In diesem Fall sind die spezifischen Leitfähigkeiten und damit auch in aller Regel der

Widerstandswert des ersten Widerstands 300, bzw. des zweiten Widerstands 302 und des dritten Widerstands 304 verschieden von dem Widerstandswert des vierten Widerstands 306, bzw. des fünften Widerstands 308 und des sechsten Widerstands.

[00033] Die erste Ladungstransportschicht 210 und die zweite Ladungstransportschicht 204 weisen in der Regel

unterschiedliche Dotierungen und damit auch zueinander

unterschiedliche Leitfähigkeiten auf. Dabei kann

berücksichtigt werden, dass üblicherweise Materialien zur Verfügung verwendet werden, bei denen eine

Lochtransportschicht eine erheblich höher Löchermobilität aufweisen, als die Elektronenmobilität der verwendeten

Elektronentransportschichten . In jeder Schicht ist die

jeweilige Leitfähigkeit jedoch im Fall der bekannten

optoelektronischen Vorrichtung aus Fig.2 in der lateralen Ersteckung konstant, so dass der siebte Widerstand 312, der neunte Widerstand 320 und der elfte Widerstand 328 einen gleichen Widerstandswert aufweisen. Ebenso weisen der achte Widerstand 316, der zehnte Widerstand 324 und der zwölfte Widerstand 332 einen gleichen Widerstandswert auf. Die

Funktionsschicht 208 weist ebenfalls eine homogene elektrische Leitfähigkeit auf, so dass die Kennlinien der ersten Diode 314, der zweiten Diode 322 und der dritten Diode 330 identisch sind .

[00034] Damit hat die in der Fig. 2 gezeigte

optoelektronische Vorrichtung eine homogene Struktur

hinsichtlich ihrer elektrischen Eigenschaften. Infolgedessen entsteht bei einem konstanten Strom, der über den ersten

Anschluss 104 und zweiten Anschluss 108 eingeprägt ist, eine Spannungsabfall entlang der lateralen Ausdehnung der

optoelektronischen Vorrichtung. Dieser Effekt wird

beispielsweise in dem Dokument [1] beschrieben. Damit entsteht beispielsweise bei einer OLED ein uneinheitliches, d.h.

inhomogenes Leuchtbild.

[00035] Im Folgenden wird anhand einzelner

Ausführungsbeispiele gezeigt, wie ein möglichst homogenes Leuchtbild erreicht wird. Dabei zielen alle nachfolgend dargestellten Ausführungsbeispiele darauf ab, einen möglichst homogene vertikale Spannungsverteilung an der Funktionsschicht 208 zu erzielen.

[00036] Fig. 4 zeigt einen Querschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel der optoelektronischen Vorrichtung 100 nach Fig. 1 längs der Schnittachse A - A. Das erste

Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von der bekannten

Vorrichtung der Fig.2 dadurch, dass die zweite elektrischen Zuleitung 212 von dem ersten Anschluss 104 weg einen Verlauf der Leitfähigkeit 400 aufweist. Dabei nimmt die Leitfähigkeit 400 in Abstand von dem ersten Anschluss weg ab.

Bevorzugterweise kann mit einer linear abfallenden

Leitfähigkeit eine besonders homogene Leuchtdichte erzielt werden .

[00037] Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, dass in der ersten Kontaktschicht ein Verlauf der lateralen

Leitfähigkeiten vorgesehen ist. Im Sinne des

Ersatzschaltbildes der Fig. 3 ist beispielsweise ein

Widerstandswert R _] _ des ersten Widerstands 300 kleiner als ein Widerstandswert R2 des zweiten Widerstands 302, wobei R2 wiederum kleiner ist als ein Widerstandswert R3 des dritten Widerstands 304. Damit weist die Leitfähigkeit einen streng monoton fallenden Verlauf 400 weg von dem ersten Anschluss 104 auf. Dies kann beispielsweise durch eine geeignete Wahl der Schichtdicke der ersten Kontaktschicht auf. Eine solches

