WITTMANN SEBASTIAN (DE)
LANG ERWIN (DE)
US20150357598A1 | 2015-12-10 | |||
EP1492387A1 | 2004-12-29 |
Patentansprüche 1. Optoelektronische Vorrichtung (10) zur Erzeugung einer elektromagnetischen Strahlung, umfassend: ein Substrat (11), eine funktionale Schichtstruktur (16), eine auf einer dem Substrat (11) zugewandten Seite der funktionalen Schichtstruktur (16) angeordnete erste Elektrode (14) und eine auf einer dem Substrat (11) abgewandten Seite der funktionalen Schichtstruktur (16) angeordnete zweite Elektrode (15), wobei die funktionale Schichtstruktur (16) eingerichtet ist, bei Bestromung der funktionalen Schichtstruktur (16) mittels der ersten Elektrode (14) und der zweiten Elektrode (15) die elektromagnetische Strahlung zu erzeugen, eine Isolierungsschicht (13), die zumindest eine der Elektroden (14, 15) gegenüber dem Substrat (11) elektrisch isoliert und eine Planarisierung (12) zum Ausgleichen einer Rauigkeit einer der ersten Elektrode (14) und der zweiten Elektrode (15) zugewandten Hauptfläche (IIa) des Substrates (11), wobei die zumindest eine Elektrode, die durch die Isolierungsschicht (13) gegenüber dem Substrat (11) elektrisch isoliert ist, einen Kontakt (24, 25) zur Kontaktierung aufweist, wobei die Isolierungsschicht (13) eingerichtet und angeordnet ist, als Feuchtigkeitsdiffusionsbarriere für Feuchtigkeitsdiffusion von dem Kontakt (24, 25) zu der Planarisierung (12) zu wirken. 2. Optoelektronische Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die erste Elektrode (14), die zweite Elektrode (15), die funktionale Schichtstruktur (16), die Isolierungsschicht (13), die Planarisierung (12) und der Kontakt (24, 25) zumindest teilweise auf der Hauptfläche (IIa) des Substrates (11) angeordnet sind. 3. Optoelektronische Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei sich die Planarisierung (12) in Draufsicht auf die Hauptfläche (IIa) des Substrates (11) gesehen nicht mit dem Kontakt (24, 25) überlappt. 4. Optoelektronische Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei sich die Isolierungsschicht (13) in Draufsicht auf die Hauptfläche (IIa) des Substrats (11) über den gesamten Kontakt (24, 25) hinweg erstreckt. 5. Optoelektronische Vorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine dem Substrat (11) abgewandte Grenzfläche der ersten Elektrode (14) oder eine dem Substrat (11) zugewandte Grenzfläche der zweiten Elektrode (14) in einem Bereich, der durch die Planarisierung (12) planarisiert ist, eine Reflektivität von mindestens 50 % für eine auf die Grenzfläche treffende elektromagnetische Strahlung aufweist. 6. Optoelektronische Vorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend eine Verkapselungsschicht (17) zum Schutz der funktionalen Schichtstruktur (16) vor Feuchtigkeit, die eine Ausnehmung aufweist, die den Kontakt (24, 25) zur Kontaktierung zugänglich macht. 7. Optoelektronische Vorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Isolierungsschicht (13) und das Substrat (11) die Planarisierung (12) zusammenwirkend vollständig umschließen. 8. Optoelektronische Vorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Rauheit einer dem Substrat (11) abgewandten Grenzfläche (12a) der Planarisierung (12) kleiner oder gleich 200 nm ist. 9. Optoelektronische Vorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Isolierungsschicht (13) eine Dicke von mindestens 1 ym aufweist. (Unterschied zur Bottom-TFE) 10. Optoelektronische Vorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Planarisierung (12) ein organisches Material umfasst. 11. Optoelektronische Vorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Isolierungsschicht (13) ein anorganisches Material umfasst. 12. Optoelektronische Vorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Planarisierung (12) derart ausgestaltet und angeordnet ist, dass zumindest eine der ersten und zweiten Elektroden (14) eine Grenzfläche (14a) aufweist, die in zumindest einem ersten Bereich (34a) eine geringere Rauigkeit aufweist als in einem zweiten Bereich (34b) . 13. Verfahren zum Bereitstellen einer optoelektronischen Vorrichtung (10) zur Erzeugung einer elektromagnetischen Strahlung, umfassend: Bereitstellen (Sl) eines Substrats (11), Bereitstellen (S2) einer Isolierungsschicht (13), Bereitstellen (S3) einer Planarisierung (12) zum Ausgleichen einer Rauigkeit einer der ersten Elektrode (14) und der zweiten Elektrode (15) zugewandten Hauptfläche (IIa) des Substrates (11), Bereitstellen (S4) einer funktionalen Schichtstruktur (16), einer ersten Elektrode (14) und einer zweiten Elektrode (15), wobei die erste Elektrode (14) auf einer dem Substrat (11) zugewandten Seite der funktionalen Schichtstruktur (16) angeordnete wird und die zweite Elektrode auf einer dem Substrat (11) abgewandten Seite der funktionalen Schichtstruktur (16) angeordnet wird, so dass die funktionale Schichtstruktur (16) eingerichtet wird, bei Bestromung der funktionalen Schichtstruktur (16) mittels der ersten Elektrode (14) und der zweiten Elektrode (15) die elektromagnetische Strahlung zu erzeugen, wobei die Isolierungsschicht (13) und zumindest eine der Elektroden (14, 15) derart bereitgestellt werden (S2, S4), dass die Isolierungsschicht (13) diese Elektrode (14, 15) gegenüber dem Substrat (11) elektrisch isoliert, wobei die zumindest eine Elektrode (14, 15), die durch die Isolierungsschicht (13) gegenüber dem Substrat (11) elektrisch isoliert wird, als Elektrode (14, 15) mit einen Kontakt (24, 25) zur Kontaktierung bereitgestellt wird (S4) und wobei beim Bereitstellen (S2) der Isolierungsschicht (13) diese eingerichtet und angeordnet wird, als Feuchtigkeitsdiffusionsbarriere für Feuchtigkeitsdiffusion von dem Kontakt (24, 25) zu der Planarisierung (12) zu wirken . 14. Verfahren nach Anspruch 13, wobei beim Bereitstellen (S3) der Planarisierung (12) eine Flüssigkeit aufgebracht wird, die die Planarisierung (12) bildet. 15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, wobei eine optoelektronische Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 2 bis 12 erzeugt wird. |
Die Erfindung betrifft eine optoelektronische Vorrichtung zum Erzeugen einer elektromagnetischen Strahlung.
Es ist bekannt, bei optoelektronischen Vorrichtungen zum Erzeugen elektromagnetischer Strahlung zwischen dem Substrat und einer Elektrode eine Isolierungsschicht anzuordnen, die die Elektrode gegenüber dem Substrat isoliert. Die
Isolierschicht kann zudem eine Planarisierungswirkung haben. Bekannte Isolierschichten mit hoher Planarisierungswirkung bestehen aus organischen Materialien. Derartige Materialien, weisen eine hohe Feuchtigkeitstransportfähigkeit auf, wodurch die Robustheit der optoelektronischen Vorrichtung reduziert werden kann, was insbesondere bei Anwendungen im
Kraftfahrzeug ungünstig ist.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine optoelektronische
Vorrichtung zum Erzeugen elektromagnetischer Strahlung mit einem einfachen und gleichzeitig robusten Aufbau
vorzuschlagen .
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale von Anspruch 1 gelöst. In davon abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte
Ausgestaltungen angegeben.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst eine
optoelektronische Vorrichtung zur Erzeugung einer
elektromagnetischen Strahlung ein vorzugsweise flächiges Substrat, eine funktionale Schichtstruktur, eine auf einer dem Substrat zugewandten Seite der funktionalen
Schichtstruktur angeordnete erste Elektrode und eine auf einer dem Substrat abgewandten Seite der funktionalen
Schichtstruktur angeordnete zweite Elektrode, wobei die funktionale Schichtstruktur eingerichtet ist, bei Bestromung der funktionalen Schichtstruktur mittels der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode die elektromagnetische Strahlung zu erzeugen . Die optoelektronische Vorrichtung umfasst überdies eine
Isolierungsschicht, die zumindest eine der beiden Elektroden, d.h. die erste Elektrode oder die zweite Elektrode oder sowohl die erste Elektrode als auch die zweite Elektrode, gegenüber dem Substrat elektrisch isoliert.
