CN105229816B - 光电子器件 - Google Patents
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Abstract
一种光电子器件，其尤其包括：衬底(1)；在衬底(1)上的第一电极(2)；在第一电极(2)上的发射辐射的或吸收辐射的层序列(4)；在层序列(4)上的第二电极(6)；设置在第二电极(6)上的封装层(8)和设置在封装层(8)上的覆盖层(24)，所述覆盖层具有第一主面(14)和第二主面(16)，其中在覆盖层(24)的第一主面(14)和第二主面(16)之间设有至少一个预定断裂面(18)。
Description
技术领域
在下文中提出一种光电子器件，其具有发射辐射的或吸收辐射的层序列。
本专利申请要求德国专利申请102013105128.6的优先权，其公开内容通过参考并入本文。
背景技术
光电子器件例如有机发光二极管(OLED)或有机太阳能电池通常具有薄膜封装件，所述薄膜封装件应保护光电子器件的电极和发射辐射或吸收辐射的层序列免受湿气和/或用于氧化的物质、例如氧气的影响。为了对薄膜封装件进行机械保护，通常将附加的例如能够由玻璃构成的覆盖衬底层施加到薄膜封装件上。在光电子器件受机械负荷的情况下，能够造成覆盖衬底层的脱层，由此能够损坏薄膜封装件并且有损光电子器件的工作。
发明内容
特定实施方式的至少一个目的是，提出一种具有发射辐射的或吸收辐射的层序列的光电子器件，其中在特定的情况下较少或避免薄膜封装件的损坏。所述目的通过具有独立权利要求的特征的光电子器件来实现。主题的有利的实施方式和改进方案是从属权利要求的特征并且还从下文和附图中得出。
根据一个实施方式的光电子器件尤其包括：衬底；在衬底上的第一电极；在第一电极上的发射辐射的或吸收辐射的层序列；在层序列上的第二电极；设置在第二电极上的封装层和设置在封装层上的覆盖层，所述覆盖层具有第一主面和第二主面，其中在覆盖层的第一主面和第二主面之间设有至少一个预定断裂面。
在此和在下文中，一个层或一个元件设置或施加在另一层或另一元件“上”或“上方”能够表示：这一个层或这一个元件非间接地以直接机械接触和/或电接触的方式设置在该另一层或该另一元件上。此外，也能够表示，这一个层或这一个元件间接地设置在该另一层或该另一元件上或上方。在此，另外的层和/或元件于是能够设置在这一个层和该另一层之间。
覆盖层不必均质地成形，而是例如能够由多个单层构成。用覆盖层的第一和第二主面表示优选面状成形的覆盖层的两个最大的分界面，在板状成形的覆盖层中例如表示具有最大的面积的两个侧面。如果覆盖层非间接地设置在封装层上，那么第一主面优选与覆盖层和封装层之间的边界面重合。如果在覆盖层上没有设置其他元件，那么第二主面形成光电子器件的封闭面。优选地，这两个主面彼此平行地伸展。
用预定断裂面表示当光电子器件经受机械负荷时覆盖层的材料机械断裂的面。这尤其涉及在光电子器件的包括封装层的和覆盖层的至少一部分的区域中的机械负荷。用机械负荷尤其表示出现变形力、例如剪切应力或拉应力的状态，所述变形力位于特定的临界阈值之上。预定断裂面不必强制性地成形为是平坦的并且也不必强制性地平行于覆盖层的这两个主面中的一个伸展。同样，预定断裂面不必在覆盖层的整个面上延伸，而是能够仅设置在其子区域中。
重要的是，预定断裂面在覆盖层的内部伸展并且尤其不在覆盖层的朝向封装层的主面上伸展。由此实现，降低或完全避免封装层机械损坏，使得光电子器件例如在覆盖层部分地脱层之后总是还能完全是可用的，因为封装层还是完好的而且还存在通过覆盖层产生的机械保护。