Ausführungsbeispiel ist in Fig. 5a dargestellt. Hier ist im wesentlichen die Struktur der Fig. 2 jedoch mit einer erste Kontaktschicht 500 dargestellt, deren Schichtdicke D von dem ersten Anschluss 104 weg abnimmt. Da die erste Kontaktschicht 500 aus einem homogenen Material besteht, das eine konstante spezifische Leitfähigkeit p aufweist, nimmt der

Schichtwiderstand R _S q = p/D vom ersten Anschluss 104 weg zu. Ein solches Schichtdickeprofil kann durch eine Vielzahl von Verfahren erzeugt werden. So kann die erste Kontaktschicht 500 unter Verwendung einer Vielzahl von Masken erzeugt werden. Damit würde ein treppenförmiger Verlauf der Schichtdicke erzeugt werden können. Auch kann die erste Kontaktschicht 500 durch einen Beschichtungsprozess , bspw. einem Aufdampfen, erzeugt werden. Dabei können mittels eines schrägen oder einen unterschiedlich starken Aufdampfen unterschiedliche

Schichtdickenprofile erzeugt werden. Ebenso ist es denkbar, dass die erste Kontaktschicht 500 in einem Druckverfahren, beispielsweise einem Siebdruck mit geeigneten Druckmasken erzeugt wird. Ebenso kann bei einem Drucken mit organischen Materialien mittels definierter Temperaturprofile beim

Ausheizen der gedruckten Schicht das Schichtdickenprofil geeignet gewählt werden.

[00038] In der Fig. 5b und der Fig. 5c sind beispielhaft zwei Verfahren zum Aufbringen der ersten Kontaktschicht 500

dargestellt. Die Fig. 5b zeigt ein erstes Verfahren einer ersten Kontaktschicht 500 auf einen Schichtstapel 502. Dazu wird der Schichtstapel 502 unter einer Blende 504 geführt. Die Blende 504 erstreckt sich schlitzförmig in die Tiefe der

Darstellung der Fig. 5b, wobei der Schichtstapel 502 und die Blende 504 in einem Querschnitt dargestellt sind. Die Blende 504 weist in der Erstreckung in die Tiefe in etwas die Länge der Tiefe des Schichtstapels 502 auf. Die Blende 504 ist zwischen einer Materialquelle 506 und dem Schichtstapel 502 angeordnet. Aus der Materialquelle 506 wird Material zum

Herstellen der ersten Kontaktschicht, bspw. über Verdampfen, emittiert und tritt durch die Blende 504 auf einer Oberfläche des Schichtstapels 502. Der Schichtstapel 502 wird unter der Blende entlang geführt, wobei er parallel zu Blende 502 in horizontaler Richtung 508 bewegt wird. Dabei wird das aus der Materialquelle 506 emittierte Material auf den unterhalb der Blende 502 befindlichen Abschnitt der Oberfläche abgelagert und bildet so einen Abschnitt 510. Die lokale Dicke eines Bereichs des Abschnitts 510 wird dabei durch die Zeit

bestimmt, die der Bereich der Materialquelle 506 ausgesetzt ist. Wird diese Zeit variiert, können unterschiedliche Dicken erreicht werden. Um einen lateral stetigen Verlauf der Dicke der ersten Kontaktschicht 500 zu erzielen, wird der

Schichtstapel mit einer beschleunigten (d.h. im schnelleren oder immer langsameren) Bewegung an der Blende 504

vorbeigeführt. Wird die Bewegung abgebremst, so nimmt die Dicke der ersten Kontaktschicht in Bereichen zu, die zuletzt der Materialquelle 506 ausgesetzt werden, so wie es in der

Fig. 5b angedeutet ist. Wird die Bewegung schneller, so entstehen in den zunächst bedampften Bereichen ein dickeres Profil der ersten Kontaktschicht 500, das hin zu später bedampften Bereichen in der Dicke abnimmt.

