DE102011084363A1

DE102011084363A1 - Organische Leuchtdiode

Info

Publication number: DE102011084363A1
Application number: DE102011084363A
Authority: DE
Inventors: Daniel Steffen Setz; Simon Schicktanz
Original assignee: Osram Opto Semiconductors GmbH
Current assignee: Pictiva Displays International Ltd
Priority date: 2011-10-12
Filing date: 2011-10-12
Publication date: 2013-04-18
Anticipated expiration: 2031-10-13
Also published as: KR101947800B1; US20140361279A1; KR20140089542A; CN103875089B; US9246121B2; DE102011084363B4; CN103875089A; WO2013053508A1

Abstract

In mindestens einer Ausführungsform umfasst die organische Leuchtdiode (10) ein Trägersubstrat (1) sowie eine erste Elektrode (21). Ferner beinhaltet die organische Leuchtdiode (10) eine organische Schichtenfolge (3) mit mindestens einer aktiven Schicht (30) zur Erzeugung einer elektromagnetischen Strahlung. Die organische Schichtenfolge (3) befindet sich an einer dem Trägersubstrat (1) abgewandten Seite der ersten Elektrode (21). Außerdem weist die organische Leuchtdiode (10) eine zweite Elektrode (22) auf, die an einer dem Trägersubstrat (1) abgewandten Seite der organischen Schichtenfolge (2) angebracht ist. Weiterhin beinhaltet die organische Leuchtdiode (10) eine Schutzdiode (4), die zum Schutz gegen Schäden vor elektrostatischen Entladungen eingerichtet ist. Die Schutzdiode (4) ist auf dem Trägersubstrat (1) angebracht und befindet sich an derselben Hauptseite (11) des Trägersubstrats (1) wie die organische Schichtenfolge (3).

Description

Es wird eine organische Leuchtdiode angegeben.
Eine zu lösende Aufgabe besteht darin, eine organische Leuchtdiode anzugeben, die vor Schäden durch elektrostatische Entladungen geschützt ist.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der organischen Leuchtdiode umfasst diese ein Trägersubstrat. Das Trägersubstrat kann eines oder mehrere der folgenden Materialien oder Materialklassen umfassen oder aus einem oder mehreren der genannten Materialien oder Materialklassen bestehen: ein Glas, Quarz, Kunststofffolien, einem Metall, Metallfolien, einem Halbleiterwafer, beispielsweise aus Silizium. Besonders bevorzugt ist das Trägersubstrat durchlässig für eine von der organischen Leuchtdiode im Betrieb erzeugte Strahlung. Das Trägersubstrat kann klarsichtig sein oder auch ein Diffusionsmittel wie Streupartikel oder eine Aufrauung umfassen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der organischen Leuchtdiode umfasst diese eine erste Elektrode. Die erste Elektrode ist an dem Trägersubstrat angebracht. Beispielsweise befindet sich die erste Elektrode in unmittelbarem, physischem Kontakt mit einem Material des Trägersubstrats oder weist zu dem Material des Trägersubstrats einen Abstand von höchstens 500 nm oder von höchstens 200 nm auf.
Bevorzugt ist die erste Elektrode als Anode ausgeführt und kann ein Löcher-injizierendes Material aufweisen. Bei dem Material der ersten Elektrode handelt es sich insbesondere um ein transparentes leitfähiges Oxid, englisch auch transparent conductive oxide, kurz TCO. Solche Materialien sind in der Regel Metalloxide, wie beispielsweise Zinkoxid, Zinnoxid, Kadmiumoxid, Titanoxid, Indiumoxid oder Indiumzinnoxid, kurz ITO. Neben binären Metallsauerstoffverbindungen, wie beispielsweise ZnO oder SnO, gehören auch ternäre Metallsauerstoffverbindungen, wie beispielsweise Zn₂SnO₄, CdSnO₃, ZnSnO₃, MgIn₂O₄, GaInO₃, Zn₂In₂O₅ oder In₄Sn₃O₁₂ oder Mischungen unterschiedlicher transparenter leitfähiger Oxide zu der Gruppe der TCOs. Weiterhin entsprechen die TCOs nicht zwingend einer stöchiometrischen Zusammensetzung. Optional kann ein Material der ersten Elektrode auch p-dotiert oder n-dotiert sein.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst die organische Leuchtdiode eine organische Schichtenfolge. Die organische Schichtenfolge umfasst mindestens eine aktive Schicht, die im Betrieb der Leuchtdiode zur Erzeugung einer elektromagnetischen Strahlung vorgesehen ist. Die aktive Schicht basiert oder besteht also aus mindestens einem organischen Material. Eine von der aktiven Schicht im Betrieb der Leuchtdiode erzeugte Strahlung weist eine Wellenlänge insbesondere zwischen einschließlich 350 nm und 800 nm, bevorzugt zwischen einschließlich 400 nm und 700 nm, auf.
