DE102012109142A1 - Verfahren zum Herstellen eines passiven elektronischen Bauelements, Verfahren zum Herstellen einer optoelektronischen Baugruppe und passives elektronisches Bauelement - Google Patents
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Abstract
In verschiedenen Ausführungsbeispielen wird ein Verfahren zum Herstellen eines passiven elektronischen Bauelements bereitgestellt. Dabei wird eine erste elektrisch leitfähige Schicht (12) auf einem Substrat (10) ausgebildet. Eine zweite elektrisch leitfähige Schicht (14) wird auf der ersten elektrisch leitfähigen Schicht (12) ausgebildet. In der ersten und zweiten elektrisch leitfähigen Schicht (12, 14) wird ein erster Graben (24) so ausgebildet, dass das Substrat (10) in dem ersten Graben (24) frei gelegt ist, wobei der erste Graben (24) einen ersten Kontaktbereich (16) von einem zweiten Kontaktbereich (18) abgrenzt. Ein Dielektrikum (28) wird derart strukturiert auf die zweite elektrisch leitfähige Schicht (14) in dem ersten Kontaktbereich (16) und zumindest teilweise auf das Substrat (10) in dem ersten Graben (24) aufgebracht, dass das Dielektrikum (28) den ersten Kontaktbereich (16) gegenüber dem zweiten Kontaktbereich (18) elektrisch isoliert. Eine elektrisch leitfähige Elektrodenschicht (38) wird über dem ersten Kontaktbereich (16) auf das Dielektrikum (28) und auf den zweiten Kontaktbereich (18) strukturiert aufgebracht.
Description
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines passiven elektronischen Bauelements, ein Verfahren zum Herstellen einer optoelektronischen Baugruppe und ein passives elektronisches Bauelement.
- In optoelektronischen Bauelementen wie organischen Leuchtdioden dienen Isolatoren und/oder Dielektrika unter anderem dazu, zwei Elektrodenbereiche voneinander zu trennen und/oder gegeneinander elektrisch zu isolieren.
- Geeignete Isolatoren bzw. Dielektrika wie beispielsweise lichtempfindliche Lacke sind meist sehr teuer und aufwendig, beispielsweise in einem photolithographischen Prozess, aufzubringen. Beispielsweise werden die Lacke ohne Struktur flächig auf nachfolgend zu ätzende Metallschichten aufgebracht und mit Hilfe einer Maske belichtet. Abhängig von dem verwendeten Lack können dann die belichteten oder nicht belichteten Bereiche entfernt werden, wodurch die Lackschicht strukturiert wird. Bei dem nachfolgenden Ätzprozess schützen die verbliebenen Lackstrukturen die darunter liegende Metallschicht oder die darunter liegenden Metallschichten.
- In verschiedenen Ausführungsbeispielen werden ein Verfahren zum Herstellen eines passiven elektronischen Bauelements und/oder ein Verfahren zum Herstellen einer optoelektronischen Baugruppe bereitgestellt, die einfach und/oder auf kostengünstige Weise und/oder ohne Verwendung eines photolithographischen Prozesses das Herstellen eines passiven elektronischen Bauelements und/oder einer optoelektronischen Baugruppe ermöglichen.
- In verschiedenen Ausführungsbeispielen wird ein passives elektronisches Bauelement bereitgestellt, das einfach und/oder auf kostengünstige Weise und/oder ohne Verwendung eines photolithographischen Prozesses herstellbar ist.
- In verschiedenen Ausführungsbeispielen wird ein Verfahren zum Herstellen eines passiven elektronischen Bauelements bereitgestellt. Dabei wird eine erste elektrisch leitfähige Schicht auf einem Substrat ausgebildet. Eine zweite elektrisch leitfähige Schicht wird auf der ersten elektrisch leitfähigen Schicht ausgebildet. In der ersten und zweiten elektrisch leitfähigen Schicht wird ein erster Graben so ausgebildet, dass das Substrat in dem ersten Graben frei gelegt ist. Der erste Graben trennt einen ersten Kontaktbereich von einem zweiten Kontaktbereich ab. Ein Dielektrikum wird derart strukturiert auf die zweite elektrisch leitfähige Schicht in dem ersten Kontaktbereich und das Substrat in dem Graben aufgebracht, dass das Dielektrikum den ersten Kontaktbereich gegenüber dem zweiten Kontaktbereich elektrisch isoliert. Eine elektrisch leitfähige Elektrodenschicht wird strukturiert über dem ersten Kontaktbereich auf das Dielektrikum und auf den zweiten Kontaktbereich aufgebracht.
- Dass das Dielektrikum und/oder die Elektrodenschicht und/oder nachfolgend weitere Schichten oder Materialien „strukturiert aufgebracht“ werden bedeutet in verschiedenen Ausführungsformen, dass die gewünschte Struktur bereits beim Aufbringen der entsprechenden Schicht ausgebildet wird. Die zu beschichtende Fläche wird somit nur in Teilbereichen, die von der gewünschten Struktur abhängen, beschichtet. Dies steht im Gegensatz zu einem flächigen Aufbringen der entsprechenden Schichten und einem nachfolgenden Strukturieren der Schichten, wie es beispielsweise bei einem photolithographischen Verfahren der Fall ist. Das strukturierte Aufbringen der Schichten ermöglicht, auf das zunächst flächige Aufbringen der entsprechenden Schichten und das nachfolgende aufwendige Strukturieren der Schichten, beispielsweise auf das photolithographische Verfahren, und/oder auf einen teuren Photolack für das photolithographische Verfahren verzichten zu können. Dies trägt zu einem einfachen und/oder kostengünstigen Herstellen des passiven elektronischen Bauelements bei.
- Die entsprechenden Materialen oder Schichten können beispielweise mittels Druckens, beispielsweise Tintenstrahl-Druck (Inkjet-Printing) oder Siebdruck, mittels Rakelns und/oder durch Abscheidung unter Zuhilfenahme von SAMs (self assembling monolayers) und dergleichen strukturiert auf das Substrat aufgebracht werden.
- Ein passives elektronisches Bauelement kann beispielsweise ein Kondensator und/oder ein Widerstand oder eine Kombination, beispielsweise eine Reihenschaltung und/oder eine Serienschaltung von ein, zwei oder mehr Kondensatoren und/oder ein, zwei oder mehr Widerständen sein.
- Das Substrat kann beispielsweise eine Substratschicht aufweisen oder sein. Das Substrat kann beispielsweise ein transparentes oder ein nicht transparentes Substrat sein. Beispielsweise kann das Substrat Glas, Quarz, Saphir, eine oder mehrere Kunststofffolien, eine oder mehrere beschichtete Kunststofffolien, Metall, eine oder mehrere Metallfolien, eine oder mehrere Folien, welche mit einer elektrisch isolierenden Schicht beschichtet sind, ein Siliziumwafer oder ein anderes geeignetes Substratmaterial aufweisen. Als Substrat kann beispielsweise die Schicht verstanden werden, auf die bei der Herstellung einer optoelektronischen Baugruppe nachfolgend alle anderen Schichten aufgebracht werden. Solche nachfolgenden Schichten können beispielsweise für die Strahlungsemission erforderliche Schichten sein.
- Die erste elektrisch leitfähige Schicht weist ein erstes elektrisch leitfähiges Material auf und die zweite elektrisch leitfähige Schicht weist ein zweites elektrisch leitfähiges Material auf. Das erste und/oder das zweite elektrisch leitfähige Material sind Materialien oder Substanzen mit der Fähigkeit, elektrischen Strom zu leiten. Das erste elektrisch leitfähige Material kann beispielsweise von dem zweiten elektrisch leitfähigen Material verschieden sein. Beispielsweise kann das erste elektrisch leitfähige Material für erste Elektroden, beispielsweise für die Anoden oder Kathoden, der optoelektronischen Bauelemente vorgesehen sein.
- Die erste elektrisch leitfähige Schicht kann beispielsweise direkt auf der Substratschicht abgeschieden werden. Die erste elektrisch leitfähige Schicht kann beispielsweise eine transparente leitfähige Schicht sein. Sie kann, ohne darauf beschränkt zu sein, aus einem transparenten leitfähigen Oxid (TCO), z. B. Indium-dotiertem Zinnoxid (ITO) oder ZnO, In/ZnO, SnZnO, Al-ZnO und dergleichen gebildet sein. Die erste elektrisch leitfähige Schicht kann beispielsweise mittels Sputterns, beispielsweise DC-Sputterns, physikalischer Gasphasenabscheidung (PVD) oder dergleichen auf die Substratschicht aufgebracht werden.
- Die zweite elektrisch leitfähige Schicht kann beispielsweise auf der ersten elektrisch leitfähigen Schicht abgeschieden werden. Das zweite elektrisch leitfähige Material kann beispielsweise einschließen, ohne darauf beschränkt zu sein, ein oder mehrere Metalle, beispielsweise Aluminium, Barium, Indium, Kupfer, Silber, Gold, Magnesium, Calcium und Lithium und dergleichen sowie deren Mischungen oder Kombinationen, beispielsweise in Form von Legierungen untereinander oder mit anderen Metallen. Die zweite elektrisch leitfähige Schicht kann beispielsweise mittels Verdampfens, Sputterns, beispielsweise DC-Sputterns, physikalischer Gasphasenabscheidung (PVD) oder dergleichen auf die erste elektrisch leitfähige Schicht aufgebracht werden.
- Die elektrisch leitfähigen Schichten können jeweils beispielsweise auch Teilschichten aufweisen, die alternativ oder zusätzlich zu den genannten Metallen beispielsweise auch Chrom und Molybdän aufweisen können. Beispiele für mögliche Schichtenfolgen in einer oder mehrere Teilschichten aufweisenden elektrisch leitfähigen Schicht sind Mo-Al-Mo, Cr-Al-Cr, Cr-Cu-Cr und Cr-Cu.