在一个优选的实施方式中，预定断裂面平行于覆盖层的第一主面延伸和/或平行于覆盖层的第二主面延伸和/或平行于覆盖层和封装层之间的边界面延伸。至少优选的是，在预定断裂面的法向量和覆盖层的第一主面的法向量和/或第二主面的法向量和/或覆盖层和封装层之间的边界面的法向量之间的角小于30°，尤其小于15°。
在一个优选的实施方式中，覆盖层非间接地设置在封装层上。通过预定断裂面在覆盖层的内部伸展，实现封装层和覆盖层之间的边界面在机械负荷下尽可能或完全地保持不受损坏并且不造成两个层的分离。
因此，在出现超过临界阈值的拉应力时，既不在封装层之内也不在封装层和覆盖层之间的边界面处进行光电子器件的子区域彼此间的脱离或分离，而是在设置在封装层和覆盖层之间的边界面的朝向封装层的一侧上的区域中进行脱离或分离(例如通过内聚断裂或粘合断裂)。
第一电极和/或第二电极能够面状地构成或特别优选大面积地构成。在此，大面积能够表示，第一电极和/或第二电极具有大于或等于若干平方毫米、优选大于或等于一平方厘米且特别优选大于或等于一平方分米的面积。
替选地，第一电极和/或第二电极能够以结构化的方式构成到第一或第二电极子区域中。例如，第一电极以平行地彼此并排设置的第一电极条的形式构成并且第二电极构成为优选垂直于第一电极伸展的平行此彼此并排设置的第二电极条。因此，第一和第二电极条的叠加能够构成为能可单独操纵的发光区域。此外，也仅将第一电极或仅第二电极结构化。特别优选地，第一和/或第二电极或电极子区域导电地与第一印制导线连接。在此，电极或电极子区域例如能够过渡到第一印制导线中或与第一印制导线分开地构成并且导电地与所述第一印制导线连接。
封装层能够用电极覆盖整个的层序列。此外，所述封装层覆盖衬底的表面的至少一个部分，在所述部分上设置有具有第一和第二电极的层序列。附加地，所述封装层也能够包围整个衬底。
根据另一实施方式提出，层序列包括由有机材料构成的一个或多个功能层。尤其，根据层序列是否构成为是发射辐射的还是吸收辐射的，光电子器件能够构成为有机发光二极管(OLED)或构成为有机太阳能电池。
在第一电极上方例如能够施加具有一个或多个由有机材料构成的功能层的功能区域。在此，功能层例如能够构成为电子传输层、电致发光层和/或空穴传输层。在功能层上方能够施加第二电极。在功能层中，能够在有源区域中通过电子和空穴注入和复合来产生具有各个波长或波长范围的电磁辐射。
功能层能够具有有机聚合物、有机低聚物、有机单体、有机的、非聚合的小分子(“small molecules”小分子)或其组合。适合的材料以及用于功能层的材料的设置和结构化是本领域技术人员已知的进而在此不详细地阐明。
但是，光电子器件也能够具有半导体层序列作为发射辐射的或吸收辐射的层序列。
第二电极、封装层和覆盖层能够透明地构成，使得光电子器件构成为所谓的“顶部发射器”。附加地，当衬底和第一电极透明地构成时，光电子器件能够构成为所谓的“底部发射器”。此外，光电子器件能够构成为“顶部发射器”和“底部发射器”。
根据另一实施方式提出，封装层构成用于保护电极和层序列免受湿气和/或空气中的氧气影响。
封装层优选是所谓的薄膜封装件，所述薄膜封装件由一个或多个薄的层构成。薄膜封装层例如从参考文献WO 2009/095006A1和WO2010/108894A1中已知，关于此点其相应的公开内容通过参考完全并入本文。尤其，所提出的参考文献中的适合的材料、层厚度和用于施加封装层的方法是已知的，因此在此不再详细阐述。
薄膜封装件的各个层例如能够分别具有在原子层和例如1μm之间的厚度。封装层的总厚度例如为小于10μm、小于1μm或甚至小于100nm。薄膜封装件优选包含一个或多个金属氧化物层。