Die organische Schichtenfolge weist bevorzugt mehrere Schichten auf, insbesondere eine p-dotierte organische Schicht und eine n-dotierte organische Schicht. Zwischen diesen organischen Schichten ist beispielsweise die aktive Schicht angebracht.
Schichten der organischen Schichtenfolge können organische Polymere, organische Oligomere, organische Monomere, organische kleine nicht-polymere Moleküle, englisch small molecules, oder Kombinationen hieraus aufweisen. Bevorzugt sind alle Schichten der organischen Schichtenfolge aus den genannten Materialien gebildet.
Neben der p-dotierten Schicht und der n-dotierten Schicht sowie der aktiven Schicht kann die organische Schichtenfolge weitere funktionelle Schichten aufweisen. Beispielsweise umfasst die organische Schichtenfolge eine Lochtransportschicht und/oder eine Löcherinjektionsschicht. Diese Schichten umfassen zum Beispiel tertiäre Amine, Carbazolderivate, leitendes Polyanilin oder Polyethylendioxythiophen. Weitere Schichten der Schichtenfolge können als Elektronentransportschicht und/oder als Elektroneninjektionsschicht ausgeführt sein. Ferner kann die Schichtenfolge Barriereschichten für Löcher und/oder für Elektronen beinhalten.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Leuchtdiode befindet sich die organische Schichtenfolge an einer dem Trägersubstrat abgewandten Seite der ersten Elektrode. Die organische Schichtenfolge ist beispielsweise über der ersten Elektrode angebracht und kann sich in direktem, physischem Kontakt mit der ersten Elektrode befinden. Es ist möglich, dass die organische Schichtenfolge mit der aktiven Schicht die erste Elektrode vollständig überdeckt, oder auch dass sich die erste Elektrode vollständig zwischen die organische Schichtenfolge und das Trägersubstrat erstreckt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst die organische Leuchtdiode eine zweite Elektrode. Die zweite Elektrode befindet sich an einer dem Trägersubstrat abgewandten Seite der organischen Schichtenfolge. Es ist möglich, dass die zweite Elektrode die organische Schichtenfolge vollständig überdeckt oder dass sich die organische Schichtenfolge vollständig zwischen die zweite Elektrode und das Trägersubstrat erstreckt. Es befindet sich die zweite Elektrode bevorzugt in unmittelbarem, physischem Kontakt mit der organischen Schichtenfolge.
Die zweite Elektrode ist bevorzugt als Kathode ausgeführt. Insbesondere umfasst die zweite Elektrode ein Elektroneninjizierendes Material. Beispielsweise umfasst oder besteht die zweite Elektrode aus einem oder mehreren der folgenden Materialien: Aluminium, Barium, Indium, Silber, Gold, Magnesium, Calcium, Lithium. Alternativ oder zusätzlich kann die zweite Elektrode auch eines oder mehrere der oben genannten TCOs aufweisen. Zusätzlich oder alternativ kann die zweite Elektrode ebenso lichtdurchlässig oder, bevorzugt, reflektierend ausgeführt sein.
Weiterhin ist es möglich, dass die erste Elektrode als Kathode und die zweite Elektrode als Anode ausgeführt ist.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst die organische Leuchtdiode eine Schutzdiode. Die Schutzdiode ist zum Schutz gegen Schäden vor elektrostatischen Entladungen eingerichtet. Mit anderen Worten handelt es sich bei der Schutzdiode um eine ESD-Schutzdiode. Es ist die Schutzdiode auf dem Trägersubstrat angebracht. Die Schutzdiode befindet sich an derselben Hauptseite des Trägersubstrats wie die organische Schichtenfolge.