- Das Dielektrikum bezeichnet beispielsweise eine elektrisch isolierende Substanz, welche derart aufgebracht wird, dass sie einen Stromfluss zwischen zwei elektrisch leitfähigen Bereichen, beispielsweise zwischen der ersten elektrisch leitfähigen Schicht oder der zweiten elektrisch leitfähigen Schicht in dem ersten Bauelementbereich und der ersten elektrisch leitfähigen Schicht oder zweiten elektrisch leitfähigen Schicht in dem zweiten Bauelementbereich, verhindert. Das Dielektrikum kann ein Überzug oder ein Beschichtungsmittel, beispielsweise ein Polymer und/oder ein Lack sein. Der Lack kann beispielsweise einen in flüssiger oder in pulverförmiger Form aufbringbaren Beschichtungsstoff aufweisen.
- Die Elektrodenschicht kann beispielsweise aufweisen oder gebildet sein aus Aluminium, Barium, Indium, Silber, Gold, Magnesium, Calcium und/oder Lithium sowie Kombinationen derselben oder einer Verbindung derselben, insbesondere einer Legierung, und/oder transparenten leitfähigen Oxiden, wie beispielsweise Metalloxiden, wie Zinkoxid, Zinnoxid, Cadmiumoxid, Titanoxid, Indiumoxid oder Indium-dotiertes Zinnoxid (ITO), Aluminium-dotiertes Zinkoxid (AZO), Zn2Sn04, CdSn03, Mgln204, GaIn03, Zn2In205 oder In4Sn3012 oder Mischungen unterschiedlicher transparenter leitfähiger Oxide. Die Elektrodenschicht kann beispielsweise Kathoden oder Anoden des passiven elektronischen Bauelements bilden.
- Der Graben kann beispielsweise mittels Laserablation ausgebildet werden. Ferner kann der Graben sich teilweise oder vollständig um den ersten Kontaktbereich und/oder den zweiten Kontaktbereich herum erstrecken. Ferner können noch weitere Gräben ausgebildet sein und/oder die Gräben können Teil einer sich zweidimensional in einer Ebene erstreckenden Grabenstruktur sein.
- Bei verschiedenen Ausführungsformen ist von dem ersten Kontaktbereich zwischen dem Dielektrikum und dem Substrat eine erste Elektrode eines Kondensators und von der Elektrodenschicht auf einer von dem ersten Kontaktbereich abgewandten Seite des Dielektrikums eine zweite Elektrode des Kondensators gebildet. Beim Anlegen einer elektrischen Spannung an den ersten und den zweiten Kontaktbereich lädt sich der Kondensator, insbesondere die Elektroden, auf und es bildet sich ein elektrisches Feld zwischen den Elektroden. In dem geladenen Kondensator ist die elektrische Energie in dem elektrischen Feld, das zwischen den geladenen Elektroden besteht, gespeichert.
- Bei verschiedenen Ausführungsformen werden vor dem Aufbringen des Dielektrikums ein zweiter Graben und mindestens ein dritter Graben ausgebildet, die einen Widerstandsbereich begrenzen. Der Widerstandsbereich weist einen Teil der ersten und der zweiten elektrisch leitfähigen Schicht auf. Der Widerstandsbereich weist in Richtung parallel zu den elektrisch leitfähigen Schichten eine Verjüngung auf und mündet auf einer ersten Seite der Verjüngung in den ersten Kontaktbereich. Der Widerstandsbereich kann beispielsweise dazu beitragen, einen elektrischen Widerstand zu bilden, der in der Schichtstruktur des passiven elektrischen Bauelements integriert ist und/oder der einen Teil desselben bildet. Der elektrische Widerstand kann beispielsweise in Reihe mit oder parallel zu dem Kondensator geschaltet werden.
- Bei verschiedenen Ausführungsformen wird der Widerstandsbereich so ausgebildet, dass er auf einer zweiten Seite der Verjüngung in den zweiten Kontaktbereich mündet und so einen Widerstand bildet, der elektrisch parallel zu dem Kondensator geschaltet ist.
- Bei verschiedenen Ausführungsformen wird der Widerstandsbereich so ausgebildet, dass er auf einer zweiten Seite der Verjüngung einen dritten Kontaktbereich bildet und so einen Widerstand bildet, der mit dem Kondensator elektrisch in Reihe geschaltet ist.
- Bei verschiedenen Ausführungsformen werden zwei, drei oder mehr Kondensatoren und/oder Widerstände gemäß den vorstehenden Ansprüchen elektrisch parallel zueinander und/oder elektrisch in Reihe nacheinander ausgebildet.
- Bei verschiedenen Ausführungsformen wird mindestens einer der Gräben mittels Laserablation ausgebildet. Dies kann zu dem einfachen und kostengünstigen Herstellen des passiven elektronischen Bauelements beitragen. Beispielsweise kann auf einen Ätzprozess zum Ätzen des Grabens verzichtet werden.
- Bei verschiedenen Ausführungsformen wird das Dielektrikum mittels eines Druckverfahrens aufgebracht. Dies kann einfach dazu beitragen, das Dielektrikum strukturiert auf die zweite elektrisch leitfähige Schicht und das Substrat aufzubringen. Das Druckverfahren kann beispielsweise Tintenstrahl-Druck (Inkjet-Printing) oder Siebdruck, und/oder umfassen.
- Bei verschiedenen Ausführungsformen wird das Dielektrikum zunächst derart strukturiert auf die zweite elektrisch leitfähige Schicht aufgebracht, dass das Dielektrikum an den ersten Graben grenzt, und dann derart erwärmt, dass es sich verformt und Kanten und/oder Seitenflächen der ersten und der zweiten elektrisch leitfähigen Schicht in dem ersten Graben verkapselt. Das Dielektrikum, das an den Graben angrenzt, fließt aufgrund des Erwärmens über diese frei liegenden Kanten und/oder Seitenflächen der ersten und zweiten elektrisch leitfähigen Schicht und verkapselt diese. Dass das Dielektrikum an den Graben angrenzt, kann beispielsweise bedeutet, dass das Dielektrikum derart nah, direkt an oder sogar teilweise über dem ersten Graben strukturiert angeordnet ist, dass es beim Verflüssigen zumindest teilweise in den ersten Graben fließt. Alternativ dazu kann das Dielektrikum derart strukturiert aufgebracht werden, dass es auch ohne das Erwärmen und/oder vor dem Erwärmen zumindest teilweise in dem ersten Graben angeordnet ist und/oder die Kanten bzw. Seitenflächen der elektrisch leitfähigen Schichten verkapselt und/oder den ersten Kontaktbereich gegenüber dem zweiten Kontaktbereich elektrisch isoliert.
- In verschiedenen Ausführungsbeispielen wird ein Verfahren zum Herstellen einer optoelektronischen Baugruppe bereitgestellt, bei dem ein passives elektronisches Bauelement ausgebildet wird, beispielsweise gemäß dem im Vorhergehenden erläuterten Verfahren. Das Dielektrikum wird derart strukturiert auf die zweite Schicht aufgebracht, dass durch das Dielektrikum ein Bauelementbereich zum Ausbilden eines optoelektronischen Bauelements gegenüber dem zweiten Kontaktbereich abgegrenzt ist. In dem Bauelementbereich wird eine optisch funktionelle Schicht ausgebildet. Die Elektrodenschicht wird derart strukturiert aufgebracht, dass ein Teil der Elektrodenschicht die optisch funktionelle Schicht bedeckt.
- Ein optoelektronisches Bauelement kann beispielsweise ein elektromagnetische Strahlung absorbierendes oder emittierendes Bauelement sein. Ein elektromagnetische Strahlung absorbierendes Bauelement kann beispielsweise eine Solarzelle sein. Ein elektromagnetische Strahlung emittierendes Bauelement kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen ein elektromagnetische Strahlung emittierendes Halbleiter-Bauelement sein und/oder als eine elektromagnetische Strahlung emittierende Diode, als eine organische elektromagnetische Strahlung emittierende Diode, als ein elektromagnetische Strahlung emittierender Transistor oder als ein organischer elektromagnetische Strahlung emittierender Transistor ausgebildet sein. Die Strahlung kann beispielsweise Licht im sichtbaren Bereich, UV-Licht und/oder Infrarot-Licht sein. In diesem Zusammenhang kann das elektromagnetische Strahlung emittierende Bauelement beispielsweise als Licht emittierende Diode (light emitting diode, LED) als organische Licht emittierende Diode (organic light emitting diode, OLED), als Licht emittierender Transistor oder als organischer Licht emittierender Transistor ausgebildet sein. Das Licht emittierende Bauelement kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen Teil einer integrierten Schaltung sein. Weiterhin kann eine Mehrzahl von Licht emittierenden Bauelementen vorgesehen sein, beispielsweise untergebracht in einem gemeinsamen Gehäuse.
- Die optisch funktionellen Schichten können beispielsweise strahlungsemittierende Schichten, wie fluoreszierende und/oder phosphoreszierende Emitterschichten sein, beispielsweise die von elektromagnetische Strahlung emittierenden Bauelementen, beispielsweise LEDs oder OLEDs.
- Bei verschiedenen Ausführungsbeispielen wird vor dem Aufbringen der optisch funktionellen Schicht die zweite elektrisch leitfähige Schicht in dem Bauelementbereich entfernt. Die optisch funktionelle Schicht wird auf die erste elektrisch leitfähige Schicht in dem Bauelementbereich aufgebracht. Die zweite elektrisch leitfähige Schicht kann beispielsweise in einem Ätzverfahren entfernt werden. Das Ätzen des zweiten elektrisch leitfähigen Materials kann dabei beispielsweise in einem Ätzbad erfolgen. Das Ätzen kann beispielweise das Abtragen des zweiten elektrisch leitfähigen Materials auf der Oberfläche der ersten elektrisch leitfähigen Schicht durch Anwendung geeigneter ätzender Stoffe aufweisen. Die ätzenden Stoffe können beispielsweise chemische Stoffe sein, die das zu entfernende Material in einer chemischen Reaktion verändern (meistens oxidieren) können und/oder in Lösung bringen können. Ätzmittel sind beispielsweise Säuren oder starke Oxidantien. Zu nennen sind beispielsweise HN03, HCl, H3P04, Essigsäure, H2S04, Cerammoniumnitrat (CAN) und H202. Das Ätzbad kann beispielsweise so ausgewählt sein, dass die erste elektrisch leitfähige Schicht, beispielsweise eine ITO-Schicht, nicht durch die eingesetzten Ätzmittel angegriffen oder beeinträchtigt wird.