Zudem umfasst die optoelektronische Vorrichtung eine
Planarisierung zum Ausgleichen einer Rauigkeit einer den Elektroden zugewandten Hauptfläche des Substrats.
Die zumindest eine Elektrode, die durch die
Isolierungsschicht gegenüber dem Substrat elektrisch isoliert ist, weist einen Kontakt zur Kontaktierung auf. Dieser dient vorzugsweise zur externen Kontaktierung, d.h. zur
Kontaktierung von außerhalb der optoelektronischen
Vorrichtung. Der Kontakt kann durch einen zur Kontaktierung geeigneten Bereich einer der beiden Elektroden gebildet sein. Die Isolierungsschicht ist eingerichtet und angeordnet, als Feuchtigkeitsdiffusionsbarriere für Feuchtigkeitsdiffusion von dem Kontakt zu der Planarisierung zu wirken.
Durch diese Isolierungsschicht, durch die verhindert wird, dass Feuchtigkeit von dem Kontakt zu der Planarisierung gelangt, wird folglich die Verwendung einer Planarisierung, in der sich Feuchtigkeit leicht ausbreitet, ermöglicht, bei einem gleichzeitig robustem Aufbau. Durch die zuvor beschriebene Kombination von Planarisierung und Isolierungsschicht kann folglich eine sehr gute
Planarisierungswirkung und gleichzeitig ein sehr guter Schutz gegen das Eindringen von Feuchtigkeit erzielt werden. Die Planarisierung ist vorzugsweise zwischen dem Substrat und der funktionalen Schichtstruktur angeordnet. Dadurch kann ein einfacher Aufbau der optoelektronischen Vorrichtung
ermöglicht werden. Bei der Planarisierung kann es sich insbesondere um eine Planarisierungsschicht handeln. Die erste Elektrode kann eine erste Elektrodenschicht umfassen oder daraus bestehen. Die zweite Elektrode kann eine zweite Elektrodenschicht umfassen oder daraus bestehen.
Die Planarisierung ist vorzugsweise derart angeordnet, dass zumindest ein Bereich der funktionalen Schichtstruktur durch die Planarisierung planarisiert ist. Das bedeutet, dass die funktionale Schichtstruktur in diesem Bereich eine geringere Rauheit aufweist, als dies bei Nichtvorhandensein der
Planarisierung der Fall wäre.
Die erste Elektrode, die zweite Elektrode, die funktionale Schichtstruktur, die Isolierungsschicht, die Planarisierung und der Kontakt können zumindest teilweise, z.B. zumindest bereichsweise, auf der Hauptfläche des Substrates angeordnet sein. Beispielsweise können sie zumindest bereichsweise in direktem oder indirektem Kontakt mit dieser Fläche stehen. Insbesondere können sie auf diese Fläche gemäß einer
Schichtfolge aufbeschichtet sein. Dass eine Schicht oder ein Element „auf" - gleichbedeutend „über" - einer anderen Schicht oder einem anderen Element angeordnet oder aufgebracht ist, kann hier und im Folgenden bedeuten, dass die eine Schicht oder das eine Element unmittelbar in direktem mechanischem und/oder elektrischem Kontakt auf der anderen Schicht oder dem anderen Element angeordnet ist. Weiterhin kann es auch bedeuten, dass die eine Schicht oder das eine Element mittelbar auf
beziehungsweise über der anderen Schicht oder dem anderen Element angeordnet ist. Dabei können dann weitere Schichten und/oder Elemente zwischen der einen und der anderen Schicht beziehungsweise zwischen dem einen und dem anderen Element angeordnet sein. Dass eine Schicht oder ein Element „zwischen" zwei anderen Schichten oder Elementen angeordnet ist, kann hier und im Folgenden bedeuten, dass die eine Schicht oder das eine
Element unmittelbar in direktem mechanischem oder
elektrischem Kontakt oder in mittelbarem Kontakt zur einen der zwei anderen Schichten oder Elementen und in direktem mechanischem und/oder elektrischem Kontakt oder mittelbarem Kontakt zur anderen der zwei anderen Schichten oder Elementen angeordnet ist. Dabei können bei mittelbarem Kontakt dann weitere Schichten und/oder Elemente zwischen der einen und zumindest einer der zwei anderen Schichten beziehungsweise zwischen dem einen und zumindest einem der zwei anderen
Elemente angeordnet sein. Die Planarisierung ist vorzugsweise derart angeordnet, dass zumindest ein Bereich des Kontakts nicht durch die
Planarisierung planarisiert ist. Das bedeutet, dass gemäß dieser bevorzugten Ausführungsform zumindest ein Bereich des Kontakts dieselbe Rauigkeit aufweist, wie dies bei
Nichtvorhandensein der Planarisierung der Fall wäre. Dies erleichtert die Feuchtigkeitsdiffusionsbarrierewirkung der Isolierungsschicht. Besonders bevorzugt ist der gesamte
Kontakt nicht durch die Planarisierung planarisiert. Vorzugsweise erstreckt sich in Draufsicht auf die Hauptfläche des Substrates gesehen in einem Bereich des Kontakts oder besser über den gesamten Kontakt hinweg nicht die
Planarisierung. Mit anderen Worten, vorzugsweise überlappen sich in Draufsicht auf die Hauptfläche des Substrates gesehen der Kontakt und die Planarisierung nicht vollständig oder besser gar nicht. Durch diese bevorzugte Ausführungsform wird ein einfacher Aufbau der optoelektronischen Vorrichtung mit guter Feuchtigkeitsdiffusionsbarrierewirkung der
Isolierungsschicht ermöglicht.
Vorzugsweise erstreckt sich in Draufsicht auf die Hauptfläche des Substrats gesehen die Isolierungsschicht in einem Bereich des Kontaktes und besonders bevorzugt über den gesamten Kontakt hinweg. Mit anderen Worten, vorzugsweise überlappen sich in Draufsicht auf die Hauptfläche des Substrates gesehen die Isolierungsschicht und der Kontakt, besonders bevorzugt überlappen sie sich vollständig. Dadurch wird ein einfacher Aufbau der optoelektronischen Vorrichtung mit guter
Feuchtigkeitsdiffusionsbarrierewirkung der Isolierungsschicht ermöglicht .
Vorzugsweise ist die Isolierungsschicht eingerichtet und angeordnet, in lateraler Richtung der Isolierungsschicht als Feuchtigkeitsdiffusionsbarriere zu wirken. Dadurch wird ein einfacher Aufbau der optoelektronischen Vorrichtung mit guter Feuchtigkeitsdiffusionsbarrierewirkung der Isolierungsschicht ermöglicht .
Gemäß einer Ausführungsform ist die Isolierungsschicht eingerichtet und angeordnet, in einer zur lateralen Richtung der Isolierungsschicht senkrechten Richtung nicht als
Feuchtigkeitsdiffusionsbarriere zu wirken. Dadurch wird ein einfacher Aufbau der optoelektronischen Vorrichtung
ermöglicht. Beispielsweise kann die Isolierungsschicht besonders einfach und kostengünstig erzeugt werden.
Beispielsweise kann die Isolierungsschicht Löcher, so
genannte Pinholes, aufweisen, die die elektrische
Isolierungswirkung nicht wesentlich beeinträchtigen, jedoch eine Feuchtigkeitsdiffusion in einer zur lateralen Richtung der Isolierungsschicht senkrechten Richtung ermöglichen.