In mindestens einer Ausführungsform umfasst die organische Leuchtdiode, kurz OLED, ein Trägersubstrat sowie eine erste Elektrode, die an dem Trägersubstrat angebracht ist. Ferner beinhaltet die organische Leuchtdiode eine organische Schichtenfolge mit mindestens einer aktiven Schicht zur Erzeugung einer elektromagnetischen Strahlung. Die organische Schichtenfolge befindet sich an einer dem Trägersubstrat abgewandten Seite der ersten Elektrode. Außerdem weist die organische Leuchtdiode eine zweite Elektrode auf, die an einer dem Trägersubstrat abgewandten Seite der organischen Schichtenfolge angebracht ist. Weiterhin beinhaltet die organische Leuchtdiode eine Schutzdiode, die zum Schutz gegen Schäden vor elektrostatischen Entladungen eingerichtet ist. Die Schutzdiode ist auf dem Trägersubstrat angebracht und befindet sich an derselben Hauptseite des Trägersubstrats wie die organische Schichtenfolge.
Durch Anlegen einer Spannung und/oder eines Stroms in Sperrrichtung der organischen Schichtenfolge kann diese geschädigt oder zerstört werden. Hierbei wird die organische Schichtenfolge entweder sofort kurzgeschlossen oder es treten latente Leckstrompfade auf, die zu einer Verkürzung der Lebensdauer der organischen Leuchtdiode führen können. Derartige Spannungen in Sperrrichtung können durch eine falsche Polung der Anschlüsse der organischen Leuchtdiode oder durch elektrostatische Entladungen hervorgerufen sein.
Eine Möglichkeit zum Schutz vor elektrostatischer Entladung besteht darin, der organischen Leuchtdiode eine zusätzliche, separate ESD-Schutzdiode parallel zu schalten. Eine solche Schutzdiode ist in der Regel mit einer Leiterplatte verlötet, wobei die organische Leuchtdiode ebenfalls mit der Leiterplatte verlötet ist. Das Anbringen einer separaten ESD-Schutzdiode unmittelbar auf dem Trägersubstrat der organischen Leuchtdiode ist in der Regel schwierig, da aufgrund einer Oberflächenbeschaffenheit Lötzinn typisch nur schlecht an Kontaktflächen des Trägersubstrats haftet. Derartige separate ESD-Schutzdioden basieren in der Regel auf anorganischen Materialien.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der organischen Leuchtdiode ist die Schutzdiode durch einen organischen Schichtenstapel gebildet oder umfasst einen solchen. Der organische Schichtenstapel umfasst teilweise oder vollständig dieselben Materialien oder besteht teilweise oder vollständig aus denselben Materialien wie die organische Schichtenfolge. Beispielsweise weist die Schutzdiode mindestens zwei oder genau zwei Schichten auf, die in ihrer stofflichen Zusammensetzung und/oder in ihrer Dicke Schichten aus der organischen Schichtenfolge entsprechen oder solche Schichten sind.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der organischen Leuchtdiode befindet sich die Schutzdiode lateral neben der organischen Schichtenfolge auf dem Trägersubstrat. Mit anderen Worten überlappen sich dann die organische Schichtenfolge mit der aktiven Schicht sowie die Schutzdiode, insbesondere der organische Schichtenstapel der Schutzdiode, in Draufsicht auf die Hauptseite des Trägersubstrats gesehen nicht.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Leuchtdiode sind wenigstens zwei der Schichten des Schichtenstapels der Schutzdiode in umgekehrter Reihenfolge auf dem Trägersubstrat aufgebracht als dies in der organischen Schichtenfolge mit der aktiven Schicht der Fall ist. Beispielsweise umfasst die organische Schichtenfolge mit der aktiven Schicht eine p-dotierte Schicht und eine n-dotierte Schicht, wobei sich die p-dotierte Schicht zwischen dem Trägersubstrat und der n-dotierten Schicht befindet. In dem Schichtenstapel der Schutzdiode befindet sich dann die n-dotierte Schicht zwischen der p-dotierten Schicht und dem Trägersubstrat.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der organischen Leuchtdiode befindet sich der organische Schichtenstapel der Schutzdiode teilweise oder vollständig zwischen einem Teilbereich der ersten Elektrode und einem Teilbereich der zweiten Elektrode. Hierbei befindet sich bevorzugt der entsprechende Teilbereich der ersten Elektrode zwischen dem Trägersubstrat und dem Schichtenstapel der Schutzdiode.