- Bei verschiedenen Ausführungsformen wird nach dem strukturierten Aufbringen des Dielektrikums und vor dem Entfernen der zweiten elektrisch leitfähigen Schicht in dem Bauelementbereich eine Schutzschicht derart strukturiert auf den ersten Kontaktbereich und den zweiten Kontaktbereich und gegebenenfalls auf den Widerstandsbereich aufgebracht, dass die Kontaktbereiche und gegebenenfalls der Widerstandsbereich mit dem Material der Schutzschicht bedeckt sind. Die Schutzschicht schützt beim Entfernen der zweiten elektrisch leitfähigen Schicht die Kontaktbereiche und gegebenenfalls den Widerstandsbereich, so dass die zweite elektrisch leitfähige Schicht in den Kontaktbereichen und gegebenenfalls dem Widerstandsbereich erhalten bleibt. Nach dem Entfernen der zweiten elektrisch leitfähigen Schicht in dem Bauelementbereich wird die Schutzschicht entfernt.
- Die Schutzschicht kann beispielsweise ein Material oder eine Substanz aufweisen, welche dazu dient, das zweite elektrisch leitfähige Material der zweiten elektrisch leitfähigen Schicht in den Teilbereichen, auf welchen es auf der zweiten elektrisch leitfähigen Schicht aufgebracht ist, im weiteren Verfahrensablauf der Herstellung der optoelektronischen Baugruppe, beispielsweise in einem oder mehreren weiteren Prozessschritten, zu schützen. Die Schutzschicht kann beispielsweise einen Überzug, ein Lack oder dergleichen sein. Beispielsweise kann die Schutzschicht ein Ätzstopplack sein, beispielsweise ein Ätzstopplack wie er bei der Herstellung von Leiterplatten (PCBs) verwendet wird. Dieser Ätzstopplack kann thermisch oder mittels UV-Strahlung vernetzt bzw. gehärtet werden. Die Schutzschicht kann beispielsweise in einem Lösungsmittel löslich sein, in welchem das Dielektrikum nicht löslich ist. Beispielsweise kann die Schutzschicht im alkalischen löslich oder Base-löslich sein. Beispielsweise kann die Schutzschicht in einer alkalischen Lösung, beispielsweise einer schwach alkalischen wässrige Lösungen von Salzen (z. B. NaOH, KOH, NH40H, oder quartäre Ammoniumsalze wie N(CH3)4OH) löslich sein.
- Das strukturierte Aufbringen der Schutzschicht kann sowohl nach dem Aufbringen der zweiten elektrisch leitfähigen Schicht auf der ersten elektrisch leitfähigen Schicht und vor dem strukturierten Aufbringen des Dielektrikums auf der zweiten elektrisch leitfähigen Schicht als auch nach dem strukturierten Aufbringen des Dielektrikums auf der zweiten elektrisch leitfähigen Schicht und vor dem Aufbringen der optisch funktionellen Schicht auf der zweiten elektrisch leitfähigen Schicht erfolgen. Das strukturierte Aufbringen der Schutzschicht kann dabei derart erfolgen, dass die zweite elektrisch leitfähige Schicht in den Kontaktbereichen mit dem Material der Schutzschicht bedeckt ist und in den Bauelementbereichen nicht mit dem Material der Schutzschicht bedeckt ist. Das Schutzmaterial kann – zumindest abschnittsweise – über oder auf dem Dielektrikum angeordnet werden.
- Beispielsweise können sowohl das Dielektrikum als auch die Schutzschicht resistent gegenüber den zum Ätzen des zweiten elektrisch leitfähigen Materials verwendeten Chemikalien sein. Das Dielektrikum und die Schutzschicht können in den Bereichen der zweiten elektrisch leitfähigen Schicht, auf denen sie aufgebracht sind, als Ätzstopp für die zweite elektrisch leitfähige Schicht bzw. das zweite elektrisch leitfähige Material in den entsprechenden Bereichen dienen. Durch Ätzen des zweiten elektrisch leitfähigen Materials bleiben die Strukturen der zweiten elektrisch leitenden Schicht, welche unter dem Dielektrikum und/oder unter der Schutzschicht liegen, und der ersten elektrisch leitfähigen Schicht erhalten. Der Ätzprozess zum Entfernen der zweiten elektrischen Schicht in dem Bauelementbereich kann beispielsweise der einzige Ätzprozess sein, der zum Herstellen der optoelektronischen Baugruppe durchgeführt wird.
- Bei verschiedenen Ausführungsformen wird die optisch funktionelle Schicht nach dem Erwärmen des Dielektrikums ausgebildet.
- Bei verschiedenen Ausführungsformen ist von der ersten elektrisch leitfähigen Schicht zwischen der optisch funktionellen Schicht und dem Substrat eine erste Elektrode eines optoelektronischen Bauelements gebildet und von der Elektrodenschicht auf einer von der ersten Elektrode abgewandten Seite der optisch funktionellen Schicht ist eine zweite Elektrode des optoelektronischen Bauelements gebildet. Das optoelektronische Bauelement weist die organisch funktionelle Schicht zwischen der ersten und der zweiten Elektrode des ersten optoelektronischen Bauelements auf. Beispielsweise bildet die erste Elektrode eine Anode des optoelektronischen Bauelements und die zweite Elektrode eine Kathode des optoelektronischen Bauelements. Alternativ dazu kann die erste Elektrode eine Kathode des optoelektronischen Bauelements und die zweite Elektrode eine Anode des optoelektronischen Bauelements bilden.
- Bei verschiedenen Ausführungsformen sind das passive elektronische Bauelement und das optoelektronische Bauelement über den zweiten Kontaktbereich in Reihe geschaltet.
- Bei verschiedenen Ausführungsformen wird die Schutzschicht mittels eines Druckverfahrens aufgebracht. Dies kann dazu beitragen, die Schutzschicht strukturiert auf die zweite elektrisch leitfähige Schicht und das Substrat aufzubringen. Das Druckverfahren kann beispielsweise Tintenstrahl-Druck (Inkjet-Printing) oder Siebdruck, und/oder Rakeln umfassen.
- Das Dielektrikum kann beispielsweise säurelöslich oder Base-löslich sein. Dies kann dazu beitragen, das Dielektrikum einfach mit einer Säure bzw. einer Base zu entfernen. Beispielsweise sind das Material der Schutzschicht Base-löslich und das Dielektrikum säurelöslich. Alternativ dazu sind das Material der Schutzschicht säurelöslich und das Dielektrikum Base-löslich. Dies bewirkt, dass beim Entfernen der Schutzschicht das Dielektrikum unversehrt bleibt.
- In verschiedenen Ausführungsformen wird ein passives elektronisches Bauelement bereitgestellt. Das passive elektronische Bauelement weist beispielsweise eine erste elektrisch leitfähige Schicht auf einem Substrat und eine zweite elektrisch leitfähige Schicht auf der ersten elektrisch leitfähigen Schicht auf. Ein erster Graben ist in der ersten und zweiten elektrisch leitfähigen Schicht ausgebildet. Der erste Graben trennt einen ersten Kontaktbereich von einem zweiten Kontaktbereich ab. Ein Dielektrikum ist derart strukturiert auf der zweiten elektrisch leitfähigen Schicht in dem ersten Kontaktbereich und zumindest teilweise auf dem Substrat in dem ersten Graben aufgebracht, dass es den ersten Kontaktbereich gegenüber dem zweiten Kontaktbereich elektrisch isoliert. Eine elektrisch leitfähige Elektrodenschicht ist über dem ersten Kontaktbereich auf dem Dielektrikum und auf dem zweiten Kontaktbereich strukturiert aufgebracht. Beispielsweise kann das Dielektrikum derart strukturiert auf der zweiten elektrisch leitfähigen Schicht in dem ersten Kontaktbereich und zumindest teilweise in dem ersten Graben aufgebracht sein, dass es Kanten und/oder Seitenflächen der ersten und der zweiten elektrisch leitfähigen Schicht in dem ersten Graben verkapselt.
- Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert.
- Es zeigen
-
1 einen ersten Zustand eines Ausführungsbeispiels eines passiven elektronischen Bauelements während eines Herstellungsverfahrens zum Herstellen des passiven elektronischen Bauelements; -
2 einen zweiten Zustand des passiven elektronischen Bauelements während des Herstellungsverfahrens zum Herstellen des passiven elektronischen Bauelements; -
3 einen dritten Zustand des passiven elektronischen Bauelements während des Herstellungsverfahrens zum Herstellen des passiven elektronischen Bauelements; -
4 einen vierten Zustand des passiven elektronischen Bauelements während des Herstellungsverfahrens zum Herstellen des passiven elektronischen Bauelements; -
5 einen fünften Zustand des passiven elektronischen Bauelements während des Herstellungsverfahrens zum Herstellen des passiven elektronischen Bauelements; -
6 einen sechsten Zustand des passiven elektronischen Bauelements während des Herstellungsverfahrens zum Herstellen des passiven elektronischen Bauelements; -
7 ein Ausführungsbeispiel des passiven elektronischen Bauelements; -
8 eine Draufsicht auf das passive elektronische Bauelement gemäß7 ; -
9 eine Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel eines passiven elektronischen Bauelements; -
10 eine Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel eines passiven elektronischen Bauelements; -
11 eine Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel eines passiven elektronischen Bauelements; -
12 einen ersten Zustand eines Ausführungsbeispiels einer optoelektronischen Baugruppe während eines Herstellungsverfahrens zum Herstellen der optoelektronischen Baugruppe; -
13 einen zweiten Zustand der optoelektronischen Baugruppe gemäß12 während des Herstellungsverfahrens zum Herstellen der optoelektronischen Baugruppe; -
14 einen dritten Zustand der optoelektronischen Baugruppe gemäß13 während des Herstellungsverfahrens zum Herstellen der optoelektronischen Baugruppe; -
15 einen vierten Zustand der optoelektronischen Baugruppe gemäß14 während des Herstellungsverfahrens zum Herstellen der optoelektronischen Baugruppe; -
16 einen fünften Zustand der optoelektronischen Baugruppe gemäß15 während des Herstellungsverfahrens zum Herstellen der optoelektronischen Baugruppe; -
17 ein Ausführungsbeispiel einer Schichtstruktur eines optoelektronischen Bauelements. - In der folgenden ausführlichen Beschreibung wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, die Teil dieser Beschreibung bilden und in denen zur Veranschaulichung spezifische Ausführungsbeispiele gezeigt sind, in denen die Erfindung ausgeübt werden kann. In dieser Hinsicht wird Richtungsterminologie wie etwa „oben“, „unten“, „vorne“, „hinten“, „vorderes“, „hinteres“, usw. mit Bezug auf die Orientierung der beschriebenen Figur(en) verwendet. Da Komponenten von Ausführungsbeispielen in einer Anzahl verschiedener Orientierungen positioniert werden können, dient die Richtungsterminologie zur Veranschaulichung und ist auf keinerlei Weise einschränkend. Es versteht sich, dass andere Ausführungsbeispiele benutzt und strukturelle oder logische Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Es versteht sich, dass die Merkmale der hierin beschriebenen verschiedenen Ausführungsbeispiele miteinander kombiniert werden können, sofern nicht spezifisch anders angegeben. Die folgende ausführliche Beschreibung ist deshalb nicht in einschränkendem Sinne aufzufassen, und der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung wird durch die angefügten Ansprüche definiert.