封装层有利地借助于等离子体增强化学气相沉积(PE-CVD，plasma-enhancedchemical vapor deposition)、原子层沉积(ALD，atomic layer deposition)、分子层沉积(MLD，molecular layer deposition)或热蒸镀来施加。
优选地，封装层构形成阻挡层或包括至少一个阻挡层。尤其，阻挡层能够是不透光的或仅是对于氧气和/或湿气难于穿透的。例如，阻挡层能够具有氧化物、氮化物或氮氧化物。例如，氧化物、氮化物或氮氧化物还包括铝、硅、锡或锌。在此，阻挡层能够具有介电的或也具有导电的特性并且例如具有氧化硅，例如SiO2，氮化硅，例如Si2N3，氮氧化硅(SiOxNy)，氧化铝，例如Al2O3，氮化铝，氧化锡，铟锡氧化物，氧化锌或氧化铝锌。替选地或附加地，阻挡层具有适合于结合氧气和/或湿气的材料进而防止穿透阻挡层。对此适合的材料例如能够是碱金属和碱土金属。
阻挡层例如能够通过施加法、例如蒸镀法或沉积法来制造。这种施加法能够是用于化学气相沉积(“chemical vapor deposition”，CVD)的方法或用于物理气相沉积(“physical vapor deposition”，PVD)的方法或这些方法的组合。对于这种施加法示例地提出：热蒸镀，电子束蒸镀、激光束蒸镀、光弧蒸镀、分子束外延、溅镀、离子电镀和等离子增强化学气相沉积。
封装层也能够具有多个阻挡层。在此和在下文中，“多个层”能够表示至少两个或更多个层。在此，阻挡层能够如上文所阐明的那样，具有相同的或不同的材料。
根据另一实施方式提出，在光电子器件受机械负荷的情况下在至少一个预定断裂面处进行内聚断裂。优选地，当局部地作用到覆盖层上的拉力或剪切力超过覆盖层的内聚力时，覆盖层通过内聚断裂来裂开。
根据另一实施方式提出，覆盖层包括多个单层元件，其中两个相邻的单层元件经由材料配合的连接彼此连接，所述材料配合的连接构成为使得预定断裂面至少部分地通过在、两个相邻的单层元件之间的边界面形成。在此，预定断裂面用于将单层元件彼此分开。
根据另一实施方式提出，在光电子器件受机械负荷的情况下在两个相邻的单层元件之间的边界面处进行粘合断裂。
根据另一实施方式提出，覆盖层直接设置在封装层上并且覆盖层和封装层之间的附着力大至，使得覆盖层在光电子器件受机械负荷的情况下保持附着在封装层上。
因此，不必需表示：整个覆盖层保持附着在封装层上。更确切地说，足够的是：将覆盖层的至少一个其主面与覆盖层和封装层之间的边界面重叠的子层保持附着在封装层上，使得覆盖层和封装层之间的边界面不被损坏。
根据另一实施方式提出，覆盖层包括胶层和设置在胶层上的覆盖衬底层。
在本发明的范围中，术语胶层能够理解为是功能性的且不仅限制在胶的窄的意义中。仅在通过胶层来材料配合地连接的层之间的分离还未进行时之前，胶层存在附着作用。胶层能够由液态的环氧树脂构成或包含液态的环氧树脂，所述环氧树脂通过UV照射来硬化。当然，胶层的材料不局限于液态的胶粘剂。例如其也能够是丙烯酸盐胶。优选地，其是两个主面上建立附着的层。此外优选的是，胶层的厚度在5μm和100μm之间、特别优选在20μm和30μm之间。
覆盖衬底层例如能够具有一个或多个以层、板、薄膜或叠层形式的材料，所述材料选自玻璃、树脂、塑料、金属或硅晶片。特别优选地，覆盖衬底层具有玻璃，例如玻璃层、玻璃薄膜或玻璃板形式的玻璃或由其构成。此外优选的是，覆盖衬底层的厚度为0.1和4mm之间。
根据另一实施方式提出，胶层直接设置在封装层上并且胶层和封装层之间的粘附力大至，使得胶层在光电子器件受机械负荷的情况下保持附着在封装层上。