Diese Teilbereiche der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode, die den Schichtenstapel der Schutzdiode in Richtungen senkrecht zu der Hauptseite des Trägersubstrats begrenzen, können durch dieselben Materialien gebildet sein wie die weiteren Teile der ersten und zweiten Elektrode, die in unmittelbarem Kontakt zur organischen Schichtenfolge mit der aktiven Schicht stehen. Die Teilbereiche der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode, die die Schutzdiode kontaktieren, können von den Teilen der ersten und zweiten Elektrode, die in Kontakt zu der organischen Schichtenfolge mit der aktiven Schicht stehen, entweder getrennt sein oder auch mit diesen Teilen verbunden sein, beispielsweise mit einer durchgehenden Materialverbindung eines Materials der entsprechenden Elektrode.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Leuchtdiode weist der Schichtenstapel der Schutzdiode wenigstens zwei Schichten auf, die in gleicher Reihenfolge auf das Trägersubstrat aufgebracht sind wie in der organischen Schichtenfolge mit der aktiven Schicht. Zum Beispiel weisen sowohl der Schichtenstapel der Schutzdiode als auch die organische Schichtenfolge mit der aktiven Schicht jeweils eine n-dotierte Schicht und eine p-dotierte Schicht auf, wobei sich die p-dotierte Schicht jeweils zwischen dem Trägersubstrat und der n-dotierten Schicht befindet.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der organischen Leuchtdiode befindet sich ein Teilbereich der ersten Elektrode an einer dem Trägersubstrat abgewandten Oberseite des Schichtenstapels der Schutzdiode. Alternativ ist es möglich, dass die erste Elektrode elektrisch mit der Oberseite der Schutzdiode verbunden ist. Es ist möglich, dass sich dieser Teilbereich der ersten Elektrode vollständig oder teilweise über die Oberseite der Schutzdiode erstreckt. Dieser Teilbereich der ersten Elektrode kann dann aus demselben Material gebildet sein wie die verbleibenden Teile der ersten Elektrode, die sich zwischen der organischen Schichtenfolge mit der aktiven Schicht und dem Trägersubstrat befinden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der organischen Leuchtdiode befindet sich ein Teilbereich der zweiten Elektrode zwischen dem Schichtenstapel der Schutzdiode und dem Trägersubstrat und der Schichtenstapel der Schutzdiode befindet sich zwischen einem Teilbereich der ersten Elektrode und dem Trägersubstrat. Mit anderen Worten sind im Bereich der Schutzdiode dann die erste Elektrode und die zweite Elektrode vertauscht.
Wie auch in allen Ausführungsformen können die Teilbereiche der erste Elektrode und der zweiten Elektrode, die sich an dem Schichtenstapel der Schutzdiode befinden, dieselbe oder im Wesentlichen dieselbe Materialzusammensetzung aufweisen wie die Teile der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode, die sich an der organischen Schichtenfolge mit der aktiven Schicht befinden. Insbesondere können alle Teilbereiche und Teile der ersten Elektrode als Anode und alle Teilbereiche und Teile der zweiten Elektrode als Kathode ausgebildet sein.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der organischen Leuchtdiode ist die Schutzdiode sowie der Schichtenstapel der Schutzdiode frei von einer zu einer Strahlungserzeugung vorgesehenen aktiven Schicht. Mit anderen Worten ist die Schutzdiode nicht dazu eingerichtet, im Betrieb oder außerhalb des Betriebs der organischen Leuchtdiode elektromagnetische Strahlung insbesondere im sichtbaren Spektralbereich zu erzeugen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der organischen Leuchtdiode umfasst die organische Schichtenfolge mindestens zwei aktive Schichten, die zu einer Strahlungserzeugung im Betrieb der Leuchtdiode vorgesehen sind. Zwischen zwei benachbarten aktiven Schichten befindet sich dann mindestens eine Ladungsträgererzeugungsschicht, englisch charge generation layer, kurz CGL. Solche Schichten sind beispielsweise in den Druckschriften US 2008/0143249 A1 und US 2009/0146929 A1 offenbart. Der Offenbarungsgehalt dieser Druckschriften hinsichtlich der Ladungsträgererzeugungsschichten sowie hinsichtlich weiterer Bestandteile der organischen Leuchtdiode wird durch Rückbezug mit aufgenommen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der organischen Leuchtdiode umfasst die Schutzdiode dasselbe Material oder dieselben Materialien wie die Ladungsträgererzeugungsschicht oder besteht aus mindestens einem oder mehreren dieser Materialien.