- Im Rahmen dieser Beschreibung werden die Begriffe "verbunden", "angeschlossen" sowie "gekoppelt" verwendet zum Beschreiben sowohl einer direkten als auch einer indirekten Verbindung, eines direkten oder indirekten Anschlusses sowie einer direkten oder indirekten Kopplung. In den Figuren werden identische oder ähnliche Elemente mit identischen Bezugszeichen versehen, soweit dies zweckmäßig ist.
- Ein passives elektronisches Bauelement kann beispielsweise einen, zwei oder mehr Kondensatoren und/oder einen, zwei oder mehr elektrische Widerstände aufweisen. Beispielsweise kann das passive elektronische Bauelement eine Kombination eines, zweier oder mehrerer Kondensatoren mit einem, zweien oder mehreren elektrischen Widerständen sein. Beispielsweise können ein, zwei oder mehr Kondensatoren in Reihe mit oder parallel zu einem, zwei oder mehr elektrischen Widerständen geschaltet sein.
- Eine optoelektronische Baugruppe kann beispielsweise ein passives elektronisches Bauelement und ein, zwei oder mehr optoelektronische Bauelemente aufweisen. Ein optoelektronisches Bauelement kann beispielsweise ein elektromagnetische Strahlung absorbierendes und/oder ein elektromagnetische Strahlung emittierendes Bauelement aufweisen. Ein elektromagnetische Strahlung absorbierendes Bauelement kann beispielsweise eine Solarzelle sein. Ein elektromagnetische Strahlung emittierendes Bauelement kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen ein elektromagnetische Strahlung emittierendes Halbleiter-Bauelement sein und/oder als eine elektromagnetische Strahlung emittierende Diode, als eine organische elektromagnetische Strahlung emittierende Diode, als ein elektromagnetische Strahlung emittierender Transistor oder als ein organischer elektromagnetische Strahlung emittierender Transistor ausgebildet sein. Die elektromagnetische Strahlung kann beispielsweise Licht im sichtbaren Bereich, UV-Licht und/oder Infrarot-Licht sein. In diesem Zusammenhang kann das elektromagnetische Strahlung emittierende Bauelement beispielsweise als Licht emittierende Diode (light emitting diode, LED) als organische Licht emittierende Diode (organic light emitting diode, OLED), als Licht emittierender Transistor oder als organischer Licht emittierender Transistor ausgebildet sein. Das Licht emittierende Bauelement kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen Teil einer integrierten Schaltung sein. Weiterhin kann eine Mehrzahl von Licht emittierenden Bauelementen vorgesehen sein, beispielsweise untergebracht in einem gemeinsamen Gehäuse.
- Anhand von
1 bis7 wird ein Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zum Herstellen eines passiven elektronischen Bauelements erläutert. Dabei sind in den1 bis7 Ausführungsbeispiele von Komponenten des passiven elektronischen Bauelements in unterschiedlichen Zuständen des passiven elektronischen Bauelements während des Herstellungsverfahrens zum Herstellen des passiven elektronischen Bauelements dargestellt. -
1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Substrats10 des passiven elektronischen Bauelements. Das Substrat10 kann beispielsweise Glas, beispielsweise Fensterglas, Quarz, ein Halbleitermaterial und/oder ein anderes geeignetes Material, beispielsweise Bor-Silikat, Aluminium-Silikat und/oder ein Standard-Material aus der Display-Industrie, aufweisen oder daraus gebildet sein. Ferner kann das Substrat10 eine Kunststofffolie oder ein Laminat mit einer oder mit mehreren Kunststofffolien aufweisen oder daraus gebildet sein. Der Kunststoff kann ein oder mehrere Polyolefine (beispielsweise Polyethylen (PE) mit hoher oder niedriger Dichte oder Polypropylen (PP)) aufweisen oder daraus gebildet sein. Ferner kann der Kunststoff Polyvinylchlorid (PVC), Polystyrol (PS), Polyester und/oder Polycarbonat (PC), Polyethylenterephthalat (PET), Polyethersulfon (PES) und/oder Polyethylennaphthalat (PEN) aufweisen oder daraus gebildet sein. Das Substrat10 kann ein Metall oder eine Metallverbindung aufweisen oder daraus gebildet sein, beispielsweise Kupfer, Silber, Gold, Platin oder ähnliches. Das Metall oder eine Metallverbindung kann auch als eine Metallfolie oder eine Metallbeschichtete Folie ausgebildet sein. Das Substrat10 kann eines oder mehrere der oben genannten Materialien aufweisen. - Das Substrat
10 kann transluzent oder sogar transparent ausgebildet sein. - Unter dem Begriff „transluzent“ bzw. „transluzente Schicht“ kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen verstanden werden, dass eine Schicht für elektromagnetische Strahlung durchlässig ist, beispielsweise für die von einem elektromagnetische Strahlung emittierenden Bauelement emittierte Strahlung, beispielsweise einer oder mehrerer Wellenlängenbereiche, beispielsweise für Licht in einem Wellenlängenbereich des sichtbaren Lichts (beispielsweise zumindest in einem Teilbereich des Wellenlängenbereichs von 380 nm bis 780 nm). Beispielsweise ist unter dem Begriff „transluzente Schicht“ in verschiedenen Ausführungsbeispielen zu verstehen, dass im Wesentlichen die gesamte in eine Struktur (beispielsweise eine Schicht) eingekoppelte Strahlungsmenge auch aus der Struktur (beispielsweise Schicht) ausgekoppelt wird, wobei ein Teil des Licht hierbei gestreut werden kann.
- Unter dem Begriff „transparent“ oder „transparente Schicht“ kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen verstanden werden, dass eine Schicht für Licht durchlässig ist (beispielsweise zumindest in einem Teilbereich des Wellenlängenbereichs von 380 nm bis 780 nm), wobei in eine Struktur (beispielsweise eine Schicht) eingekoppelte elektromagnetische Strahlung im Wesentlichen ohne Streuung oder Wellenlängenkonversion auch aus der Struktur (beispielsweise Schicht) ausgekoppelt wird. Somit ist „transparent“ in verschiedenen Ausführungsbeispielen als ein Spezialfall von „transluzent“ anzusehen. Für den Fall, dass beispielsweise ein monochromes oder im Emissionsspektrum begrenztes optoelektronisches Bauelement bereitgestellt werden soll, kann es ausreichen, dass die optisch transluzente Schichtenstruktur zumindest in einem Teilbereich des Wellenlängenbereichs der gewünschten monochromen elektromagnetischen Strahlung oder für das begrenzte Emissionsspektrum transluzent ist.