因此，不必须认为：整个的覆盖层保持附着在封装层上。更确切地说足够的是：将胶层的至少一个其主面与胶层和封装层之间的边界面重叠的子层保持附着在封装层上，使得胶层和封装层之间的边界面不被损坏。
由此实现，胶层借助于足够的、防止胶层与封装层脱层的粘附力保持附着，并且另一方面设置在胶层和封装层之间的边界面之上的层、例如胶层本身或附加接合的中间层通过内聚断裂裂开为两个子层或两个相邻的、设置在胶层和封装层之间的边界面之上的层通过粘合断裂彼此分开。通过所述措施，能够降低将胶层完全或部分地从封装层脱离进而引起封装层的损坏的风险。
因此，胶层具有关于封装层的优化的附着特性，使得机械负荷至少在胶层和封装层之间的局部的区域中不发挥作用或仅发挥小的作用。
根据另一实施方式提出，在机械负荷下将整个的胶层附着或保持附着在封装层上。
根据另一实施方式提出，在光电子器件受机械负荷的情况下在胶层中进行内聚断裂。
根据另一实施方式提出，覆盖衬底层直接设置在胶层上并且在光电子器件受机械负荷的情况下在胶层和覆盖衬底层之间的边界层上进行粘合断裂。
是否在分离时出现在胶层和覆盖衬底层之间的粘合断裂或出现在胶层之内的内聚断裂，能够经由胶层的和封装层的材料和/或表面特性来设定。
根据另一实施方式提出，在胶层和覆盖衬底层之间设置有至少一个中间层并且在光电子器件受机械负荷的情况下在中间层中进行内聚断裂或在中间层和胶层之间的边界面处进行粘合断裂或在中间层和覆盖衬底层之间的边界层处进行粘合断裂。
附图说明
从下文中结合用附图描述的实施方式得出本发明的其他优点和有利的设计方式和改进方案。
附图示出：
图1示出根据本发明的第一实施方式的光电子器件；
图2和3示出根据现有技术的光电子器件中的机械负荷的作用；以及
图4至9示出根据其他的实施例的光电子器件的示意图。
具体实施方式
在实施例和附图中，相同的或其相同作用的组成部分分别设有相同的附图标记。示出的元件及其彼此间的大小关系原则上不能够视为合乎比例的，更确切地说为了更好的可示性和/或更好的理解，能够以夸大的厚度或大小示出个别元件，例如层、组件、器件和区域。
图1示出根据本发明的第一实施方式的光电子器件。在由玻璃构成的衬底层1上设置有透明的第一电极层2。在第一电极层2上设置有发射辐射的层序列4，所述层序列包括由有机材料构成的一个或多个功能层并且在所述层序列中由其构成有源区域20，所述有源区域在工作时放射电磁辐射。在层序列4上设置有第二电极层6，所述第二电极层包括金属。由此，光电子器件构成为有机发光二极管(OLED)。
在第二电极层6上施加薄膜封装层8，所述薄膜封装层保护两个电极层2、6和层序列4免受湿气和空气中的氧气的影响。非间接地在薄膜封装层8上设置有层压胶层10，所述层压胶层用于将非间接地设置在层压胶层10上的且用作覆盖衬底层的层压衬底层12固定在薄膜封装层8上。层压胶层10一方面与薄膜封装层8并且另一方面与层压衬底层12材料配合地连接。层压胶层10和层压衬底层12共同形成覆盖层24，所述覆盖层提供用于薄膜封装层8的机械保护。
薄膜封装层8和层压胶层10之间的边界面与覆盖层24的第一主面14重叠，并且层压衬底层12的背离薄膜封装层8的表面形成覆盖层24的第二主面16。层压胶层10和层压衬底层12之间的边界面形成预定断裂面18，因此所述预定断裂面在覆盖层24的内部伸展。在光电子器件受机械负荷的情况下，在预定断裂面18处进行粘合断裂。
在图2和3中示出根据现有技术的光电子器件的机械负荷如何能够造成薄膜封装层8的损坏，即使当覆盖层24的内部中不设有预定断裂面时也如此。作为对此的实例，在图2中示出光电子器件的制造过程期间的情况，其中层压衬底层12通过将大面积的玻璃层沿着由通过刻刮机械削弱的区域边界26折断来来置于期望的大小。在折断材料期间，提升玻璃层，由此在薄膜封装层8和层压胶层10之间的区域中引起拉应力，所述拉应力在达到临界阈值时将层压胶层10从薄膜封装层8脱离。由此，能够造成薄膜封装层8的不期望的损坏，使得随后湿气和氧气能够渗入光电子器件内部中并且损害其工作。