[00039] Ein zweite Verfahren zum Aufbringen der ersten

Kontaktschicht 500 wird an Hand der Fig. 5c deutlich. Dabei ist eine Aufsicht auf ein Blendensystem gezeigt. Das

Blendensystem weist eine Blendenplatte 512 auf. Die

Blendenplatte 512 weist eine Vielzahl von Blendenschlitzen 514 auf. Die Blendenschlitze 514 sind jeweils unterschiedlich lang. Durch die Blendenschlitze 514 kann ein aus einer (in der Fig. 5c aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellte) Materialquelle austretendes Material durch das Blendenssystem 512 treten. Unter dem Blendensystem 512 wird der Schichtstapel 502 mit konstanter Geschwindigkeit geführt. Dabei tritt durch die durch Blendenschlitze 514 eine jeweils von der Länge eines Blendenschlitzes abhängige Mende des Materials auf die

Oberfläche des Schichtstapels 502 und bildet so eine

Kontaktschicht 500, die in Richtung einer Längserstreckung ein stetig variierendes Dickenprofil aufweist.

[00040] Bei der Umsetzung des zweiten Verfahrens wird eine Materialquelle bereitgestellt, die einen homogenen

Materialstrom über die gesamte Fläche des Blendensystems 512 bereitstellt. Ebenso ist es denkbar, über oder anstelle des Blendensystems 512 ein System kleinerer Materialquellen bereitzustellen. Dabei wird über eine oder anstelle längerer Blendenschlitze eine höhere Anzahl an kleinerer

Materialquellen und über oder anstelle kürzerer

Blendenschlitze eine geringere Anzahl von Materialquellen angeordnet sein.

[00041] Hinsichtlich aller Verfahren ist eine Relativbewegung zwischen der Materialquelle bzw. dem Blendesystem oder der Blende und dem Schichtstapel nötig. Es versteht sich, dass es hinreichend ist, eine der Komponenten zu bewegen, um ein vertikales Schichtdickenprofil zu erhalten.

[00042] Zusätzlich oder alternativ zu dem in Fig. 5a

dargestelltem Ausführungsbeispiel kann die horizontale

Leitfähigkeit der zweiten elektrischen Zuleitung 212 von dem ersten Anschluss 104 weg monoton abnehmen. Im wesentlichen trägt die Leitfähigkeit der zweiten Ladungstransportschicht dazu bei. Bei der zweiten Ladungstransportschicht handelt es sich beispielsweise um ein n-dotiertes Material. Die

Leitfähigkeit kann, wie in Fig. 6 im Unterschied zur Struktur der Fig. 2 dargestellt, in ihrem lateralen Verlauf dadurch beeinflusst werden, dass eine zweite Ladungstransportschicht 600 vorgesehen ist, die ein vom ersten Anschluss weg

verlaufendes Dotierungsprofil aufweist, wobei die

Konzentration an Dotierstoffen weg vom ersten Anschluss 104 kontinuierlich abnimmt. Im Ersatzschaltbild der Fig. 3 ist also ein Widerstandwert R7 des siebten Widerstands 312 kleiner als ein Widerstandswert R9 des neunten Widerstands 320, wobei R9 kleiner ist als ein Widerstandswert R _] _i des elften

Widerstands 328. Dabei kann beim Herstellen der

Ladungstransportschicht die lokale Dotierkonzentration durch eine Vielzahl von Verfahren eingestellt werden. So werden in aller Regel größere Zwischenprodukte einen Teilchenstrom aus einer Dotierquelle ausgesetzt. Durch die Geschwindigkeit, mit der das Zwischenprodukt den Wirkungsquerschnitt durchläuft oder durch eine Veränderung der Temperatur der Dotierquelle wird die Gesamtdosis und damit auch die aufgenommenen

Dotierkonzentration im Zwischenprodukt beeinflusst. Ebenso wären bei kleineren Werkstücken Abschirmungen und kleinere Filtermasken denkbar, um die Dotierdosis zu beeinflussen.