-
2 zeigt das Substrat10 gemäß1 und ein Ausführungsbeispiel einer ersten elektrisch leitfähigen Schicht12 , die auf dem Substrat12 ausgebildet ist. Zwischen dem Substrat10 und der ersten elektrisch leitfähigen Schicht12 kann beispielsweise eine in2 nicht gezeigte und im Folgenden mit Bezug zu20 erläuterte Barrierenschicht ausgebildet sein. - Die erste elektrisch leitfähige Schicht
12 kann aus einem ersten elektrisch leitfähigen Material gebildet werden oder sein, wie beispielsweise aus einem Metall oder einem leitfähigen transparenten Oxid (transparent conductive oxide, TCO) oder einem Schichtenstapel mehrerer Schichten desselben Metalls oder unterschiedlicher Metalle und/oder desselben TCO oder unterschiedlicher TCOs. Transparente leitfähige Oxide können beispielsweise transparente, leitfähige Stoffe, beispielsweise Metalloxide, wie beispielsweise Zinkoxid, Zinnoxid, Cadmiumoxid, Titanoxid, Indiumoxid, oder Indium-Zinn-Oxid (ITO), beispielsweise ZnO, IN/ZnO, SnZnO oder Al-ZnO, sein. Neben binären Metallsauerstoffverbindungen, wie beispielsweise ZnO, SnO2, oder In2O3 können auch ternäre Metallsauerstoffverbindungen, wie beispielsweise AlZnO, Zn2SnO4, CdSnO3, ZnSnO3, MgIn2O4, GaInO3, Zn2In2O5 oder In4Sn3O12 oder Mischungen unterschiedlicher transparenter leitfähiger Oxide zu der Gruppe der TCOs gehören und können in verschiedenen Ausführungsbeispielen eingesetzt werden. Weiterhin entsprechen die TCOs nicht zwingend einer stöchiometrischen Zusammensetzung und können ferner p-dotiert oder n-dotiert sein. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die erste elektrisch leitfähige Schicht12 ein Metall aufweisen; beispielsweise Ag, Pt, Au, Mg, Al, Ba, In, Ag, Au, Mg, Ca, Sm oder Li, sowie Verbindungen, Kombinationen oder Legierungen dieser Stoffe. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die erste elektrisch leitfähige gebildet werden von einem Schichtenstapel einer Kombination einer Schicht eines Metalls auf einer Schicht eines TCOs, oder umgekehrt. Ein Beispiel ist eine Silberschicht, die auf einer Indium-Zinn-Oxid-Schicht (ITO) aufgebracht ist (Ag auf ITO) oder ITO-Ag-ITO Multischichten. Das erste elektrisch leitfähige Material der ersten elektrisch leitfähigen Schicht12 kann beispielsweise so gewählt werden, dass es einem im Folgenden erläuterten Ätzprozess zum Entfernen eines im Folgenden erläuterten zweiten elektrisch leitfähigen Materials widerstehen kann. - In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die erste elektrisch leitfähige Schicht
12 eines oder mehrere der folgenden Stoffe alternativ oder zusätzlich zu den oben genannten Stoffen aufweisen: Netzwerke aus metallischen Nanodrähten und -teilchen, beispielsweise aus Ag; Netzwerke aus Kohlenstoff-Nanoröhren; Graphen-Teilchen und -Schichten; Netzwerke aus halbleitfähigen Nanodrähten. Ferner kann die erste elektrisch leitfähige Schicht elektrisch leitfähige Polymere oder Übergangsmetalloxide oder elektrisch leitfähige transparente Oxide aufweisen. - In verschiedenen Ausführungsbeispielen können die erste elektrisch leitfähige Schicht
12 und/oder das Substrat10 transluzent oder transparent ausgebildet sein. In dem Fall, dass die erste elektrisch leitfähige Schicht ein Metall aufweist oder daraus gebildet ist, kann die erste elektrisch leitfähige Schicht12 beispielsweise eine Schichtdicke aufweisen von kleiner oder gleich ungefähr 25 nm, beispielsweise eine Schichtdicke von kleiner oder gleich ungefähr 20 nm, beispielsweise eine Schichtdicke von kleiner oder gleich ungefähr 18 nm. Weiterhin kann die elektrisch leitfähige Schicht12 beispielsweise Schichtdicke aufweisen von größer oder gleich ungefähr 10 nm, beispielsweise eine Schichtdicke von größer oder gleich ungefähr 15 nm. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die erste elektrisch leitfähige Schicht12 eine Schichtdicke aufweisen in einem Bereich von ungefähr 10 nm bis ungefähr 25 nm, beispielsweise eine Schichtdicke in einem Bereich von ungefähr 10 nm bis ungefähr 18 nm, beispielsweise eine Schichtdicke in einem Bereich von ungefähr 15 nm bis ungefähr 18 nm. - Weiterhin kann für den Fall, dass die erste elektrisch leitfähige Schicht
12 ein leitfähiges transparentes Oxid (TCO) aufweist oder daraus gebildet ist, die erste elektrisch leitfähige Schicht12 beispielsweise eine Schichtdicke aufweisen in einem Bereich von ungefähr 50 nm bis ungefähr 500 nm, beispielsweise eine Schichtdicke in einem Bereich von ungefähr 75 nm bis ungefähr 250 nm, beispielsweise eine Schichtdicke in einem Bereich von ungefähr 100 nm bis ungefähr 150 nm. - Ferner kann für den Fall, dass die erste elektrisch leitfähige Schicht
12 aus beispielsweise einem Netzwerk aus metallischen Nanodrähten, beispielsweise aus Ag, die mit leitfähigen Polymeren kombiniert sein können, einem Netzwerk aus Kohlenstoff-Nanoröhren, die mit leitfähigen Polymeren kombiniert sein können, oder aus Graphen-Schichten und Kompositen gebildet werden, die erste elektrisch leitfähige Schicht12 beispielsweise eine Schichtdicke aufweisen in einem Bereich von ungefähr 1 nm bis ungefähr 500 nm, beispielsweise eine Schichtdicke in einem Bereich von ungefähr 10 nm bis ungefähr 400 nm, beispielsweise eine Schichtdicke in einem Bereich von ungefähr 40 nm bis ungefähr 250 nm. - Die erste elektrisch leitfähige Schicht
12 kann zum Ausbilden von Anoden, also Löcher injizierenden Elektroden, ausgebildet sein oder von Kathoden, also Elektronen injizierende Elektroden. Die erste elektrisch leitfähige Schicht12 kann beispielsweise mittels Sputtern, beispielsweise DC-Sputtern, physikalischer Gasphasenabscheidung (PVD) oder dergleichen auf das Substrat10 aufgebracht werden. Die erste elektrisch leitfähige Schicht12 kann beispielsweise flächig, also ohne Struktur auf das Substrat10 aufgebracht werden. -
3 zeigt das Substrat10 , die erste elektrisch leitfähige Schicht12 und ein Ausführungsbeispiel einer zweiten elektrisch leitfähigen Schicht14 , die auf der ersten elektrisch leitfähigen Schicht12 ausgebildet ist. Die zweite elektrisch leitfähige Schicht14 kann beispielsweise Chrom, Aluminium, Molybdän, Kupfer oder Silber aufweisen. Beispielsweise kann die zweite elektrisch leitfähige Schicht14 Teilschichten aufweisen, die alternierend unterschiedliche Metalle aufweisen. Beispielsweise kann die zweite elektrisch leitfähige Schicht12 gebildet sein aus einem Stapel Cr-Al-Cr, Mo-Al-Mo, Cr-Cu-Cr. Beispielsweise kann die zweite elektrisch leitfähige Schicht14 eine Schichtdicke beispielsweise zwischen 600 und 900 nm, beispielsweise zwischen 700 und 800 nm aufweisen. Die Teilschichten können gegebenenfalls Dicken beispielsweise zwischen 50 und 500 nm, beispielsweise zwischen 100 und 400 nm aufweisen. Die zweite elektrisch leitfähige Schicht14 kann beispielsweise mittels Sputtern, beispielsweise DC-Sputtern, physikalischer Gasphasenabscheidung (PVD) oder dergleichen auf die erste elektrisch leitfähige Schicht12 aufgebracht werden. Die zweite elektrisch leitfähige Schicht14 kann beispielsweise flächig, also ohne Struktur auf die erste elektrisch leitfähige Schicht12 aufgebracht werden. -
4 zeigt das Substrat10 und die erste und die zweite elektrisch leitfähige Schicht12 ,14 , wobei in den beiden elektrisch leitfähigen Schichten12 ,14 ein Ausführungsbeispiel eines ersten Grabens24 ausgebildet ist. Der erste Graben24 kann beispielsweise mittels Laserablation ausgebildet werden. In dem ersten Graben24 ist das Material des Substrats10 frei gelegt. In anderen Worten entspricht eine Tiefe des ersten Grabens24 einer gemeinsamen Dicke der beiden elektrisch leitfähigen Schichten12 ,14 . Für die Laserablation kann beispielsweise ein kontinuierlich oder gepulst betriebener Laser verwendet werden, beispielsweise ein Femto-, Nano- oder Pico-Laser. Der Laser kann beispielsweise elektromagnetische Strahlung im IR-Bereich oder im UV-Bereich, beispielsweise bei 200 bis 300 nm, und/oder mit einer Leistung von 0,5 W bis 1 W emittieren. - Der erste Graben
24 trennt einen ersten Kontaktbereich16 von einem zweiten Kontaktbereich18 ab. Der erste Graben24 kann Teil einer Grabenstruktur sein, die beispielsweise den ersten und/oder zweiten Kontaktbereich16 ,18 in den Ebenen der beiden elektrisch leitfähigen Schichten12 ,14 teilweise oder vollständig begrenzen. Der erste Kontaktbereich16 kann beispielsweise zum elektrischen Kontaktieren des passiven elektronischen Bauelements dienen. -
5 zeigt das Substrat10 und die erste und die zweite elektrisch leitfähige Schicht12 ,14 , wobei ein Ausführungsbeispiel eines Dielektrikums28 auf die zweite elektrisch leitfähige Schicht14 angrenzend an den Graben24 strukturiert aufgebracht ist. Das Dielektrikum28 kann beispielsweise eine elektrisch isolierende Substanz sein, welche nachfolgend einen direkten Stromfluss zwischen der ersten oder zweiten elektrisch leitfähigen Schicht12 ,14 in dem ersten Kontaktbereich16 und der ersten oder zweiten elektrisch leitfähigen Schicht12 ,14 in dem zweiten Kontaktbereich18 , verhindern kann. Das Dielektrikum28 kann beispielsweise einen Überzug oder ein Beschichtungsmittel, beispielsweise ein Polymer und/oder einen Lack aufweisen oder daraus gebildet sein. Der Lack kann beispielsweise einen in flüssiger oder in pulverförmiger Form aufbringbaren Beschichtungsstoff aufweisen. Dass das Dielektrikum28 strukturiert aufgebracht ist, bedeutet, dass die gewünschte Struktur bereits beim Aufbringen des Dielektrikums ausgebildet wird. Die zu beschichtende Fläche wird somit nur in Teilbereichen, die von der gewünschten Struktur abhängen, beschichtet. Das Dielektrikum28 kann beispielsweise mittels eines Druckverfahrens, wie beispielsweise mittels Siebdrucks, Tintenstrahldrucks oder Flexodruckens, oder Rakelns strukturiert aufgebracht werden. - Das Dielektrikum