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der organischen Leuchtdiode ist der Schichtenstapel der Schutzdiode vollständig aus Schichten aufgebaut, die auf organischen Materialien basieren oder hieraus bestehen. Insbesondere sind alle Bestandteile der Schutzdiode, mit Ausnahme der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode, die elektrische Kontakte für die Schutzdiode darstellen, aus organischen Materialien hergestellt oder basieren auf organischen Materialien.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der organischen Leuchtdiode ist eine Dicke des Schichtenstapels der Schutzdiode, in eine Richtung weg von der Hauptseite des Trägersubstrats, gleich einer Dicke der organischen Schichtenfolge mit der aktiven Schicht. Die Dicken des Schichtenstapels und der organischen Schichtenfolge sind bevorzugt mit einer Toleranz von höchstens 50 % oder von höchstens 30 % oder von höchstens 15 % gleich.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der organischen Leuchtdiode existiert mindestens eine Ebene parallel zu der Hauptseite des Trägersubstrats, die sowohl den Schichtenstapel der Schutzdiode als auch die organische Schichtenfolge mit der aktiven Schicht schneidet. Bevorzugt liegen Haupterstreckungsrichtungen des Schichtenstapels als auch der Schichtenfolge in dieser Ebene. Bei dieser Ebene handelt es sich insbesondere um eine virtuelle Ebene.
Weiterhin ist es möglich, dass eine der Elektroden, die die Schutzdiode kontaktieren, und eine der Elektroden, die die organische Schichtenfolge kontaktieren, in einer Ebene parallel zu der Hauptseite des Trägersubstrats liegen, insbesondere im Falle der beiden Elektroden, die sich zwischen dem Trägersubstrat und dem Schichtenstapel oder der organischen Schichtenfolge befinden. Ebenso ist es möglich, dass die Elektroden, die den Schichtenstapel und die organische Schichtenfolge kontaktieren und sich an dem Trägersubstrat abgewandten Seiten des Schichtenstapels der Schutzdiode und der organischen Schichtenfolge befinden, von einer Ebene parallel zu der Hauptseite des Trägersubstrats geschnitten werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der organischen Leuchtdiode sind die erste Elektrode und/oder die zweite Elektrode parallel zu der Hauptseite des Trägersubstrats ausgerichtet. Dies schließt nicht aus, dass die Elektroden kleine Bereiche aufweisen, die eine Höhendifferenz, verursacht durch die Dicke des Schichtenstapels der Schutzdiode oder durch die Dicke der organischen Schichtenfolge, überwinden und die quer zur Hauptseite verlaufen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der organischen Leuchtdiode weist diese, bis auf die insbesondere genau eine Schutzdiode, keine weiteren Einrichtungen zum Schutz vor Schäden durch elektrostatische Entladungen auf. Mit anderen Worten ist die Schutzdiode, die bevorzugt auf organischen Materialien basiert, dann der einzige ESD-Schutz der organischen Leuchtdiode.
Nachfolgend wird eine hier beschriebene organische Leuchtdiode unter Bezugnahme auf die Zeichnung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Gleiche Bezugszeichen geben dabei gleiche Elemente in den einzelnen Figuren an. Es sind dabei jedoch keine maßstäblichen Bezüge dargestellt, vielmehr können einzelne Elemente zum besseren Verständnis übertrieben groß dargestellt sein.
Es zeigen:
1 eine schematische Schnittdarstellung eines Ausführungsbeispiels einer hier beschriebenen organischen Leuchtdiode,
2 eine schematische Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel einer hier beschriebenen organischen Leuchtdiode, und
3 und 4 schematische Schnittdarstellungen von weiteren Ausführungsbeispielen von hier beschriebenen organischen Leuchtdioden.
In 1 ist ein Ausführungsbeispiel einer organischen Leuchtdiode 10 in einer Schnittdarstellung gezeigt. Die organische Leuchtdiode 10 umfasst ein Trägersubstrat 1. Das Trägersubstrat 1 ist lichtdurchlässig für eine von der organischen Leuchtdiode 10 im Betrieb erzeugte Strahlung. Das Trägersubstrat 1 kann diffus und somit Licht streuend ausgebildet sein oder auch klarsichtig sein. Auf einer ebenen Hauptseite 11 des Trägersubstrats 1 sind eine organische Schichtenfolge 3 mit einer aktiven Schicht 30 und eine Schutzdiode 4 mit einem organischen Schichtenstapel angebracht.