[00043] Die in den Fig. 5a und Fig. 6 gezeigten Maßnahmen können geeignet kombiniert werden. Insgesamt wird die an der Funktionsschicht 208 anliegende Spannung durch die über den ersten Anschluss 104 und den zweiten Anschluss 108 zugeführten Ladungsträger bestimmt. Durch die hohen Leitfähigkeiten der zweiten elektrischen Zuleitung 212 in Nähe des ersten

Anschlusses 104 kann zwar ein großer Elektronenstrom getrieben werden, der tatsächliche Strom bleibt aber durch den Zufluss an Löchern auf Seite der Anode begrenzt. Hingegen ist der Elektronenstrom in Nähe des Anodenanschlusses, also des zweiten Anschlusses 108 durch die geringere Leitfähigkeit begrenzt. Die Leuchtdichte in Nähe des ersten Anschlusses 104 und in Nähe des zweiten Anschlusses 108 wird durch den

begrenzten Ladungsträgerstrom verringert. Insgesamt erscheint damit das Leuchtbild homogener.

[00044] Anhand der Fig. 7 und der Fig. 8 wird deutlich, dass durch die beschriebene Maßnahme ein homogenes Leuchtbild erzielt wird. Fig. 7 zeigt eine Simulation der

Helligkeitsverteilung der bekannten optoelektronischen

Vorrichtung nach Fig. 2. Dabei ist in Form von Graustufen die Leuchtdichtenverteilung in cd/m^ auf einer Oberfläche einer elektrolumineszenten Vorrichtung dargestellt. Die Abszisse (X- Achse) gibt dabei die Erstreckung zwischen einem

Kathodenanschluss auf der linken Seite und einem

Anodenanschluss auf der rechten Seite wieder. Die Ordinate (Y- Achse) gibt eine Ersteckung längs der Anschlüsse wieder (vgl. mit der Darstellung in Fig. 1) . Die Simulation lässt erkennen, dass die Leuchtdichte in Mitte zwischen den Anschlüssen deutlich geringer ist, als in Nähe eines der Anschlüsse. Die Skalen der Ausdehnung und der Leuchtdichte sind für die

Simulation gewählt und sind daher nur als beispielhaft zu verstehen .

[00045] Als Vergleich dazu zeigt die Fig. 8 eine Simulation der Helligkeitsverteilung des ersten Ausführungsbeispiels der optoelektronischen Vorrichtung nach Fig. 4. Es wurde eine zu der Fig. 7 vergleichbare Darstellung gewählt. Im Vergleich ist zu erkennen, dass die Leuchtdichte für das erste

Ausführungsbeispiel erheblich homogener erscheint als die Leuchtdichte der bekannten optoelektronischen Vorrichtung.

[00046] Fig. 9 zeigt einen Querschnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel einer optoelektronischen Vorrichtung 100 nach Fig. 1 längs der Schnittachse A - A. Das zweite

Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem ersten

Ausführungsbeispiel dadurch, dass die erste elektrische Zuleitung 206 von dem zweiten Anschluss 108 weg einen Verlauf der Leitfähigkeit 900 aufweist. Dabei nimmt die Leitfähigkeit 900 in Abstand von dem ersten Anschluss weg ab. Soweit es sich bei dem zweiten Anschluss 108 um eine Anode handelt, ist mit der Leitfähigkeit eine Lochleitfähigkeit gemeint. Die

Leitfähigkeit kann analog zu der Leitfähigkeit der zweiten elektrischen Zuleitung 212 durch eine Veränderung der Dicke zweiten Kontaktschicht und/oder durch eine Wahl der

Dotierkonzentration in der ersten Ladungstransportschicht lokal eingestellt werden.