28 kann beispielsweise so gewählt werden, dass es durch eine nachträgliche Behandlung erweichbar ist und/oder in einen fließfähigen Zustand gebracht werden kann. Zusätzlich zu der elektrischen Isolierung kann das Dielektrikum28 in einem im Folgenden näher erläuterten Ätzprozess zum Entfernen der zweiten elektrisch leitfähigen Schicht14 aus Teilbereichen als Ätzstopp dienen. Das Dielektrikum28 kann beispielsweise säurelöslich und nicht Base-löslich sein. Beispielsweise kann das Dielektrikum28 in Chloroform und/oder einer Chlororganischen Verbindung oder einer Benzinartigen Verbindung, beispielsweise in Hexin oder Heptan, lösbar sein. Alternativ dazu kann das Dielektrikum28 Base-löslich und nicht säurelöslich sein. -
6 zeigt das Substrat10 und die erste und die zweite elektrisch leitfähige Schicht12 ,14 mit dem Dielektrikum28 , wobei die Struktur des Dielektrikums verrundet ist, so dass das Dielektrikum28 die freien Seitenflächen und/oder Kanten der ersten und der zweiten elektrisch leitfähigen Schicht12 ,14 bedeckt und so verkapselt. Die Struktur des Dielektrikums kann beispielsweise verrundet werden, indem das Dielektrikum28 so stark erwärmt wird, bis es flüssig oder zumindest zähflüssig ist und über die frei gelegten Seitenflächen bzw. Kanten der ersten und zweiten elektrisch leitfähigen Schicht12 ,14 fließt. Das Dielektrikum28 kann beispielsweise erhitzt werden, indem die gesamte Anordnung mit dem Dielektrikum28 auf den elektrisch leitfähigen Schichten12 ,14 und dem Substrat10 erhitzt wird, beispielsweise in einem Ofen, beispielsweise einem Reflow-Ofen. -
7 zeigt das Substrat10 und die erste und die zweite elektrisch leitfähige Schicht12 ,14 mit dem Dielektrikum28 , wobei auf dem Dielektrikum28 und einem Teil des zweiten Kontaktbereichs18 eine Elektrodenschicht38 strukturiert aufgebracht ist. Der erste Kontaktbereich16 zwischen dem Substrat10 und der Elektrodenschicht38 dient als erste Elektrode, beispielsweise als Anode, des passiven elektronischen Bauelements. Die Elektrodenschicht38 auf einer von dem Substrat10 abgewandten Seite des Dielektrikums28 dient als zweite Elektrode, beispielsweise als Kathode, des passiven elektronischen Bauelements. Das passive elektronische Bauelement kann einerseits über den ersten Kontaktbereich18 elektrisch kontaktiert werden und kann andererseits über den zweiten Kontaktbereich18 elektrisch kontaktiert werden. Das passive elektronische Bauelement kann beispielsweise einen Kondensator bilden. - In
7 symbolisiert das Kondensatorsymbol auf dem Substrat10 die Funktion des passiven elektronischen Bauelements als Kondensator. -
8 zeigt eine Draufsicht auf das passive elektronische Bauelement gemäß7 . Aus8 geht hervor, dass der erste und der zweite Kontaktbereich16 ,18 , das Dielektrikum28 und/oder die Elektrodenschicht38 beispielsweise rechteckförmig ausgebildet sind. Alternativ dazu können der erste und der zweite Kontaktbereich16 ,18 und/oder die Elektrodenschicht38 beispielsweise quadratisch oder kreisförmig ausgebildet sein. Die in8 nicht dargestellte Grabenstruktur, die auch den Graben24 aufweist, kann entsprechend ausgebildet sein. -
9 zeigt eine Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel eines passiven elektronischen Bauelements, das beispielsweise den im Vorhergehenden erläuterten Kondensator aufweist. Das passive elektronische Bauelement weist beispielsweise einen zweiten Graben40 und einen dritten Graben42 auf, in denen das Substrat10 frei gelegt ist. Der zweite und der dritte Graben40 ,42 können beispielsweise einen Widerstandsbereich44 abgrenzen, der eine Verjüngung aufweist. Der Widerstandsbereich44 kann einerseits beispielsweise in den ersten Kontaktbereich16 und andererseits in einen dritten Kontaktbereich46 münden. Der Widerstandsbereich44 bildet einen elektrischen Widerstand, der mit dem Kondensator in Reihe geschaltet ist. Der Widerstand ist in die Schichtstruktur des passiven elektronischen Bauelements integriert und/oder bildet einen Teil des passiven elektronischen Bauelements. -
10 zeigt eine Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel eines passiven elektronischen Bauelements, das beispielsweise den im Vorhergehenden erläuterten Kondensator aufweist. Das passive elektronische Bauelement weist beispielsweise den zweiten Graben40 und den dritten Graben42 auf, in denen das Substrat10 frei gelegt ist. Der zweite und der dritte Graben40 ,42 können beispielsweise den Widerstandsbereich44 abgrenzen, der die Verjüngung aufweist. Der Widerstandsbereich44 kann einerseits beispielsweise in den ersten Kontaktbereich16 und andererseits in den zweiten Kontaktbereich18 münden. Der Widerstandsbereich44 bildet einen elektrischen Widerstand, der parallel zu dem Kondensator geschaltet ist. Der Widerstand ist in die Schichtstruktur des passiven elektronischen Bauelements integriert und/oder bildet einen Teil des passiven elektronischen Bauelements. -
11 zeigt eine Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel eines passiven elektronischen Bauelements, das beispielsweise zwei der im Vorhergehenden erläuterten Kondensatoren und zwei der im Vorhergehenden erläuterten Widerstände aufweist. Das passive elektronische Bauelement weist beispielsweise zwei der zweiten Gräben40 und der dritten Gräben42 auf, in denen das Substrat10 frei gelegt ist. Die zweiten und die dritten Gräben40 ,42 können beispielsweise paarweise einen der Widerstandsbereiche44 abgrenzen, die die Verjüngung aufweisen. Einer der Widerstandsbereiche44 kann einerseits beispielsweise in den ersten Kontaktbereich16 und andererseits in den dritten Kontaktbereich46 münden und in Reihe mit dem entsprechenden Kondensator geschaltet sein. Der andere der Widerstandsbereiche44 kann einerseits beispielsweise in den ersten Kontaktbereich16 und andererseits in den zweiten Kontaktbereich18 münden und parallel zu dem entsprechenden Widerstandsbereich44 geschaltet sein. Die Paare von Kondensatoren und Widerständen sind zu einander parallel geschaltet. Alternativ dazu können Paare von Kondensatoren und Widerständen nacheinander in Reihe geschaltet sein. Ferner können weitere Paare oder andere Kombinationen von Widerständen und Kondensatoren angeordnet sein. - Anhand von
12 bis19 wird ein Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zum Herstellen einer optoelektronischen Baugruppe erläutert. Dabei sind in den12 bis19 Ausführungsbeispiele von Komponenten der optoelektronischen Baugruppe in unterschiedlichen Zuständen der optoelektronischen Baugruppe während des Herstellungsverfahrens zum Herstellen der optoelektronischen Baugruppe dargestellt. Die Verfahrensschritte können beispielsweise grundsätzlich die gleichen wie bei dem im Vorhergehenden erläuterten Verfahren sein. Daher wird im Folgenden ausschließlich auf das Ausbilden der im Vergleich mit dem im Vorhergehenden erläuterten Verfahren neuen Komponenten der optoelektronischen Baugruppe eingegangen. -
12 zeigt das Substrat10 und die erste und die zweite elektrisch leitfähige Schicht12 ,14 mit dem Dielektrikum28 , wobei das Dielektrikum28 derart strukturiert auf die zweite elektrisch leitfähige Schicht14 aufgebracht ist, dass es einen Bauelementbereich50 von dem zweiten Kontaktbereich28 abtrennt und zumindest teilweise um den Bauelementbereich50 herum verläuft. -
13 zeigt das Substrat10 und die erste und die zweite elektrisch leitfähige Schicht12 ,14 mit dem Dielektrikum28 , wobei auf den ersten und den zweiten Kontaktbereich16 ,18 ein Ausführungsbeispiel einer Schutzschicht52 strukturiert aufgebracht ist. Angrenzend an den ersten und den zweiten Kontaktbereich16 ,18 überlappt die Schutzschicht52 das Dielektrikum28 teilweise. Die Schutzschicht52 dient als Ätzstopp zum Schützen der zweiten elektrisch leitfähigen Schicht in den Kontaktbereichen16 ,18 bei einem nachfolgenden Ätzprozess zum Entfernen der zweiten elektrisch leitfähigen Schicht14 in dem Bauelementbereich50 . - Dass die Schutzschicht
52 strukturiert aufgebracht ist, bedeutet, dass die gewünschte Struktur bereits beim Aufbringen der Schutzschicht52 ausgebildet wird. Die zu beschichtende Fläche wird somit nur in Teilbereichen, die von der gewünschten Struktur abhängen, beschichtet. Die Schutzschicht52 kann beispielsweise mittels eines Druckverfahrens, wie beispielsweise mittels Siebdruck, Tintenstrahldruck oder Flexodruck, oder Rakeln strukturiert aufgebracht werden. Das Material der Schutzschicht52 kann beispielsweise Base-löslich und nicht säurelöslich sein, beispielsweise wenn das Dielektrikum28 säurelöslich ist. Beispielsweise kann das Material der Schutzschicht52 in Natriumhydroxid, Kalziumhydroxid oder Tetramethylammoniumhydroxid lösbar sein. Alternativ dazu kann das Material der Schutzschicht52 säurelöslich und/ nicht Base-löslich sein, beispielsweise wenn das Dielektrikum28 Base-löslich ist. Das Material der Schutzschicht52 kann beispielsweise einen Lack aufweisen oder daraus gebildet sein. -