Unter einer lateralen Richtung der Isolierungsschicht wird beispielsweise eine in einer Grenzfläche einer ebenen
Isolierungsschicht unter Vernachlässigung der
Oberflächenrauheit verlaufende Richtung verstanden oder z.B. eine Tangente an eine Grenzfläche einer gekrümmten
Isolierungsschicht unter Vernachlässigung einer
Oberflächenrauheit. Dementsprechend wird unter einer
Draufsicht auf die Hauptfläche des Substrates z.B. eine senkrechte Projektion auf die Hauptfläche eines ebenen
Substrates verstanden oder z.B. eine Projektion auf die Hauptfläche eines gekrümmten flächigen Substrats, die lokal an jeder Stelle - unter Vernachlässigung der
Oberflächenrauigkeit - senkrecht zu der Hauptfläche ist. Vorzugsweise weist eine dem Substrat abgewandte Grenzfläche der ersten Elektrode oder eine dem Substrat zugewandte
Grenzfläche der zweiten Elektrode in einem Bereich, der durch die Planarisierung planarisiert ist, eine Reflektivität von mindestens 50 % bevorzugt mindestens 80 % oder sogar
mindestens 90 % für eine auf diese Grenzfläche treffende elektromagnetische Strahlung auf. Die Reflektivitäten sind dabei jeweils auf die Strahlungsleistung bezogen. Besonders bevorzugt weist die Grenzfläche in dem zuvor beschriebenen Bereich die zuvor beschriebene Reflektivität für eine oder mehrere Wellenlängen des Spektrums des sichtbaren Lichtes von 380 nm bis 780 nm auf oder im arithmetischen Mittel über den Wellenlängenbereich des sichtbaren Lichtes oder im
arithmetischen Mittel für das Spektrum des sichtbaren Lichtes auf. Ebenfalls besonders bevorzugt weist die Grenzfläche in dem zuvor beschriebenen Bereich die zuvor beschriebene
Reflektivität für eine oder mehrere Wellenlängen der von der funktionalen Schichtstruktur erzeugbaren elektromagnetischen Strahlung auf oder bezogen auf die Strahlungsleistung für die von der funktionalen Schichtstruktur erzeugbare
elektromagnetische Strahlung. Dadurch kann eine spiegelnde elektromagnetische Vorrichtung realisiert werden. Die
Reflektivität der zuvor genannten Grenzfläche kann sich insbesondere auf einen zur Grenzfläche senkrechten
Strahlungseinfall beziehen. Die Reflektivität der zuvor genannten Grenzfläche der Elektrode hängt unter anderem von dem Brechungsindex der Elektrode und von dem Brechungsindex der daran angrenzenden Schicht oder Schichten ab. Dass der zuvor genannte Bereich der Grenzfläche der ersten Elektrode durch die Planarisierung planarisiert ist bedeutet, dass dieser eine geringere Rauigkeit aufweist, als das bei
Nichtvorhandensein der Planarisierung der Fall wäre. Vorzugsweise ist die optoelektronische Vorrichtung eingerichtet, zumindest einen Teil der erzeugten
elektromagnetischen Strahlung durch die zweite Elektrode hindurch zu emittieren. Möglicherweise ist sie dabei zudem eingerichtet, die erzeugte elektromagnetische Strahlung nicht durch das Substrat hindurch zu emittieren.
Vorzugsweise ist die optoelektronische Vorrichtung
eingerichtet, zumindest einen Teil der erzeugten
elektromagnetischen Strahlung durch die erste Elektrode und das Substrat hindurch zu emittieren. Möglicherweise ist sie dabei zudem eingerichtet, die erzeugte elektromagnetische Strahlung nicht durch die zweite Elektrode hindurch zu emittieren .
Vorzugsweise umfasst die optoelektronische Vorrichtung überdies eine Verkapselungsschicht zum Schutz der
funktionalen Schichtstruktur vor Feuchtigkeit, die eine
Ausnehmung aufweist, die den Kontakt zur Kontaktierung, z.B. zur externen Kontaktierung, zugänglich macht.
Die Verkapselungsschicht kann als eine einzelne Schicht, ein Schichtstapel oder eine Schichtstruktur ausgebildet sein. Bei der Verkapselungsschicht kann es sich insbesondere um eine Dünnschichtverkapselung (auch als TFE, thin-film
encapsulation, bezeichnet) handeln.
Bevorzugt ist die Verkapselungsschicht zumindest teilweise auf einer dem Substrat abgeneigten Seite der zweiten
Elektrode angeordnet. Dadurch kann eine gute
Verkapselungswirkung der Verkapselungsschicht erzielt werden.
Die Isolierungsschicht und die Verkapselungsschicht sind vorzugsweise auf gegenüberliegenden Seiten der zumindest einen Elektrode, die von der Isolierungsschicht gegenüber dem Substrat isoliert wird, angeordnet. Dadurch kann eine gute Verkapselungswirkung der Verkapselungsschicht erzielt werden. Vorzugsweise überlappen sich in Draufsicht auf die Hauptfläche des Substrats gesehen die Planarisierung und die Ausnehmung nur teilweise oder besser gar nicht. Mit anderen Worten, vorzugsweise erstreckt sich in Draufsicht auf die Hauptfläche des Substrats gesehen in einem Bereich der
Ausnehmung nicht die Planarisierung und besonders bevorzugt erstreckt sich in Draufsicht auf die Hauptfläche des
Substrates gesehen über die gesamte Ausnehmung hinweg nicht die Planarisierung. Dadurch wird ein einfacher Aufbau der optoelektronischen Vorrichtung mit guter
Feuchtigkeitsdiffusionsbarrierewirkung der Isolierungsschicht ermöglicht .
Ebenfalls bevorzugt überlappen sich in Draufsicht auf die Hauptfläche des Substrats gesehen die Isolierungsschicht und die Ausnehmung, besonders bevorzugt überlappen sie sich vollständig. Mit anderen Worten, in Draufsicht auf die
Hauptfläche des Substrats gesehen erstreckt sich die
Isolierungsschicht vorzugsweise über einen Teil der
Ausnehmung hinweg. Besonders bevorzugt erstreckt sie sich in Draufsicht auf die Hauptfläche des Substrats gesehen über die gesamte Ausnehmung hinweg. Dadurch wird ein einfacher Aufbau der optoelektronischen Vorrichtung mit guter
Feuchtigkeitsdiffusionsbarrierewirkung der Isolierungsschicht ermöglicht.
Vorzugsweise weist die Isolierungsschicht eine Schichtdicke von mindestens 1 ym auf. Ebenfalls kann sie eine Dicke aufweisen, die mindestens gleich dem Doppelten einer
Rauigkeit des Substrates ist, vorzugsweise mindestens gleich dem Doppelten einer maximalen Rauigkeit des Substrates.
Dadurch kann eine hinreichende Stabilität z.B. gegen
Durchstechen der Isolierungsschicht erzielt werden. Vorzugsweise ist ausgehend von dem Substrat gesehen die
Isolierungsschicht der Planarisierung nachgeordnet. Dadurch kann eine Diffusion von Bestandteilen der Planarisierung in die funktionale Schichtstruktur verhindert werden, d.h. die Isolierungsschicht kann dabei als Diffusionsbarriere zwischen Planarisierung und funktionaler Schichtstruktur wirken. Dies kann insbesondere dann wünschenswert sein, wenn die
Planarisierung ein organisches Material umfasst oder aus einem organischen Material besteht und gleichzeitig die funktionale Schichtstruktur ein organisches Material umfasst oder daraus besteht, d.h. es sich bei der funktionalen
Schichtstruktur um eine organisch funktionale Schichtstruktur handelt .
Besonders bevorzugt umschließen die Isolierungsschicht und das Substrat zusammenwirkend die Planarisierung vollständig. Somit kann die Planarisierung durch die Isolierungsschicht in Zusammenwirkung mit dem Substrat von allen Seiten von
Feuchtigkeit abgekapselt werden.
Gemäß einer alternativen Ausführungsform ist ausgehend von dem Substrat gesehen die Planarisierung der
Isolierungsschicht nachgeordnet. Dabei kann die
Isolierungsschicht sich über das gesamte Substrat hinweg erstrecken. Diese alternativen Ausführungsformen erleichtern die Herstellung der optoelektronischen Vorrichtung,
beispielsweise kann dabei die Isolierungsschicht mittels einem Rolle zu Rolle Verfahren aufgebracht werden, bevor die Planarisierung aufgebracht und fein strukturiert wird.