一旦拉力如其例如能够当外力作用于光电子器件上时产生那样作用，就也在制成的器件中得出类似的情况，如这在图3中通过箭头表示。在此也造成在薄膜封装层8和层压胶层10之间的边界面处的粘合断裂。
图4和5示出，当预定断裂面18与层压胶层10和层压衬底层12之间的边界面重叠时，如何进行预定断裂面18处的粘合断裂，如这也在图1中示出。
关于相应的边界面将粘附力协调成，使得在出现沿垂直于薄膜封装层8的平面的方向上伸展的拉应力时，层压衬底层12从层压胶层10脱离，而层压胶层10完全地保持扶风倬在薄膜封装层8上，由此层压胶层10和薄膜封装层8之间的边界面保持不被损坏。类似的机制也在出现剪切应力时起作用。
更准确的说，层压胶层10和薄膜封装层8之间的粘附力大于(例如大于或等于50N/cm)层压胶层10和层压衬底层12之间的粘附力(例如小于或等于30N/cm)。此外，分别在相关的层(薄膜封装层8，层压胶层10和层压衬底层12)中作用的内聚力大于层压胶层10和层压衬底层12之间的粘附力，使得避免所提出的层的不期望的裂开。
如果现在出现拉应力，那么层压衬底层12与层压胶层10例如始于层压胶层10的边缘脱开，其中粘合断裂逐渐沿朝相反的棱边的方向沿着垂直于拉应力伸展的平面前进。
根据在图6中示出的另一实施方式，预定断裂面18在层压胶层10之内伸展。在此情况下，在机械负荷下进行在层压胶层10之内的内聚断裂。这引起：所述层压胶层裂开为两个分开的子层，其中一个子层保持附着在薄膜封装层8上，而另一子层保持附着在层压衬底层12上或跟随该层。
更准确地提出，层压胶层10之内的内聚力小于层压胶层10和薄膜封装层8之间的粘附力。此外，分别在其他相关的层(薄膜封装层8和层压衬底层12)中作用的内聚力以及在不同的边界面处的粘附力大于层压胶层10的内聚力。
以这种方式，提供能裂开的层压胶层10，使得层压胶层10和薄膜封装层8之间的边界面在机械负荷下不被损坏。
在图7中示出根据另一实施方式的光电子器件。与图1中和图4-6中所示出的实施方式相反，在层压胶层10和层压衬底层12之间设置有附加的中间层22，使得覆盖层24通过三个所提出的层10、12、22构成。通过适当地设定粘附特性或内聚特性能够在覆盖层24的不同的平面中构成预定断裂面18。
在图8中示出的实施方式中，预定断裂面18在中间层22之内伸展。在此情况下，在机械负荷下进行在中间层22之内的内聚断裂。这引起：所述中间层裂开为两个分开的子层，其中一个子层保持附着在层压胶层10上进而与所述层压胶层共同地保持附着在薄膜封装层8上，而另一子层保持附着在层压衬底层12上并且跟随该层。
在图9中示出的实施方式中，预定断裂面18在中间层22和层压胶层10之间的边界面处伸展。关于相应的边界面，将粘附力协调成，使得在出现沿垂直于薄膜封装层8的平面的方向伸展的拉应力时，中间层22从层压胶层10脱离，而层压胶层10完全地保持附着在薄膜封装层8上，由此层压胶层10和薄膜封装层8之间的边界面保持不被损坏。
Claims (8)
1.一种光电子器件，其包括：
-衬底(1)；
-在所述衬底(1)上的第一电极(2)；
-在所述第一电极(2)上的发射辐射的或吸收辐射的层序列(4)；
-在所述层序列(4)上的第二电极(6)；
-设置在所述第二电极(6)上的封装层(8)；和