[00047] Es wird also zusätzlich ein Leitfähigkeitsprofil in der Anode vorgesehen. Insgesamt kann damit der Zustrom von Ladungsträgern auf beiden Kontaktseiten der Funktionsschicht 208 gesteuert werden. Da die Lochleitfähigkeit in aller Regel höher ausfallen wird, als die Elektronenleitfähigkeit, ist diese Maßnahme insbesondere zusätzlich zu einer Anpassung der Elektronenleitfähigkeit vorteilhaft.

OPTOELEKTRONISCHE VORRICHTUNG MIT VERSETZTEN ELEKTRODEN

[00048] Fig. 10 zeigt eine Aufsicht auf eine zweite

optoelektronische Vorrichtung 1000. Aus der Aufsicht wird deutlich, dass sich die zweite optoelektronische Vorrichtung 1000 von der ersten optoelektronischen Vorrichtung dadurch unterscheidet, dass die zweite Elektrode 110 mit jeweils einem Teilbereich an zwei gegenüberliegenden Seitenkanten der zweiten optoelektronischen Vorrichtung 1000 angeordnet ist. Die erste Elektrode 106 ist mit jeweils einem Teilbereich an Teilstücken der beiden anderen, sich ebenfalls

gegenüberliegenden Seitenkanten angeordnet. Damit entsteht ein im Vergleich zu der ersten optoelektronischen Vorrichtung unterschiedliches Stromdichtenprofil durch den Körper der optoelektronischen Vorrichtung.

[00049] Der Aufbau der zweiten optoelektronischen Vorrichtung 1000 wird anhand der Fig. 11 deutlicher. Fig. 11 zeigt einen Querschnitt durch ein Ausführungsbeispiel der zweiten

optoelektronischen Vorrichtung 1000 längs der Schnittachse A - A. Auf einem Substrat 200 ist eine erste elektrische

Zuleitung 206 aufgebracht. Sie weist, wie im Fall der ersten optoelektronischen Vorrichtung, eine zweite Kontaktschicht 202 und eine erste Ladungstransportschicht 204 auf. Diese

Schichten weisen jeweils Materialien auf, wie sie im

Zusammenhang mit der ersten optoelektronischen Vorrichtung beschrieben sind. Die zweite Kontaktschicht 202 ist elektrisch mit der zweiten Elektrode 110 verbunden, die sie von zwei Seiten her kontaktiert.

[00050] Auf der ersten elektrischen Zuleitung 206 ist wie bei der ersten optoelektronischen Vorrichtung eine

Funktionsschicht 208 aufgebracht, die ihrerseits von einer zweiten elektrischen Zuleitung 212 bedeckt ist. Die zweite elektrische Zuleitung 212 besteht aus einer zweiten

Ladungstransportschicht 210 und einer ersten Kontaktschicht 102. Die erste Kontaktschicht 102 ist mit der ersten Elektrode 106 kontaktiert, wie in Zusammenschau mit der Darstellung der Fig. 10 deutlich wird. Sie weist in der Achse zwischen den beiden Teilstücken der ersten Elektrode eine konstante Dicke und damit eine konstante Leitfähigkeit auf, die von diesen Bereich hin zu den Seitenkanten kontinuierlich abnimmt. Es wäre ebenso denkbar, dass die erste Kontaktschicht 102 eine homogene Schichtdicke aufweist und stattdessen beispielsweise die zweite Ladungsträgerschicht 210 ein entsprechendes

Dotierprofil aufweist. Die Wahl des Dotierprofils wird in Zusammenschau mit dem Ausführungsbeispiel der Fig. 6 deutlich. Wichtig ist, dass die Leitfähigkeit der zweiten elektrischen Zuleitung zu den Bereichen hin abnimmt, die geometrisch näher an der zweiten Elektrode 110 liegen.