Die organische Schichtenfolge 3 ist zur Erzeugung einer elektromagnetischen Strahlung im Betrieb der organischen Leuchtdiode 10 vorgesehen. Die aktive Schicht 30 befindet sich zwischen einer n-dotierten Schicht n und einer p-dotierten Schicht p. Weitere Schichten wie Barriereschichten oder Ladungsträgerinjektionsschichten sind in den Figuren nicht dargestellt.
Die Schutzdiode 4 weist ebenfalls eine p-dotierte Schicht p und eine n-dotierte Schicht n auf. Diese Schichten n, p der Schutzdiode 4 sind in derselben Reihenfolge angebracht wie die Schichten n, p der organischen Schichtenfolge 3 und weiterhin bevorzugt aus denselben Materialien gebildet. Die Schutzdiode 4 ist hierbei frei von der aktiven Schicht 30.
Zwischen der organischen Schichtenfolge 3 und dem Trägersubstrat 1 befindet sich ein Teil einer ersten Elektrode 21. Die erste Elektrode 21 ist bevorzugt als Anode ausgebildet und beispielsweise durch ein transparentes leitfähiges Oxid wie ITO gebildet. An einer der organischen Schichtenfolge 3 abgewandten Seite befindet sich ein Teil einer zweiten Elektrode 22, die bevorzugt als Kathode ausgebildet ist und außerdem bevorzugt ein reflektierendes Metall umfasst oder hieraus besteht. An den Elektroden 21, 22 sind jeweils elektrische Kontaktflächen 61, 62 zur externen elektrischen Kontaktierung der organischen Leuchtdiode 10 angebracht. Die Kontaktflächen 61, 62 basieren zum Beispiel aus einem der folgenden Materialien: Ag, Al, Au, Cu, Cr, Mg. Bevorzugt sind die Kontaktflächen 61, 62 aus AgMg gebildet oder weisen eine Schichtabfolge aus Cr-Al-Cr oder aus Ag-Al-Ag auf.
Ein Teil der zweiten Elektrode 22, die als Kathode ausgebildet ist, befindet sich zwischen dem Trägersubstrat 1 und dem Schichtenstapel der Schutzdiode 4. An einer dem Trägersubstrat 1 abgewandten Oberseite 42 der Schutzdiode 4 befindet sich ein Teilbereich der ersten Elektrode 21, der als Anode ausgebildet ist. Alle Bereiche der ersten Elektrode 21 können aus demselben Material gebildet sein. Ferner können auch alle Bereiche der zweiten Elektrode 22 aus demselben Material gebildet sein und, im Rahmen der Herstellungstoleranzen, dieselbe Dicke aufweisen. Mit anderen Worten sind die erste Elektrode 21 und die zweite Elektrode 22 an der Schutzdiode 4 vertauscht, im Vergleich zur Anordnung der Elektroden 21, 22 an der organischen Schichtenfolge 3 mit der aktiven Schicht 30.
In 2 ist eine schematische Draufsicht auf die organische Leuchtdiode 10 gemäß 1 gezeigt. Die Schutzdiode 4 befindet sich lateral neben der organischen Schichtenfolge 3 mit der aktiven Schicht 30. Im Vergleich zur organischen Schichtenfolge 3 nimmt die Schutzdiode 4 nur einen kleinen Flächenanteil an der Hauptseite 11 des Trägersubstrats 1 ein. Eine Fläche der organischen Schichtenfolge 3 beträgt beispielsweise mehr als 50 cm² oder mehr als 100 cm². Eine Fläche der Schutzdiode 4 liegt zum Beispiel zwischen einschließlich 1 mm² und 1 cm².