Vorzugsweise steht die Elektrode, die durch die
Isolierungsschicht gegenüber dem Substrat elektrisch isoliert ist, in direktem Kontakt zu der Isolierungsschicht. Dadurch kann eine mechanisch besonders stabile Verbindung mit der
Elektrode erzeugt werden, insbesondere bei Verwendung einer Isolierungsschicht aus anorganischem Material.
Die Planarisierung planarisiert , d.h. sie weist auf einer dem Substrat abgewandten Grenzfläche eine geringere Rauheit auf als auf einer dem Substrat zugewandten Grenzfläche,
vorzugsweise um mindestens einen Faktor 2 geringer, besonders bevorzugt um mindestens einen Faktor 5 und ganz besonders bevorzugt um mindestens einen Faktor 20. Vorzugsweise weist die Planarisierung auf einer dem Substrat abgewandten
Grenzfläche eine Rauheit kleiner oder gleich 500 nm auf, besonders bevorzugt kleiner oder gleich 200 nm und ganz besonders bevorzugt kleiner oder gleich 50 nm.
Das Substrat hingegen kann auf der Hauptfläche eine Rauheit größer oder gleich 500 nm aufweisen, oder größer oder gleich 1000 nm oder sogar größer oder gleich 5000 nm.
Die mittlere Rauheit eines Bezugsbereichs, dargestellt durch das Symbol R a , gibt den mittleren Abstand aller Punkte auf der Grenzfläche in dem Bezugsbereich zu einer Mittelebene an. Die Mittelebene schneidet das wirkliche Profil so, dass der mittlere Abstand minimal wird. Die mittlere Rauheit R a entspricht also dem arithmetischen Mittel der betragsmäßigen Abweichung von der Mittelebene.
Vorzugsweise umfasst die Planarisierung ein organisches
Material. Dadurch kann eine besonders gute
Planarisierungswirkung erzielt werden. Beispielsweise kann es sich bei dem organischen Material um ein organisches Material ausgewählt aus folgender Gruppe von Materialien handeln:
Epoxidharz, Acrylat, Polyurethan, Polyimid, Silikon,
Organopolysilazan, Polysiloxan, Styrol, Polyester, Polyekton.
Die Planarisierung kann eine aus der Flüssigphase
prozessierte Planarisierung sein, d.h. dass zum Bereitstellen der Planarisierung eine Flüssigkeit aufgebracht wurde, die die Planarisierung bildet.
Vorzugsweise umfasst die Isolierungsschicht ein anorganisches Material. Dadurch kann eine besonders gute
Feuchtigkeitsdiffusionsbarrierewirkung erzielt werden.
Beispielsweise kann die Isolierungsschicht ein anorganisches Material umfassen, das ausgewählt ist aus folgender Gruppe von Materialien: Oxid, Nitrid, Oxynitrid, Carbid, Metalloxid, Metallnitrid, Metalloxynitrid, Metallcarbid, Keramik, Glas. Insbesondere kann es sich bei dem anorganischen Material um Siliziumnitrid (SiN) , Siliziumoxid (SiO x ) , Siliziumoxinitrid (SiNO x ) , Silizium-Oxikarbonitrid (SiCNO x ) , Aluminiumoxid
( ΑΙ Οχ ) , Titanoxid (TiO x ) , Antimon-Zinn-Oxid (ATO) oder
Siliziumcarbid (SiC) handeln.
Die Planarisierung ist vorzugsweise derart ausgestaltet und angeordnet, dass zumindest eine der ersten und zweiten
Elektroden eine Grenzfläche aufweist, die in zumindest einem ersten Bereich eine geringere Rauigkeit aufweist als in einem zweiten Bereich.
Da der erste Bereich eine andere Rauigkeit aufweist als der zweite Bereich, weisen diese Bereiche für einen Betrachter ein unterschiedliches Erscheinungsbild auf, wodurch das Erscheinungsbild der optoelektronischen Vorrichtung
interessanter gestaltet und dadurch verbessert werden kann. Die Planarisierung kann beispielsweise derart ausgestaltet und angeordnet sein, dass eine dem Substrat abgewandte
Grenzfläche der ersten Elektrode in dem ersten Bereich eine geringere Rauigkeit aufweist als in dem zweiten Bereich.
Dabei ist die optoelektronische Vorrichtung vorzugsweise eingerichtet, zumindest einen Teil der erzeugten
elektromagnetischen Strahlung durch die zweite Elektrode hindurch zu emittieren. Zudem kann sie dabei eingerichtet sein, die erzeugte elektromagnetische Strahlung nicht durch das Substrat hindurch zu emittieren.
Alternativ oder zusätzlich kann die Planarisierung auch derart ausgestaltet und angeordnet sein, dass eine dem
Substrat zugewandte Grenzfläche der zweiten Elektrode in dem ersten Bereich eine geringere Rauigkeit aufweist als in dem zweiten Bereich. Dabei ist die optoelektronische Vorrichtung vorzugsweise eingerichtet, zumindest einen Teil der erzeugten elektromagnetischen Strahlung durch die erste Elektrode und das Substrat hindurch zu emittieren. Zudem kann sie dabei eingerichtet sein, die erzeugte elektromagnetische Strahlung nicht durch die zweite Elektrode hindurch zu emittieren.
Die Planarisierung ist vorzugsweise zwischen dem Substrat und der ersten Elektrode angeordnet. Dadurch kann ein einfacher Aufbau der optoelektronischen Vorrichtung ermöglicht werden.
Die erste Elektrode kann eine erste Elektrodenschicht
umfassen oder daraus bestehen. Dementsprechend kann
beispielsweise die erste Elektrodenschicht auf einer dem
Substrat abgewandten Grenzfläche in dem ersten Bereich ein geringere Rauigkeit aufweisen als in dem zweiten Bereich.
Die zweite Elektrode kann eine zweite Elektrodenschicht umfassen oder daraus bestehen. Dementsprechend kann
beispielsweise die zweite Elektrodenschicht auf einer dem Substrat zugewandten Grenzfläche in dem ersten Bereich eine geringere Rauigkeit aufweisen als in dem zweiten Bereich. Die Planarisierung ist gemäß einer bevorzugten
Ausführungsform derart ausgestaltet und angeordnet, dass die zuvor diskutierte Grenzfläche in dem gesamten ersten Bereich durch die Planarisierung planarisiert ist und in dem gesamten zweiten Bereich nicht durch die Planarisierung planarisiert ist. Das bedeutet, dass gemäß dieser bevorzugten
Ausführungsform die erste Elektrode in dem ersten Bereich eine geringere Rauheit aufweist, als dies bei
Nichtvorhandensein der Planarisierung der Fall wäre, und in dem zweiten Bereich dieselbe Rauigkeit aufweist, wie dies bei Nichtvorhandensein der Planarisierung der Fall wäre.
Die Planarisierung kann zumindest eine Aussparung aufweisen, die den zweiten Bereich hervorruft. Diese kann vollständig von der Planarisierung umrandet sein.
Bevorzugt erstreckt sich in Draufsicht auf die Hauptfläche des Substrats gesehen, d.h. z.B. in senkrechter Projektion auf die Hauptfläche des Substrates gesehen, in dem gesamten 1
ersten Bereich die Planarisierung und in dem gesamten zweiten Bereich nicht die Planarisierung. Mit anderen Worten, bevorzugt überlappen sich in Draufsicht auf die Hauptfläche des Substrats gesehen der erste Bereich und die
Planarisierung vollständig und der zweite Bereich und die Planarisierung nicht.