14 zeigt das Substrat10 und die erste und die zweite elektrisch leitfähige Schicht12 ,14 mit dem Dielektrikum28 und der Schutzschicht52 , wobei die zweite elektrisch leitfähige Schicht14 in dem Bauelementbereich50 entfernt ist. Die zweite elektrisch leitfähige Schicht14 kann beispielsweise mittels eines Ätzprozesses entfernt werden. Für das Ätzen der zweiten elektrisch leitfähigen Schicht14 kann beispielsweise ein Ätzbad, wie beispielsweise eine 3%-ige Trichloressigsäure in Wasser verwendet werden. -
15 zeigt das Substrat10 und die erste und die zweite elektrisch leitfähige Schicht12 ,14 mit dem Dielektrikum28 , wobei die Schutzschicht52 entfernt ist. Die Schutzschicht52 kann beispielsweise mittels einer geeigneten Base und/oder einem basischen Lösungsmittel entfernt werden. Durch das Entfernen der Schutzschicht52 werden die Kontaktbereiche16 ,18 frei gelegt. -
16 zeigt die optoelektronische Baugruppe, die das Substrat10 und die erste und die zweite elektrisch leitfähige Schicht12 ,14 mit dem Dielektrikum28 aufweist, wobei in dem Bauelementbereich50 eine organisch funktionelle Schicht54 ausgebildet ist. Auf der organisch funktionellen Schicht54 kann beispielsweise ein Teil der Elektrodenschicht38 strukturiert aufgebracht sein. Die Elektrodenschicht38 wird beispielsweise derart strukturiert aufgebracht, dass die organisch funktionelle Schicht52 mit einem Teil der Elektrodenschicht38 bedeckt ist. Die erste elektrisch leitfähige Schicht12 zwischen dem Substrat10 und der organisch funktionellen Schicht54 kann beispielsweise als erste Elektrode, beispielsweise als Anode, des optoelektronischen Bauelements dienen. Die Elektrodenschicht38 auf der organisch funktionellen Schicht54 kann beispielsweis als zweite Elektrode, beispielsweise als Kathode, des optoelektronischen Bauelements dienen. Die zweite Elektrode des Kondensators und die erste Elektrode des optoelektronischen Bauelements können beispielsweise direkt körperlich miteinander kontaktiert sein. Die optoelektronische Baugruppe kann beispielsweise einerseits über die zweite Elektrode des optoelektronischen Bauelements und andererseits über die erste Elektrode des Kondensators elektrisch kontaktiert werden, wobei dann der Kondensator und das optoelektronische Bauelement in Reihe geschaltet sind. - In
17 symbolisieren das Kondensatorsymbol und das Diodensymbol auf dem Substrat10 die Reihenschaltung des passiven elektronischen Bauelements und des optoelektronischen Bauelements. - Die organisch funktionelle Schicht
54 kann beispielsweise den optisch aktiven Bereich des optoelektronischen Bauelements, beispielsweise einer LED oder OLED, darstellen. Die organisch funktionelle Schicht54 kann beispielsweise in einem, zwei oder mehreren Prozessschritten ausgebildet werden. Beispielsweise kann die organisch funktionelle Schicht54 im Vakuum aufgedampft werden. Im Falle einer OLED als optoelektronisches Bauelement kann die organisch funktionelle Schicht54 beispielsweise eine, zwei oder mehrere halbleitende, lichtemittierende organische Schichten aufweisen. Ein Ausführungsbeispiel einer OLED und die detaillierte Ausgestaltung der Schichtenstruktur der OLED sind im Folgenden mit Bezug zu17 näher erläutert. -
17 zeigt eine schematische Querschnittsansicht einer Schichtenstruktur eines Ausführungsbeispiels eines optoelektronischen Bauelementes, gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen. Das im Vorhergehenden erläuterte optoelektronische Bauelement der optoelektronischen Baugruppe kann beispielsweise gemäß der im Folgenden erläuterten Schichtenstruktur ausgebildet sein. - Das optoelektronische Bauelement kann beispielsweise ein elektromagnetische Strahlung emittierendes Bauelement, beispielsweise ein lichtemittierendes Bauelement
100 , beispielsweise in Form einer organischen Leuchtdiode, sein. Das optoelektronische Bauelement kann einen Träger102 aufweisen. Der Träger102 kann beispielsweise einen Teilabschnitt des Substrats10 repräsentieren und kann als ein Trägerelement für elektronische Elemente oder Schichten, beispielsweise lichtemittierende Elemente, dienen. - In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die organische Leuchtdiode (oder das elektromagnetische Strahlung emittierende Bauelement
100 gemäß den im Vorhergehenden oder im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen) als ein so genannter Top- und Bottom-Emitter eingerichtet sein. Ein Top- und/oder Bottom-Emitter kann auch als optisch transparentes Bauelement, beispielsweise eine transparente organische Leuchtdiode, bezeichnet werden. - Auf oder über dem Träger
102 kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen optional eine Barriereschicht104 angeordnet sein. Die Barrierenschicht104 kann beispielsweise auch als Teilschicht des Trägers102 angesehen werden. Die Barriereschicht104 kann eines oder mehrere der folgenden Stoffe aufweisen oder daraus bestehen: Aluminiumoxid, Zinkoxid, Zirkoniumoxid, Titanoxid, Hafniumoxid, Tantaloxid Lanthaniumoxid, Siliziumoxid, Siliziumnitrid, Siliziumoxinitrid, Indiumzinnoxid, Indiumzinkoxid, Aluminium-dotiertes Zinkoxid, sowie Mischungen und Legierungen derselben. Ferner kann die Barriereschicht104 in verschiedenen Ausführungsbeispielen eine Schichtdicke aufweisen in einem Bereich von ungefähr 0,1 nm (eine Atomlage) bis ungefähr 5000 nm, beispielsweise eine Schichtdicke in einem Bereich von ungefähr 10 nm bis ungefähr 200 nm, beispielsweise eine Schichtdicke von ungefähr 40 nm. - Auf oder über der Barriereschicht
104 kann ein elektrisch aktiver Bereich106 des lichtemittierenden Bauelements100 angeordnet sein. Der elektrisch aktive Bereich106 kann als der Bereich des lichtemittierenden Bauelements100 verstanden werden, in dem ein elektrischer Strom zum Betrieb des lichtemittierenden Bauelements100 fließt. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann der elektrisch aktive Bereich106 eine erste Elektrode110 des optoelektronischen Bauelements, eine zweite Elektrode114 des optoelektronischen Bauelements und eine organische funktionelle Schichtenstruktur112 des optoelektronischen Bauelements aufweisen, wie sie im Folgenden noch näher erläutert werden. - So kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen auf oder über der Barriereschicht
104 (oder, wenn die Barriereschicht104 nicht vorhanden ist, auf oder über dem Träger102 ) die erste Elektrode110 des optoelektronischen Bauelements aufgebracht sein. - Weiterhin kann der elektrisch aktive Bereich
106 des lichtemittierenden Bauelements100 eine organische funktionelle Schichtenstruktur112 aufweisen, die auf oder über der ersten Elektrode110 des optoelektronischen Bauelements aufgebracht ist oder ausgebildet wird. Beispielsweise kann die organisch funktionelle Schichtenstruktur112 des optoelektronischen Bauelements die organisch funktionelle Schicht54 repräsentieren. - Die organisch funktionelle Schichtenstruktur
112 kann eine oder mehrere Emitterschichten118 aufweisen, beispielsweise mit fluoreszierenden und/oder phosphoreszierenden Emittern, sowie eine oder mehrere Lochleitungsschichten116 (auch bezeichnet als Lochtransportschicht(en)120 ). In verschiedenen Ausführungsbeispielen können alternativ oder zusätzlich eine oder mehrere Elektronenleitungsschichten116 (auch bezeichnet als Elektronentransportschicht(en)116 ) vorgesehen sein. - Beispiele für Emittermaterialien, die in dem lichtemittierenden Bauelement
100 gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen für die Emitterschicht(en)118 eingesetzt werden können, schließen organische oder organometallische Verbindungen, wie Derivate von Polyfluoren, Polythiophen und Polyphenylen (z.B. 2- oder 2,5-substituiertes Poly-p-phenylenvinylen) sowie Metallkomplexe, beispielsweise Iridium-Komplexe wie blau phosphoreszierendes FIrPic(Bis(3,5-difluoro-2-(2-pyridyl)phenyl-(2-carboxypyridyl)-iridium III), grün phosphoreszierendes Ir(ppy)3(Tris(2-phenylpyridin)iridium III), rot phosphoreszierendes Ru(dtb-bpy)3*2(PF6)(Tris[4,4’-di-tert-butyl-(2,2’)-bipyridin]ruthenium(III)komplex) sowie blau fluoreszierendes DPAVBi(4,4-Bis[4-(di-p-tolylamino)styryl]biphenyl), grün fluoreszierendes TTPA(9,10-Bis[N,N-di-(p-tolyl)-amino]anthracen) und rot fluoreszierendes DCM2(4-Dicyanomethylen)-2-methyl-6-julolidyl-9-enyl-4H-pyran) als nichtpolymere Emitter ein. Solche nichtpolymeren Emitter sind beispielsweise mittels thermischen Verdampfens abscheidbar. Ferner können Polymeremitter eingesetzt werden, welche insbesondere mittels eines nasschemischen Verfahrens, wie beispielsweise einem Aufschleuderverfahren (auch bezeichnet als Spin Coating), abscheidbar sind. - Die Emittermaterialien können in geeigneter Weise in einem Matrixmaterial eingebettet sein.
- Es ist darauf hinzuweisen, dass andere geeignete Emittermaterialien in anderen Ausführungsbeispielen ebenfalls vorgesehen sind.