Die Schutzdiode 4 ist gemäß den 1 und 2 als antiparallel zur organischen Schichtenfolge 3 geschaltete Diode mit den beiden dotierten Schichten n, p ausgeführt. Die Schutzdiode 4 weist hierbei eine Durchbruchspannung auf, die größer ist als die Vorwärtsbetriebsspannung, mit der die organische Leuchtdiode 10 im bestimmungsgemäßen Gebrauch betrieben wird. Zur Einstellung der Durchbruchspannung können die Schichten p, n der Schutzdiode 4 aus denselben oder auch aus von der organischen Schichtenfolge 3 verschiedenen Materialien geformt sein. Auch kann die Schutzdiode 4 andere Dotierungen aufweisen als die organische Schichtenfolge 3. Dicken der Schichten p, n der Schutzdiode 4 und der organischen Schichtenfolge 3 liegen jeweils bevorzugt zwischen einschließlich 20 nm und 350 nm.
Bevorzugt weist die organische Leuchtdiode 10 eine Verkapselung zum Schutz gegen Umwelteinflüsse auf. Die Verkapselung ist in den Figuren jeweils nicht gezeigt. Eine derartige Verkapselung kann aufgebaut sein, wie in der Druckschrift US 2009/0066240 A1 beschrieben. Der Offenbarungsgehalt dieser Druckschrift wird durch Rückbezug mit aufgenommen.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel der organischen Leuchtdiode 10 ist in 3 schematisch dargestellt. Die Reihenfolge der Schichten n, p ist in der Schutzdiode 4, im Vergleich zu der organischen Schichtenfolge 3, vertauscht. Die erste Elektrode 21 befindet sich daher jeweils zwischen dem Trägersubstrat 1 und dem Schichtenstapel mit den Schichten n, p der Schutzdiode 4 sowie der organischen Schichtenfolge 3.
Die zweite Elektrode 22 ist jeweils an dem Trägersubstrat 1 abgewandten Seiten der Schutzdiode 4 sowie der organischen Schichtenfolge 3 angebracht. Eine Dicke des Schichtenstapels der Schutzdiode 4 ist bevorzugt näherungsweise gleich einer Dicke der organischen Schichtenfolge 3. Der Schichtenstapel der Schutzdiode 4 sowie die organische Schichtenfolge 3 werden von einer Ebene parallel zur Hauptseite 11 des Trägersubstrats 1 geschnitten. Diese Ebene, in 3 nicht gezeichnet, ist senkrecht zur Zeichenebene orientiert.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel der organischen Leuchtdiode 10 ist in 4 illustriert. Die organische Schichtenfolge 3 weist zwei aktive Schichten 30 auf, wobei auch mehr als die gezeichneten zwei aktiven Schichten 30 vorhanden sein können. Zwischen den aktiven Schichten 30 befindet sich optional eine Ladungsträgererzeugungsschicht 5. Die Anordnung der Elektroden 21, 22 entspricht im Wesentlichen der Anordnung der Elektroden 21, 22 gemäß 3.
Die optionale Ladungsträgererzeugungsschicht 5 kann durch eine einzelne Schicht oder auch durch eine Kombination mehrerer Schichten gebildet sein. Insbesondere basiert die Ladungsträgererzeugungsschicht 5 auf mindestens einem undotierten organischen Material oder besteht aus mindestens einem solchen. Ebenso kann die Ladungsträgererzeugungsschicht 5 durch eine dünne Metallschicht gebildet sein.
Die Schutzdiode 4 weist die dotierten Schichten n, p auf. Eine Reihenfolge dieser Schichten n, p ist im Vergleich zu den entsprechenden Schichten n, p, die jeweils an eine der aktiven Zonen 30 grenzen, vertauscht. Da die organische Schichtenfolge 3 allerdings mehrere der n-dotierten Schichten n sowie mehrere der p-dotierten Schichten p aufweist, können die Schichten n, p der Schutzdiode 4 gleichzeitig mit den Schichten n, p aus der organischen Schichtenfolge 3 gefertigt werden. Dies vereinfacht die Herstellung der Schutzdiode 4, im Vergleich etwa zur organischen Leuchtdiode 10 gemäß 3. Weiterhin ist beim Ausführungsbeispiel gemäß 4 der Aufbau der Elektroden 21, 22 vereinfacht, verglichen etwa mit der organischen Leuchtdiode 10 gemäß 1.