[00051] Es ist ein Grundgedanke, dass abhängig von der

Anordnung und der Geometrie der ersten Elektrode 106 und der zweiten Elektrode 110 die zweite elektrische Zuleitung 212

(und in analoger Weise auch die zweite Zuleitung 206) derart gestaltet werden, dass die Ladungsträger-Leitfähigkeit der jeweiligen elektrischen Zuleitung von der entsprechenden

Elektrode weg hin zu der Elektrode mit entgegengesetzt

ausgerichteter Polarität abnimmt. OPTOELEKTRONISCHE VORRICHTUNG MIT RINGELEKTRODE

[00052] Eine weitere optoelektronische Vorrichtung mit einer anderen Elektrodenstruktur wird anhand einer dritten

optoelektronischen Vorrichtung beschrieben. Dabei zeigt

Fig. 12 eine Aufsicht auf die dritte optoelektronische

Vorrichtung 1200. Zur Verdeutlichung der Darstellung wurde eine auf dieser Seite üblicherweise aufgebrachte Verkapselung nicht dargestellt.

[00053] Die optoelektronische Vorrichtung 1200 ist eine elektrolumineszente Vorrichtung. Sie hat eine erste Oberseite auf der eine erste Kontaktschicht 102 aufgebracht ist. Die erste Kontaktschicht 102 ist mit einem ersten Anschluss 104 verbunden. Die Verbindung erfolgt über eine erste Elektrode 106, die Teil einer Kathode in dem gezeigten

Ausführungsbeispiel der optoelektronischen Vorrichtung 1200 ist. Die erste Elektrode 106 ist auf der ersten Kontaktschicht 102 aufgebracht. Eine Anode der optoelektronischen Vorrichtung 1200 ist mit einem zweiten Anschluss 108 verbunden und weist eine zweite Elektrode 110 auf. Die zweite Elektrode 110 ist als Ringelektrode ausgebildet und grenzt unmittelbar an eine zweite Kontaktschicht, welche die der ersten Kontaktschicht 102 gegenüberliegende Oberfläche der optoelektronischen

Vorrichtung 1200 bedeckt. Der Aufbau der optoelektronischen Vorrichtung 1200 und die Anordnung der Elektroden wird

nachfolgend anhand eines Querschnitts längs einer Schnittachse A - A genauer beschrieben.

[00054] Fig. 13 zeigt einen Querschnitt durch die dritte optoelektronischen Vorrichtung nach Fig. 12 längs einer

Schnittachse A - A. Dieser Querschnitt zeigt, dass sich die dritte optoelektronische Vorrichtung 1300 von der ersten und der zweiten optoelektronischen Vorrichtung in der Anordnung und der Geometrie der Elektroden unterscheidet. Die dritte optoelektronische Vorrichtung 1300 weist ein Substrat 200 auf, auf dem einer zweite Kontaktschicht 202 aufgebracht ist. Die zweite Kontaktschicht 202 wird von der zweiten Elektrode 110 ringförmig umschlossen. Die zweite Elektrode 110 ist an den zweiten Anschluss 108 gekoppelt. Auf der zweiten Kontaktschicht 202 ist eine erste Ladungstransportschicht 204 aufgebracht. Zwischen der ersten Ladungstransportschicht 204 und einer zweiten Ladungstransportschicht 210 ist eine

Funktionsschicht 208 angeordnet. Auf der zweiten

Ladungstransportschicht 210 ist die erste Kontaktschicht 102 angeordnet. Die erste Kontaktschicht 102 weist einen zentralen Bereich auf, der in einer Umgebung um eine vertikale

Symmetrieachse B - B eine konstante Dicke aufweist. Von diesem Bereich weg nimmt die Schichtdicke der ersten Kontaktschicht hin zu den Außenseiten und damit hin zu der Nähe der

Ringelektrode ab, d.h. hin zu der zweiten Elektrode 110. In dieser Anordnung ist der laterale Verlauf der Leitfähigkeit einem radialen Verlauf gleichzusetzen. Auf dem zentralen

Bereich der ersten Kontaktschicht 102 kontaktiert die erste Elektrode 106 dieselbe. Außerhalb des zentralen Bereichs ist die erste Elektrode 106 durch eine Passivierungsschicht 1300 von der ersten Kontaktschicht 102 elektrisch isoliert.