Die Planarisierung ist gemäß einer bevorzugten
Ausführungsform derart ausgestaltet und angeordnet, dass die zuvor diskutierte Grenzfläche in dem ersten Bereich durch die Planarisierung planarisiert ist und in dem zweiten Bereich durch die Planarisierung planarisiert ist, insbesondere kann sie derart ausgestaltet und angeordnet sein, dass die zuvor diskutierte Grenzfläche in dem gesamten ersten Bereich durch die Planarisierung planarisiert ist und in dem gesamten zweiten Bereich durch die Planarisierung planarisiert ist. Die unterschiedlichen Rauigkeiten in dem ersten Bereich und dem zweiten Bereich können dabei erzielt werden, indem die Planarisierung die Bereiche unterschiedlich stark
planarisiert, beispielsweise durch Variation einer Dicke der Planarisierung, insbesondere einer Schichtdicke einer die Planarisierung bildenden Planarisierungsschicht. Entsprechend kann in Draufsicht auf die Hauptfläche des Substrats gesehen eine die Planarisierung bildende Planarisierungsschicht in dem gesamten ersten Bereich eine andere Schichtdicke
aufweisen als in dem gesamten zweiten Bereich.
Vorzugsweise weist die zuvor diskutierte Grenzfläche der zumindest einen Elektrode in dem ersten und/oder dem zweiten Bereich eine Reflektivität von mindestens 50 % bevorzugt mindestens 80 % oder sogar mindestens 90 % für eine auf die Grenzfläche der ersten Elektrode treffende elektromagnetische Strahlung auf. Die Reflektivitäten sind dabei jeweils auf die Strahlungsleistung bezogen. Besonders bevorzugt weist die Grenzfläche in dem ersten und/oder dem zweiten Bereich die zuvor beschriebene Reflektivität für eine oder mehrere
Wellenlängen des Spektrums des sichtbaren Lichtes von 380 nm bis 780 nm auf oder im arithmetischen Mittel über den Wellenlängenbereich des sichtbaren Lichtes oder im arithmetischen Mittel für das Spektrum des sichtbaren Lichtes auf. Ebenfalls besonders bevorzugt weist die Grenzfläche in dem zuvor beschriebenen Bereich die zuvor beschriebene
Reflektivität für eine oder mehrere Wellenlängen der von der funktionalen Schichtstruktur erzeugbaren elektromagnetischen Strahlung auf oder bezogen auf die gesamte Strahlungsleistung für die von der funktionalen Schichtstruktur erzeugbare elektromagnetische Strahlung. Dadurch kann eine stark
reflektierende elektromagnetische Vorrichtung realisiert werden, wobei sich die Reflektionseigenschaft in dem ersten und dem zweiten Bereich unterscheidet, insbesondere weil der erste Bereich verglichen mit dem zweiten Bereich weniger matt, d.h. weniger diffus, reflektiert. Die Reflektivität der zuvor genannten Grenzfläche kann sich insbesondere auf einen zur Grenzfläche senkrechten Strahlungseinfall beziehen. Die Reflektivität der zuvor genannten Grenzfläche der ersten Elektrode hängt unter anderem von dem Brechungsindex der ersten Elektrode und von dem Brechungsindex der daran
angrenzenden Schicht oder Schichten ab.
Vorzugsweise ist die optoelektronische Vorrichtung
eingerichtet, durch Zusammenwirkung des ersten Bereichs und des zweiten Bereichs eine sichtbare Information darzustellen, d.h. eine für einen externen Betrachter sichtbare
Information. Diese kann beispielsweise sowohl in einem
Betriebszustand als auch in einem Außerbetriebszustand sichtbar sein. Bei der Information kann es sich
beispielsweise um zumindest ein Muster oder ein Zeichen, insbesondere ein Schriftzeichen, handeln.
Vorzugsweise ist die optoelektronische Vorrichtung
eingerichtet, zumindest einen Teil der erzeugten
elektromagnetischen Strahlung in einer Emissionsrichtung zu emittieren, wobei sowohl der erste Bereich als auch der zweite Bereich bei Betrachtung der optoelektronischen
Vorrichtung entgegen der Emissionsrichtung sichtbar sind. Dadurch kann sichergestellt werden, dass diese Bereiche für einen externen Betrachter einfach auffindbar sind. Dabei können diese in einem Betriebszustand der optoelektronischen Vorrichtung an Hand einer lateralen Variation einer
Eigenschaft der emittierten elektromagnetischen Strahlung, z.B. einer Helligkeitsverteilung und/oder einer
Farbverteilung, sichtbar sein.
Beispielsweise kann die optoelektronische Vorrichtung
eingerichtet sein, den Teil der erzeugten elektromagnetischen Strahlung in der Emissionsrichtung durch einen
Emissionsbereich der zweiten Elektrode hindurch zu
emittieren. Ebenso kann die optoelektronische Vorrichtung eingerichtet sein, den Teil der erzeugten elektromagnetischen Strahlung in der Emissionsrichtung durch einen
Emissionsbereich des Substrates hindurch zu emittieren.
Vorzugsweise stehen die Isolierungsschicht und die
Planarisierung in direktem Kontakt zueinander, was einen einfachen Aufbau der optoelektronischen Vorrichtung
ermöglicht .
Bei der funktionalen Schichtstruktur kann es sich um eine organisch funktionale Schichtstruktur handeln. Vorzugsweise handelt es sich bei der optoelektronischen Vorrichtung um eine organisch lichtemittierende Diode.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst ein Verfahren zum
Bereitstellen der zuvor beschriebenen optoelektronischen Vorrichtung zur Erzeugung einer elektromagnetischen Strahlung die Schritte:
Sl: Bereitstellens des Substrats,
S2 : Bereitstellen der Isolierungsschicht
S3: Bereitstellen der Planarisierung zum Ausgleichen einer Rauigkeit einer der ersten Elektrode und der zweiten
Elektrode zugewandten Hauptfläche des Substrates,
S4: Bereitstellen der funktionalen Schichtstruktur, der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode, wobei die erste Elektrode auf einer dem Substrat zugewandten Seite der funktionalen Schichtstruktur angeordnet wird und die zweite Elektrode auf einer dem Substrat abgewandten Seite der funktionalen Schichtstruktur angeordnet wird, so dass die funktionale Schichtstruktur eingerichtet wird, bei Bestromung der funktionalen Schichtstruktur mittels der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode die elektromagnetische Strahlung zu erzeugen,
wobei bei den Schritten S2 und S4 die Isolierungsschicht und zumindest eine der Elektroden derart bereitgestellt werden, dass die Isolierungsschicht diese Elektrode gegenüber dem Substrat elektrisch isoliert,
wobei bei dem Schritt S4 die zumindest eine Elektrode, die durch die Isolierungsschicht gegenüber dem Substrat elektrisch isoliert wird, als Elektrode mit einen Kontakt zur Kontaktierung bereitgestellt wird und
wobei bei dem Schritt S2 die Isolierungsschicht
eingerichtet und angeordnet wird, als
Feuchtigkeitsdiffusionsbarriere für Feuchtigkeitsdiffusion von dem Kontakt zu der Planarisierung zu wirken.
Vorzugsweise wird bei dem Schritt S3 eine Flüssigkeit
aufgebracht, die die Planarisierung bildet. Insbesondere kann die Flüssigkeit eine Planarisierung bilden, die aus einem Feststoff besteht, beispielsweise durch Verdampfen eines Lösungsmittels .
Vorzugsweise werden Verfahrensschritte S2 und S3 nach dem Verfahrensschritt Sl ausgeführt. Vorzugsweise werden die Verfahrensschritte S2 und S3 vor dem Verfahrensschritt S4 ausgeführt .
Vorzugsweise umfasst das Verfahren weiterhin den Schritt S5 des Bereitstellens der Verkapselungsschicht zum Schutz der funktionalen Schichtstruktur vor Feuchtigkeit. Dieser kann z.B. nach den Verfahrensschritten Sl bis S4 ausgeführt werden . Nachfolgend wird das hier vorgestellte Prinzip unter
Bezugnahme auf Zeichnungen an Hand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Gleiche Bezugszeichen geben dabei gleiche Elemente in den Figuren an. Es sind jedoch keine
maßstäblichen Bezüge dargestellt, vielmehr können einzelne Elemente zum besseren Verständnis übertrieben groß
dargestellt sein.