Die hier beschriebene Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 2008/0143249 A1 [0028]
US 2009/0146929 A1 [0028]
US 2009/0066240 A1 [0048]

Claims

Organische Leuchtdiode (10) mit – einem Trägersubstrat (1), – einer ersten Elektrode (21), die an dem Trägersubstrat (1) angebracht ist, – einer organischen Schichtenfolge (3) mit mindestens einer aktiven Schicht (30) zur Erzeugung einer elektromagnetischen Strahlung an einer dem Trägersubstrat (1) abgewandten Seite der ersten Elektrode (21), – einer zweiten Elektrode (22) an einer dem Trägersubstrat (1) abgewandten Seite der organischen Schichtenfolge (3), und – einer Schutzdiode (4), die zum Schutz gegen Schäden vor elektrostatischen Entladungen eingerichtet ist, wobei die Schutzdiode (4) auf dem Trägersubstrat (1) angebracht ist und sich an derselben Hauptseite (11) befindet wie die organische Schichtenfolge (3).
Organische Leuchtdiode (10) nach dem vorhergehenden Anspruch, bei der die Schutzdiode (4) einen organischen Schichtenstapel umfasst und mindestens zum Teil dieselben Materialien umfasst oder mindestens zum Teil aus denselben Materialien besteht wie die organische Schichtenfolge (3).
Organische Leuchtdiode (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Schutzdiode (4) lateral neben der organischen Schichtenfolge (30) auf dem Trägersubstrat (1) aufgebracht ist.
Organische Leuchtdiode (10) nach mindestens Anspruch 2, bei der wenigstens zwei Schichten (n, p) des Schichtenstapels der Schutzdiode (4) in umgekehrter Reihenfolge auf dem Trägersubstrat (1) aufgebracht sind als dies in der organischen Schichtenfolge (3) mit der aktiven Schicht (3) der Fall ist.
Organische Leuchtdiode (10) nach dem vorhergehenden Anspruch, bei der der Schichtenstapel der Schutzdiode (4) zwischen einem Teilbereich der ersten Elektrode (21) und einem Teilbereich der zweiten Elektrode (22) angebracht ist, wobei sich der entsprechende Teilbereich der ersten Elektrode (21) zwischen dem Trägersubstrat (1) und der Schutzdiode (4) befindet.
Organische Leuchtdiode (10) nach mindestens Anspruch 2, bei der wenigstens zwei Schichten (n, p) des Schichtenstapels der Schutzdiode (4) in gleicher Reihenfolge auf dem Trägersubstrat (1) aufgebracht sind wie in der organischen Schichtenfolge (3) mit der aktiven Schicht (3).
Organische Leuchtdiode (10) nach dem vorhergehenden Anspruch, bei der die erste Elektrode (21) elektrisch mit einer dem Trägersubstrat (1) abgewandten Oberseite (42) der Schutzdiode (4) verbunden ist oder sich über die Oberseite (42) der Schutzdiode (4) erstreckt.
Organische Leuchtdiode (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der sowohl die organische Schichtenfolge (3) mit der aktiven Schicht (30) als auch die Schutzdiode (4) je mindestens eine oder genau eine n-dotierte und mindestens eine p-dotierte Schicht (n, p) umfassen, wobei die Schutzdiode (4) frei ist von einer zu einer Strahlungserzeugung vorgesehenen aktiven Schicht.
Organische Leuchtdiode (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die organische Schichtenfolge (3) mindestens zwei aktive Schichten (30) umfasst, wobei sich zwischen zwei benachbarten aktiven Schichten (30) eine Ladungsträgererzeugungsschicht (5) befindet.
Organische Leuchtdiode (10) nach dem vorhergehenden Anspruch, bei der die Schutzdiode (4) dasselbe Material oder dieselben Materialien wie die Ladungsträgererzeugungsschicht (5) umfasst oder hieraus besteht.
Organische Leuchtdiode (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der eine Dicke des Schichtenstapels der Schutzdiode (4), in Richtung weg von dem Trägersubstrat (1), mit einer Toleranz von höchstens 50 % gleich einer Dicke der organischen Schichtenfolge (3) mit der aktiven Schicht (30) ist.
Organische Leuchtdiode (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der es mindestens eine Ebene parallel zu der Hauptseite (11) des Trägersubstrats (1) gibt, die sowohl den Schichtenstapel der Schutzdiode (4) als auch die organische Schichtenfolge (3) schneidet.
Organische Leuchtdiode (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die, bis auf die genau eine Schutzdiode (4), frei ist von weiteren Einrichtungen zum Schutz vor Schäden durch elektrostatische Entladungen.