[00055] Auf der ersten Kontaktschicht 102 und auf der

Elektrode 106 ist eine Verkapselung 1302 aufgebracht, die in der Fig. 12 nicht dargestellt wurde. Sie dient zu Schutz der Schichtenfolge und besteht beispielsweise auch aus einer Passivierungsschicht, einem Kunststoff, etc.

[00056] Um die erste Kontaktschicht 102 auf den übrigen Schichtstapel aufzubringen, können unterschiedliche

Herstellverfahren angewendet werden. Denkbar ist

beispielsweise eine Art "spin-o.n"-Verfahren, bei dem das Material der ersten Kontaktschicht 102 durch eine Blend zentral auf einen sich drehenden Schichtstapel aufgebracht wird. Ebenso ist es denkbar, dass eine Quelle das Material derart über eine Blende oder ein System konzentrischer Blenden auf eine Schichtstapel emittiert, dass das Material mit einer glockenförmige Rate auf die Oberfläche des Schichtstapels trifft. Dabei kann eine Rotation des Schichtstapels während des Bedampfens zu einer gleichmäßigen rotationssymmetrischen Ausgestaltung der ersten Kontaktschicht 102 beitragen. Ebenso ist es denkbar, beispielsweise eine rotierende Materialquelle oder ein rotierendes Blendensystem vorzusehen. ABSCHLIESSENDE FESTSTELLUNG

[00057] Die optoelektronische Vorrichtung wurde zur

Veranschaulichung des zugrundeliegenden Gedankens anhand einiger Ausführungsbeispiele beschrieben. Die

Ausführungsbeispiele sind dabei nicht auf bestimmte

Merkmalskombinationen beschränkt. Auch wenn einige Merkmale und Ausgestaltungen nur im Zusammenhang mit einem besonderen Ausführungsbeispiel oder einzelnen Ausführungsbeispielen beschrieben wurden, können sie jeweils mit anderen Merkmalen aus anderen Ausführungsbeispielen kombiniert werden. Es ist ebenso möglich, in Ausführungsbeispielen einzelne dargestellte Merkmale oder besondere Ausgestaltungen wegzulassen oder hinzuzufügen, soweit die allgemeine technische Lehre

realisiert bleibt.

L I TERATUR

[00058] In diesem Dokument sind die folgenden

Veröffentlichungen zitiert:

Neyts, K. et al . : " Inhomogeneous Luminance in Organic Light Emitting Diodes Related to Electrode Resistivity" : Journal of Applied Physics, Bd. 100, S. 114513 ff., American Inst. Of Physics, New York: 2006.

BEZUGSZEICHENLISTE

Erste optoelektronische Vorrichtung 100

Erste Kontaktschicht 102

Erster Anschluss 104

Erste Elektrode 106

Zweiter Anschluss 108

Zweite Elektrode 110

Substrat 200

Zweite Kontaktschicht 202

Erste Ladungstransportschicht 204

Erste elektrische Zuleitung 206

Funktionsschicht 208

Zweite Ladungstransportschicht 210

Zweite elektrische Zuleitung 212

Erste Widerstand 300

Zweiter Widerstand 302

Dritter Widerstand 304

Vierter Widerstand 306

Fünfter Widerstand 308

Sechster Widerstand 310

Siebter Widerstand 312

Erste Diode 314

Achter Widerstand 316

Erster Knoten 318

Neunter Widerstand 320

Zweite Diode 322

Zehnter Widerstand 324

Zweiter Knoten 326

Dritter Knoten 327

Elfter Widerstand 328

Dritte Diode 330

Zwölfter Widerstand 332 Vierter Knoten 334

Erste elektrische Leitfähigkeit 400

Erste Kontaktschicht 500

Dotierprofil 600

Zweite elektrische Leitfähigkeit 900

Zweite optoelektronische Vorrichtung 1000

Dritte optoelektronische Vorrichtung 1200

Passivierung 1300

Verkapselung 1302