Es zeigen:
Figuren 1A, 1B, IC: Eine optoelektronische Vorrichtung gemäß dem Stand der Technik,
Figuren 2a, 2b, 2c: Eine optoelektronische Vorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
Figuren 3a, 3b, 3c: Eine optoelektronische Vorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel, Figuren 4a, 4b, 4c Eine optoelektronische Vorrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel und
Figuren 5a, 5b, 5c: Eine optoelektronische Vorrichtung gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel und
Figur 6: Ein Verfahren zum Erzeigen einer optoelektronischen Vorrichtung gemäß einem der Ausführungsbeispiele.
In Figur 1A ist eine optoelektronische Vorrichtung 10* gemäß dem Stand der Technik in Draufsicht dargestellt. Figur 1B zeigt eine Schnittdarstellung entlang der Linie A von Figur 1A. Figur IC zeigt den Ausschnitt B von Figur 1B in
Vergrößerung . Die optoelektronische Vorrichtung 10* umfasst ein elektrisch leitfähiges Substrat 11 (in Figur 2A nicht sichtbar) mit einer rauen Oberfläche, die eine Grenzfläche zu weiteren Elementen der optoelektronischen Vorrichtung 10* bildet. Auf , 0
dieser ist eine Planarisierungsschicht 12 aus einem
organischen Material angeordnet, die auf deren dem Substrat 11 abgewandten Seite eine geringere Rauheit aufweist als auf deren dem Substrat 11 zugewandten Seite. Auf der dem Substrat 11 abgewandten Seite der Planarisierungsschicht 12 sind wiederum eine erste Elektrode 14 und eine zweite Elektrode 15 angeordnet .
Zwischen den Elektroden 14, 15 ist eine organisch funktionale Schichtstruktur 16 angeordnet, die bei Bestromung mittels den beiden Elektroden 14, 15 eine elektromagnetische Strahlung erzeugt. Diese wird von der optoelektronischen Vorrichtung 10 zumindest teilweise durch die zweite Elektrode 15 hindurch emittiert, nicht jedoch durch das Substrat 11 hindurch.
Auf den zuvor genannten Schichten ist eine
Verkapselungsschicht 17 zum Schutz vor Feuchtigkeit
angeordnet. Diese weist Aussparungen auf, so dass
entsprechende Kontakte 24, 25 der beiden Elektroden 14, 15 zugänglich sind. Die zweite Elektrode 15 weist einen ersten Abschnitt 150 aus Aluminium oder Silber mit dem Kontakt 25 auf und einen zweiten, lichtdurchlässigen Abschnitt 151 aus Indiumzinnoxid. Anstatt einer Indiumzinnoxidschicht kann eine beliebige leitfähige transparente Schicht vorgesehen werden, z.B. eine andere dünne Metallschicht oder eine Schicht aus Ag-Nanowires .
Wie in Figur 1B dargestellt, kann Feuchtigkeit entlang von Feuchtigkeitsdiffusionspfaden 30 via diesen Aussparungen durch die Elektroden 14 und 15 hindurch in die organische Planarisierungsschicht 12 diffundieren. Da die organische Planarisierungsschicht 12 eine hohe laterale
Feuchtigkeitstransportfähigkeit aufweist, kann sich die
Feuchtigkeit in lateraler Richtung via der organischen
Planarisierungsschicht 12 zu der ersten Elektrode 14 hin ausbreiten und durch die erste Elektrode 14 hindurch in die organisch funktionale Schichtstruktur 16 diffundieren und diese schädigen. , _
In Figur 2A ist eine optoelektronische Vorrichtung 10 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel dargestellt. Figur 2B zeigt eine Schnittdarstellung entlang der Linie A von Figur 2A. Figur 2C zeigt den Ausschnitt B von Figur 2B in Vergrößerung.
Die optoelektronische Vorrichtung 10 umfasst ein flächiges Substrat 11 (in Figur 2A nicht sichtbar) , vorzugsweise aus Aluminium oder Silber, mit einer rauen Oberfläche, die eine Grenzfläche zu weiteren Elementen der optoelektronischen Vorrichtung 10 darstellt und hier und im Folgenden als
Hauptfläche IIa bezeichnet wird.
Auf dieser Hauptfläche IIa ist eine Planarisierungsschicht 12 aus einem organischen Material angeordnet. Letztere erstreckt sich, wie später genauer erläutert wird, in Draufsicht auf die Hauptfläche IIa gesehen nicht über das gesamte Substrat 11 hinweg. Auf der Planarisierungsschicht 12 und den nicht von dieser bedeckten Bereichen des Substrates 11 ist eine Isolierungsschicht 13 (in Figur 2A nicht sichtbar) aus einem anorganischen Material angeordnet. Diese erstreckt sich in Draufsicht auf die Hauptfläche IIa gesehen über das gesamte Substrat 11 hinweg. Die Planarisierungsschicht 12 gleicht Rauigkeiten des Substrates 11 zumindest teilweise aus.
Zumindest teilweise bedeutet, dass dazu deckungsgleiche
Unebenheiten auf der dem Substrat 11 abgewandten Seite der Planarisierungsschicht 12 dennoch vorhanden sein können, allerdings eine geringere Rauigkeit bewirken. Die
Planarisierungsschicht 12 weist dementsprechend auf deren dem Substrat 11 abgewandten Grenzfläche 12a eine geringere
Rauigkeit auf als auf der dem Substrat 11 zugewandten
Grenzfläche 12b.
Auf dieser Isolierungsschicht 13 sind die beiden Elektroden 14, 15 mit dazwischenliegender organisch funktionaler
Schichtstruktur 16 angeordnet, so dass die organisch
funktionale Schichtstruktur 16 bei Bestromung mittels den beiden Elektroden 14, 15 elektromagnetische Strahlung erzeugt. Auf den zuvor genannten Schichten ist schließlich eine Verkapselungsschicht 17 zum Schutz vor Feuchtigkeit angeordnet. Diese weist Aussparungen auf, so dass
entsprechende Kontakte 24, 25 der beiden Elektroden 14, 15 zugänglich sind.
Im Unterschied zum Stand der Technik erstreckt sich die organische Planarisierungsschicht 12 in Draufsicht auf die Hauptfläche IIa des Substrates 11 gesehen nicht im Bereich dieser Aussparungen, sondern die Isolierungsschicht 13. Auf Grund dieser Anordnung kann so gut wie keine Feuchtigkeit durch die Aussparungen und die Elektroden 14, 15 hindurch via der organischen Planarisierungsschicht 12, in der sich
Feuchtigkeit leicht ausbreitet, zu der funktionalen
Schichtstruktur 16 gelangen. Die Isolierungsschicht 13 wirkt in einer Richtung R, die in einer Grenzfläche der
Isolierungsschicht 13 verläuft, als
Feuchtigkeitsdiffusionsbarriere . Allerdings erstreckt sich die Planarisierungsschicht 12 in Draufsicht auf die
Hauptfläche IIa des Substrates 11 gesehen in einem Bereich der funktionalen Schichtstruktur 16, so dass die beiden
Elektroden 14, 15 und die funktionale Schichtstruktur 16 in diesem Bereich auf einer planarisierten Grenzfläche
angeordnet sind. Folglich kann z.B. die erste Elektrode 14 derart aus Aluminium oder Silber erzeugt werden und die funktionale Schichtstruktur 16 derart ausgestaltet werden, dass die dem Substrat 11 abgewandte Grenzfläche der ersten Elektrode 14 eine gute Spiegelwirkung für eine von der dem Substrat 11 abgewandten Seite auf diese Grenzfläche treffende elektromagnetische Strahlung aufweist.
Die Isolierungsschicht 13 besteht aus einem nichtleitenden Material oder umfasst ein solches Material. Unter einem nichtleitenden Material wird ein Material mit einer
elektrischen Leitfähigkeit von weniger als 10 "8 Ω -1 -m _1 verstanden. Da die Isolierungsschicht 13 sich über das gesamte Substrat 11 hinweg erstreckt, kann das Substrat 11 dennoch aus einem elektrisch leitfähigen Material bestehen, ohne dass es zu einem Kurzschluss zwischen den beiden
Elektroden 14, 15 kommt. Generell genügt es, um einen
derartigen Kurzschluss zu vermeiden, wenn die
Isolierungsschicht 13 derart angeordnet ist, dass sie
zumindest eine der Elektroden 14, 15 gegenüber dem Substrat 11 elektrisch isoliert.