-设置在所述封装层(8)上的覆盖层(24)，所述覆盖层具有第一主面(14)和第二主面(16)，其中在所述覆盖层(24)的所述第一主面(14)和所述第二主面(16)之间设有至少一个预定断裂面(18)，当所述光电子器件经受机械负荷时所述覆盖层(24)的材料在所述预定断裂面处机械断裂，
其特征在于，
-所述覆盖层(24)直接设置在所述封装层(8)上，并且在所述覆盖层(24)和所述封装层(8)之间的粘性大至使得所述覆盖层(24)在所述光电子器件受机械负荷的情况下保持附着在所述封装层(8)上；或
-所述覆盖层(24)包括胶层和设置在所述胶层上的覆盖衬底层，其中所述胶层直接设置在所述封装层(8)上，并且在所述胶层和所述封装层(8)之间的粘性大至使得所述胶层在所述光电子器件受机械负荷的情况下保持附着在所述封装层(8)上。
2.根据权利要求1所述的光电子器件，其中所述层序列(4)包括由有机材料构成的一个或多个功能层。
3.根据权利要求1所述的光电子器件，其中所述层序列(4)包括有源区域(20)，所述有源区域在运行时放射电磁辐射。
4.根据权利要求1所述的光电子器件，其中所述封装层(8)构成用于保护所述电极(2，6)和所述层序列(4)免受湿气和/或空气中的氧气影响。
5.根据权利要求1所述的光电子器件，其中所述封装层(8)构成为薄膜封装层，所述薄膜封装层具有小于10微米的厚度。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的光电子器件，其中所述预定断裂面(18)平行于所述覆盖层(24)和所述封装层(8)之间的边界面延伸。
7.一种光电子器件，其包括：
-衬底(1)；
-在所述衬底(1)上的第一电极(2)；
-在所述第一电极(2)上的发射辐射的或吸收辐射的层序列(4)；
-在所述层序列(4)上的第二电极(6)；
-设置在所述第二电极(6)上的封装层(8)；
-设置在所述封装层(8)上的覆盖层(24)，所述覆盖层具有第一主面(14)和第二主面(16)，
其中
-在所述覆盖层(24)的所述第一主面(14)和所述第二主面(16)之间设有至少一个预定断裂面(18)，
-所述覆盖层(24)包括多个单层元件(10，12，22)，其中两个相邻的单层元件(10，12，22)经由材料配合的连接彼此连接，所述材料配合的连接构成为，使得所述预定断裂面(18)至少部分地通过两个相邻的所述单层元件(10，12，22)之间的边界面形成，并且
-在所述光电子器件受机械负荷的情况下在两个相邻的所述单层元件(10，12，22)之间的所述边界面处进行粘合断裂。
8.一种光电子器件，其包括：
-衬底(1)；
-在所述衬底(1)上的第一电极(2)；
-在所述第一电极(2)上的发射辐射的或吸收辐射的层序列(4)；
-在所述层序列(4)上的第二电极(6)；
-设置在所述第二电极(6)上的封装层(8)；
-设置在所述封装层(8)上的覆盖层(24)，所述覆盖层具有第一主面(14)和第二主面(16)，
其中
-在所述覆盖层(24)的所述第一主面(14)和所述第二主面(16)之间设有至少一个预定断裂面(18)，
-所述覆盖层(24)包括胶层和设置在所述胶层上的覆盖衬底层，
其特征在于，
-在所述胶层和所述覆盖衬底层之间设置有至少一个中间层(22)，
并且在所述光电子器件受机械负荷的情况下，在所述中间层(22)和所述胶层之间的边界面处进行粘合断裂或在所述中间层(22)和所述覆盖衬底层之间的边界面处进行粘合断裂；或
-所述覆盖衬底层直接设置在所述胶层上，并且其中在所述光电子器件受机械负荷的情况下在所述胶层和所述覆盖衬底层之间的边界面(26)处进行粘合断裂。
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