Die zweite Elektrode 15 umfasst einen ersten Abschnitt 150 aus Aluminium oder Silber, der den Kontaktbereich 25
aufweist, und einen damit elektrisch leitend verbundenen zweiten Abschnitt 151 bestehend aus einer für die von der funktionalen Schichtstruktur 16 erzeugbare elektromagnetische Strahlung zumindest teilweise durchlässige Schicht aus
Indiumzinnoxid (ITO), so dass die erzeugbare
elektromagnetische Strahlung durch diese Schicht hindurch von der optoelektronischen Vorrichtung 10 abgegeben werden kann. So kann eine Beschädigung der ITO-Schicht durch Kontaktierung vermieden werden. Anstatt einer Indiumzinnoxidschicht kann eine beliebige leitfähige transparente Schicht vorgesehen werden, z.B. eine andere dünne Metallschicht oder eine
Schicht aus Ag-Nanowires .
Vorzugsweise weist die Isolierungsschicht eine Schichtdicke von mindestens 1 ym auf. Ebenfalls kann sie eine Dicke aufweisen, die mindestens gleich dem Doppelten einer
Rauigkeit des Substrates ist, vorzugsweise mindestens gleich dem Doppelten einer maximalen Rauigkeit des Substrates.
Bei dem zuvor beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel ist ausgehend von dem Substrat 11 gesehen die Isolierungsschicht 13 der Planarisierungsschicht 12 nachgeordnet. Dadurch kann eine Diffusion von Bestandteilen der organischen
Planarisierungsschicht 12 in die organisch funktionale
Schichtstruktur 16 verhindert werden.
Zudem umschließen die Isolierungsschicht 13 und das Substrat 11 die Planarisierungsschicht 12 vollständig, so dass die Planarisierungsschicht 12 durch die Isolierungsschicht 13 in Zusammenwirkung mit dem Substrat 11 von allen Seiten von Feuchtigkeit abgekapselt wird.
Die Elektroden 14, 15 stehen in direktem Kontakt zu der anorganischen Isolierungsschicht 13, wodurch eine mechanisch besonders stabile Verbindung mit den Elektroden 14, 15 erzeugt wird. Folglich besteht die Möglichkeit, die
optoelektronische Vorrichtung 10 an den Elektroden 14, 15 zu befestigen, z.B. an den Kontakten 24, 25 anzulöten oder festzukleben oder für Messungen temporär mit Kontaktstiften zu kontaktieren.
In Figur 3A ist eine optoelektronische Vorrichtung 10 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel dargestellt. Figur 3B zeigt eine Schnittdarstellung entlang der Linie A von Figur 3A.
Figur 3C zeigt den Ausschnitt B von Figur 3B in Vergrößerung.
Die optoelektronische Vorrichtung 10 gemäß dem zweiten
Ausführungsbeispiel ist analog zu der des ersten
Ausführungsbeispiels aufgebaut, mit dem Unterschied, dass ausgehend von dem Substrat 11 gesehen die
Planarisierungsschicht 12 der Isolierungsschicht 13
nachgeordnet ist. Die der Isolierungsschicht 13 nachgeordnete Planarisierungsschicht 12 ermöglicht eine einfache
Herstellung der sich über das gesamte Substrat hinweg
erstreckenden Isolierungsschicht, beispielsweise mittels einem Rolle zu Rolle Verfahren.
Figur 4A zeigt eine Schnittdarstellung einer
optoelektronischen Vorrichtung 10 gemäß einem vierten
Ausführungsbeispiel. Diese ist analog zu der des ersten
Auführungsbeispiels aufgebaut, mit dem Unterschied, dass sich die Planarisierungsschicht 12 in Draufsicht auf die
Hauptfläche IIa des Substrates 11 gesehen nicht über die gesamte funktionalen Schichtstruktur 16 hinweg erstreckt.
In Figur 4C ist der Ausschnitt B von Figur 4A in Vergrößerung dargestellt. Da die Planarisierungsschicht 12 nur bereichsweise vorhanden ist und demensprechend nur bereichsweise eine Planarisierungswirkung entfaltet, weist die erste Elektrodenschicht 14 auf der dem Substrat 11 abgewandten Grenzfläche 14a in den dadurch planarisierten Bereichen 34a eine geringere Rauigkeit auf als nicht
planarisierten Bereichen 34b. Die metallische
Elektrodenschicht 14, die vorliegend aus Aluminium oder
Silber besteht, ist bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel für von der dem Substrat 11 abgewandten Seite auf deren dem Substrat 11 abgewandten Grenzfläche 14a treffende
elektromagnetische Strahlung in beiden Bereichen 34a und 34b sowohl über den sichtbaren Spektralbereich gemittelt als auch über den Spektralbereich der von der funktionalen
Schichtstruktur 16 erzeugbaren elektromagnetischen Strahlung gemittelt zu über 90% reflektierend.
Durch die mittels der nur partiell vorgesehenen
Planarisierungsschicht 12 erzeugten beiden Bereiche 34a und 34b wird eine Information dargestellt, die bei Betrachtung der optoelektronischen Vorrichtung 10 entgegen der
Emissionsrichtung E sowohl in einem Betriebszustand als auch in einem Außerbetriebszustand sichtbar ist.
Vorliegend werden für einen externen Betrachter, wie in Figur 4B dargestellt, bei Betrachtung der optoelektronischen
Vorrichtung 10 entgegen der Emissionsrichtung E in einem Strahlungsemissionsbereich 40 die schraffiert dargestellte Schriftzeichen 41 „TXT" sowie ein aus zwei Kreisen
bestehendes schraffiert dargestelltes Zeichen 42, auch als Symbol oder Logo bezeichnet, sichtbar. Die Linie A-A zeigt dabei die Position des Schnitts von Figur 1A.
Die Planarisierungsschicht 12 ist in Draufsicht auf das Substrat 11 gesehen in den gesamten schraffiert dargestellten Bereichen der beiden Kreise des Symbols 42 und der Buchstaben „TXT" 41 vorhanden, außerhalb dieser Bereiche jedoch nicht. Dementsprechend sind die zu den Buchstaben 41 und den Kreisen 42 gehörigen Bereiche 34a der dem Substrat abgewandten Grenzfläche 14a der ersten Elektrodenschicht 14 planarisiert und für darauf treffende elektromagnetische Strahlung im sichtbaren Spektralbereich und für die von der funktionalen Schichtstruktur 16 erzeugbare elektromagnetische Strahlung spiegelnd und der restliche Bereich 34b der Grenzfläche 14a ist für derartige Strahlung matt reflektierend. Diese
unterschiedlichen optischen Eigenschaften sind durch die entsprechende verschiedenartige Reflektion von außerhalb der optoelektronischen Vorrichtung 10 auf die Grenzfläche 14a treffende elektromagnetische Strahlung und die entsprechende verschiedenartige Reflektion der von der optoelektronischen Vorrichtung 10 erzeugbaren elektromagnetischen Strahlung sowohl in einem Betriebszustand als auch in einem
Außerbetriebszustand für einen entgegen der Emissionsrichtung E auf die optoelektronische Vorrichtung 10 blickenden
Betrachter sichtbar.
Alternativ zu den Zeichen und Symbolen kann mittels der partiell aufgebrachten Planarisierungsschicht 12 auch ein Muster, d.h. eine gleichbleibende Struktur, die sich
gleichförmig wiederholt, dargestellt werden, z.B. parallele Linien oder ein Schachbrettmuster.
Die in den Figuren 5A, 5B und 5C dargestellte
optoelektronische Vorrichtung 10 gemäß einem vierten
Ausführungsbeispiel ist im Vergleich zu der des dritten
Ausführungsbeispiels ähnlich aufgebaut. Figur 5A zeigt dementsprechend eine zu Figur 4A analoge Schnittdarstellung, Figur 5B eine zu Figur 4B analoge Darstellung der in dem Strahlungsemissionsbereich 40 sichtbaren Zeichen 41, 42 und Figur 5C eine zu Figur 4C analoge Vergrößerung des
Ausschnitts B von Figur 2A.
Der einzige Unterschied zu dem dritten Ausführungsbeispiel besteht darin, dass die Zeichen 41, 42 bei dem vierten
Ausführungsbeispiel dadurch dargestellt werden, dass die Planarisierungsschicht 12 in Draufsicht auf das Substrat 11 gesehen in dem gesamten Bereich außerhalb der beiden Kreise des Symbols 42 und der Buchstaben „TXT" 41 vorhanden ist (schraffierter Bereich in Figur 2B) und im Bereich dieser Zeichen nicht vorhanden ist. Dementsprechend erscheint für den externen Betrachter, der die optoelektronische
Vorrichtung 10 entgegen der Strahlungsemissionsrichtung E betrachtet der schraffierte Bereich von Figur 2B auf Grund der dort spiegelnden Grenzfläche 14a der ersten Elektrode 14 anders als der nicht schraffierte Bereich der Zeichen 41 und 42 auf Grund der dort matten Grenzfläche 14a der ersten
Elektrode 14.
Bei den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen kann die Planarisierungsschicht 12 auf einer dem Substrat 11
abgewandten Grenzfläche 12a eine Rauheit kleiner oder gleich 50 nm auf weisen.
Bei den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen besteht die Planarisierungsschicht 12 aus einem anderen Material als die Isolierungsschicht 13.
Bei den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen besteht die Isolierungsschicht 13 aus einem nichtleitenden Material oder umfasst ein solches Material. Bei den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen kann die Verkapselungsschicht 17 als eine einzelne Schicht oder als ein Schichtstapel oder als eine Schichtstruktur ausgebildet sein. Sie 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 oder Tetrafluorethylen (TFE) . Bei der Verkapselungsschicht 17 kann es sich insbesondere um eine Dünnschichtverkapselung (auch als TFE, thin-film
encapsulation, bezeichnet) handeln. Diese kann z.B. aus mehreren mittels Atomlagenabscheidung (auch als atomic layer deposition oder ALD bezeichnet) oder Moleküllagenabscheidung (auch als molecular layer deposition oder MLD bezeichnet) erzeugten Einzelschichten bestehen. Die
Dünnschichtverkapselung oder deren Einzelschichten kann bzw. können auch mittels Ink Jet Printing oder Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition (PECVD) oder mittels der so
genannten "Vacuum Polymer Technology" erzeugt sein.
Bei den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen kann die Planarisierungsschicht 12 ein organisches Material ausgewählt aus folgender Gruppe von Materialien umfassen: Epoxidharz, Acrylat, Polyurethan, Polyimid, Silikon, Organopolysilazan, Polysiloxan, Styrol, Polyester, Polyekton. Sie kann
aufgedruckt sein, beispielsweise mittels einem Verfahren ausgewählt aus folgender Gruppe von Druckverfahren:
Siebdruck, Tintenstrahldruck auch Inkjet-Druck genannt,
Tiefdruck oder Flexodruck. Sie kann auch aufbeschichtet sein, z.B. mittels Düsenbeschichtung, auch slot-die-coating
genannt, oder mittels Sprühbeschichtung, auch spray-coating genannt, beides ggfs. in Kombination mit anschließender
Rückstrukturierung . Sie kann in flüssiger Form aufgebracht, z.B. aufgedruckt oder aufbeschichtet, und anschließend ausgehärtet sein, z.B. mittels thermischem Aushärten oder mittels UV-Aushärten .
Bei den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen kann die Isolierungsschicht 13 ein anorganisches Material, das
ausgewählt ist aus folgender Gruppe von Materialien,
umfassen: Oxid, Nitrid, Oxynitrid, Carbid, Metalloxid,
Metallnitrid, Metalloxynitrid, Metallcarbid, Keramik, Glas. Insbesondere kann es sich bei dem anorganischen Material um Siliziumnitrid (SiN) , Siliziumoxid (SiO x ) , Siliziumoxinitrid (SiNO x ) , Silizium-Oxikarbonitrid (SiCNO x ) , Aluminiumoxid
( ΑΙ Οχ ) , Titanoxid (TiO x ) , Antimon-Zinn-Oxid (ATO) oder
Siliziumcarbid (SiC) handeln. Diese anorganische
Isolierungsschicht 13 kann durch Kathodenzerstäubung, auch Sputtern genannt, chemische Gasphasenabscheidung, auch chemical vapor deposition genannt, oder Atomlagenabscheidung, auch atomic layer deposition genannt, erzeugt sein. Bei der Isolierungsschicht 13 kann es sich um eine keramische
Beschichtung handeln. Bei der Isolierungsschicht 13 kann es sich auch um eine Eloxalschicht handeln, vorzugsweise auf einem Substrat 11, das Aluminium enthält oder daraus besteht. Ebenso kann es sich um eine Beschichtung aus Glas oder eine Beschichtung, die Glas enthält, oder eine glasartige
Beschichtung handeln. Die optoelektronischen Vorrichtungen 10 gemäß den zuvor genannten Ausführungsbeispielen emittieren die
elektromagnetische Strahlung zumindest teilweise durch die zweite Elektrode 15 hindurch. Alternativ dazu können auch entsprechende optoelektronische Vorrichtungen 10 vorgesehen werden, welche die erzeugte elektromagnetische Strahlung zumindest teilweise durch das Substrat 11 hindurch
emittieren, z.B. mit transparenter Isolierungsschicht 13 und transparenter Planarisierungsschicht 12. Figur 7 zeigt ein Verfahren zum Erzeugen einer
optoelektronischen Vorrichtung gemäß einem der
Ausführungsbeispiele. Das Verfahren umfasst die Schritte des Bereitstellens Sl des Substrats, des Bereitstellens S2 der Isolierungsschicht, des Bereitstellens S3 der
Planarisierungsschicht, des Bereitstellen S4 der funktionalen Schichtstruktur, der ersten Elektrode und der zweiten
Elektrode. Bei dem Schritt S3 wird eine Flüssigkeit
aufgebracht, die die Planarisierung, die aus einem Feststoff besteht, durch Verdampfen eines Lösungsmittels ausbildet. Das Verfahren kann weiterhin den Schritt S5 des Bereitstellens der Verkapselungsschicht umfassen. Die Verfahrensschritte werden in folgender Reihenfolge ausgeführt Sl, S2, S3, S4, S5 (optional). Alternativ dazu ist auch folgende Reihenfolge Sl, S3, S2, S4, S5 (optional) . Bezugs zeichenliste :
10* Optoelektronische Vorrichtung gemäß dem Stand der
Technik
10 Optoelektronische Vorrichtung
11 Substrat
IIa Hauptfläche des Substrates
12 Planarisierungsschicht
12a Dem Substrat abgewandte Grenzfläche der
Planarisierungsschicht
12b Dem Substrat zugewandte Grenzfläche der
PIanarisierungsSchicht
13 Isolierungsschicht
14 Erste Elektrode
14a Dem Substrat abgewandte Grenzfläche der ersten Elektrode
15 Zweite Elektrode
150 Erster Abschnitt der zweiten Elektrode
151 Zweiter Abschnitt der zweiten Elektrode
16 Funktionale Schichtstruktur
17 Verkapselungsschicht
24 Kontakt erste Elektrode
25 Kontakt zweite Elektrode
30 Feuchtigkeitsdiffusionspfad
34a Erster Bereich der ersten Elektrode
34b Zweiter Bereich der ersten Elektrode 40 Emissionsbereich
41 Schriftzeichen
42 Zeichen
A Linie
B Ausschnitt
R Richtung, die in der Hauptfläche des Substrats verläuft
E Emissionsrichtung
Next Patent: SENSOR SYSTEM WITH AN ATTACHMENT ELEMENT FOR A MANNED OR UNMANNED AIRCRAFT