- Die Emittermaterialien der Emitterschicht(en)
118 des lichtemittierenden Bauelements100 können beispielsweise so ausgewählt sein, dass das lichtemittierende Bauelement100 Weißlicht emittiert. Die Emitterschicht(en)118 kann/können mehrere verschiedenfarbig (zum Beispiel blau und gelb oder blau, grün und rot) emittierende Emittermaterialien aufweisen, alternativ kann/können die Emitterschicht(en)118 auch aus mehreren Teilschichten aufgebaut sein, wie einer blau fluoreszierenden Emitterschicht118 oder blau phosphoreszierenden Emitterschicht118 , einer grün phosphoreszierenden Emitterschicht118 und einer rot phosphoreszierenden Emitterschicht118 . Durch die Mischung der verschiedenen Farben kann die Emission von Licht mit einem weißen Farbeindruck resultieren. Alternativ kann auch vorgesehen sein, im Strahlengang der durch diese Schichten erzeugten Primäremission ein Konvertermaterial anzuordnen, das die Primärstrahlung zumindest teilweise absorbiert und eine Sekundärstrahlung anderer Wellenlänge emittiert, so dass sich aus einer (noch nicht weißen) Primärstrahlung durch die Kombination von primärer Strahlung und sekundärer Strahlung ein weißer Farbeindruck ergibt. - Die organische funktionelle Schichtenstruktur
112 kann allgemein eine oder mehrere elektrolumineszente Schichten aufweisen. Die eine oder mehreren elektrolumineszenten Schichten kann oder können organische Polymere, organische Oligomere, organische Monomere, organische kleine, nicht-polymere Moleküle („small molecules“) oder eine Kombination dieser Stoffe aufweisen. Beispielsweise kann die organische funktionelle Schichtenstruktur112 eine oder mehrere elektrolumineszente Schichten aufweisen, die als Lochtransportschicht120 ausgeführt ist oder sind, so dass beispielsweise in dem Fall einer OLED eine effektive Löcherinjektion in eine elektrolumineszierende Schicht oder einen elektrolumineszierenden Bereich ermöglicht wird. Alternativ kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen die organisch funktionelle Schichtenstruktur112 eine oder mehrere funktionelle Schichten aufweisen, die als Elektronentransportschicht116 ausgeführt ist oder sind, so dass beispielsweise in einer OLED eine effektive Elektroneninjektion in eine elektrolumineszierende Schicht oder einen elektrolumineszierenden Bereich ermöglicht wird. Als Stoff für die Lochtransportschicht120 können beispielsweise tertiäre Amine, Carbazoderivate, leitfähiges Polyanilin oder Polythylendioxythiophen verwendet werden. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann oder können die eine oder die mehreren elektrolumineszenten Schichten als elektrolumineszierende Schicht ausgeführt sein. - In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die Lochtransportschicht
120 auf oder über der ersten Elektrode110 des optoelektronischen Bauelements aufgebracht, beispielsweise abgeschieden, sein, und die Emitterschicht118 kann auf oder über der Lochtransportschicht120 aufgebracht sein, beispielsweise abgeschieden sein. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die Elektronentransportschicht116 auf oder über der Emitterschicht118 aufgebracht, beispielsweise abgeschieden, sein. - In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die organische funktionelle Schichtenstruktur
112 (also beispielsweise die Summe der Dicken von Lochtransportschicht(en)120 und Emitterschicht(en)118 und Elektronentransportschicht(en)116 ) eine Schichtdicke aufweisen von maximal ungefähr 1,5 µm, beispielsweise eine Schichtdicke von maximal ungefähr 1,2 µm, beispielsweise eine Schichtdicke von maximal ungefähr 1 µm, beispielsweise eine Schichtdicke von maximal ungefähr 800 nm, beispielsweise eine Schichtdicke von maximal ungefähr 500 nm, beispielsweise eine Schichtdicke von maximal ungefähr 400 nm, beispielsweise eine Schichtdicke von maximal ungefähr 300 nm. - In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die organische funktionelle Schichtenstruktur
112 beispielsweise einen Stapel von mehreren direkt übereinander angeordneten organischen Leuchtdioden (OLEDs) aufweisen, wobei jede OLED beispielsweise eine Schichtdicke aufweisen kann von maximal ungefähr 1,5 µm, beispielsweise eine Schichtdicke von maximal ungefähr 1,2 µm, beispielsweise eine Schichtdicke von maximal ungefähr 1 µm, beispielsweise eine Schichtdicke von maximal ungefähr 800 nm, beispielsweise eine Schichtdicke von maximal ungefähr 500 nm, beispielsweise eine Schichtdicke von maximal ungefähr 400 nm, beispielsweise eine Schichtdicke von maximal ungefähr 300 nm. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die organische funktionelle Schichtenstruktur112 beispielsweise einen Stapel von zwei, drei oder vier direkt übereinander angeordneten OLEDs aufweisen, in welchem Fall beispielsweise organische funktionelle Schichtenstruktur112 eine Schichtdicke aufweisen kann von maximal ungefähr 3 µm. - Das lichtemittierende Bauelement
100 kann optional allgemein weitere organische Funktionsschichten, beispielsweise angeordnet auf oder über der einen oder mehreren Emitterschichten118 oder auf oder über der oder den Elektronentransportschicht(en)116 aufweisen, die dazu dienen, die Funktionalität und damit die Effizienz des lichtemittierenden Bauelements100 weiter zu verbessern. - Auf oder über der organischen funktionellen Schichtenstruktur
112 oder gegebenenfalls auf oder über der einen oder den mehreren weiteren organischen funktionellen Schichtenstrukturen kann die zweite Elektrode114 des optoelektronischen Bauelements aufgebracht sein. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die zweite Elektrode114 des optoelektronischen Bauelements die gleichen Stoffe aufweisen oder daraus gebildet sein wie die erste Elektrode110 , wobei in verschiedenen Ausführungsbeispielen Metalle besonders geeignet sind. In verschiedenen Ausführungsbeispielen sind die erste Elektrode110 des optoelektronischen Bauelements und/oder die zweite Elektrode114 des optoelektronischen Bauelements transluzent oder transparent ausgebildet. Somit kann das in1 dargestellte lichtemittierende Bauelement100 als Top- und/oder Bottom-Emitter (anders ausgedrückt als transparentes lichtemittierendes Bauelement100 ) ausgebildet sein. Die zweite Elektrode114 des optoelektronischen Bauelements kann als Anode, also als Löcher injizierende Elektrode, ausgebildet sein oder als Kathode, also als eine Elektronen injizierende Elektrode. - Auf oder über der zweiten Elektrode
114 des optoelektronischen Bauelements und damit auf oder über dem elektrisch aktiven Bereich106 kann optional noch eine Verkapselung108 , beispielsweise in Form einer Barrierendünnschicht/Dünnschichtverkapselung108 gebildet werden oder sein. Unter einer „Barrierendünnschicht“108 bzw. einem „Isolatorbereich-Dünnfilm“108 kann im Rahmen dieser Anmeldung beispielsweise eine Schicht oder eine Schichtenstruktur verstanden werden, die dazu geeignet ist, eine Isolatorbereich gegenüber chemischen Verunreinigungen bzw. atmosphärischen Stoffen, insbesondere gegenüber Wasser (Feuchtigkeit) und Sauerstoff, zu bilden. Mit anderen Worten ist die Barrierendünnschicht108 derart ausgebildet, dass sie von OLED-schädigenden Stoffen wie Wasser, Sauerstoff oder Lösemittel nicht oder höchstens zu sehr geringen Anteilen durchdrungen werden kann. - Gemäß einer Ausgestaltung kann die Barrierendünnschicht
108 als eine einzelne Schicht (anders ausgedrückt, als Einzelschicht) ausgebildet sein. Gemäß einer alternativen Ausgestaltung kann die Barrierendünnschicht108 eine Mehrzahl von aufeinander ausgebildeten Teilschichten aufweisen. Mit anderen Worten kann gemäß einer Ausgestaltung die Barrierendünnschicht108 als Schichtstapel (Stack) ausgebildet sein. Die Barrierendünnschicht108 oder eine oder mehrere Teilschichten der Barrierendünnschicht108 können beispielsweise mittels eines geeigneten Abscheideverfahrens gebildet werden, z.B. mittels eines Atomlagenabscheideverfahrens (Atomic Layer Deposition (ALD)) gemäß einer Ausgestaltung, z.B. eines plasmaunterstützten Atomlagenabscheideverfahrens (Plasma Enhanced Atomic Layer Deposition (PEALD)) oder eines plasmalosen Atomlageabscheideverfahrens (Plasma-less Atomic Layer Deposition (PLALD)), oder mittels eines chemischen Gasphasenabscheideverfahrens (Chemical Vapor Deposition (CVD)) gemäß einer anderen Ausgestaltung, z.B. eines plasmaunterstützten Gasphasenabscheideverfahrens (Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition (PECVD)) oder eines plasmalosen Gasphasenabscheideverfahrens (Plasma-less Chemical Vapor Deposition (PLCVD)), oder alternativ mittels anderer geeigneter Abscheideverfahren. - Durch Verwendung eines Atomlagenabscheideverfahrens (ALD) können sehr dünne Schichten abgeschieden werden. Insbesondere können Schichten abgeschieden werden, deren Schichtdicken im Atomlagenbereich liegen. Gemäß einer Ausgestaltung können bei einer Barrierendünnschicht
108 , die mehrere Teilschichten aufweist, alle Teilschichten mittels eines Atomlagenabscheideverfahrens gebildet werden. Eine Schichtenfolge, die nur ALD-Schichten aufweist, kann auch als „Nanolaminat“ bezeichnet werden. Gemäß einer alternativen Ausgestaltung können bei einer Barrierendünnschicht108 , die mehrere Teilschichten aufweist, eine oder mehrere Teilschichten der Barrierendünnschicht108 mittels eines anderen Abscheideverfahrens als einem Atomlagenabscheideverfahren abgeschieden werden, beispielsweise mittels eines Gasphasenabscheideverfahrens. Die Barrierendünnschicht108 kann gemäß einer Ausgestaltung eine Schichtdicke von ungefähr 0.1 nm (eine Atomlage) bis ungefähr 1000 nm aufweisen, beispielsweise eine Schichtdicke von ungefähr 10 nm bis ungefähr 100 nm gemäß einer Ausgestaltung, beispielsweise ungefähr 40 nm gemäß einer Ausgestaltung. - Gemäß einer Ausgestaltung, bei der die Barrierendünnschicht
108 mehrere Teilschichten aufweist, können alle Teilschichten dieselbe Schichtdicke aufweisen. Gemäß einer anderen Ausgestaltung können die einzelnen Teilschichten der Barrierendünnschicht108 unterschiedliche Schichtdicken aufweisen. Mit anderen Worten kann mindestens eine der Teilschichten eine andere Schichtdicke aufweisen als eine oder mehrere andere der Teilschichten. Die Barrierendünnschicht108 oder die einzelnen Teilschichten der Barrierendünnschicht108 können gemäß einer Ausgestaltung als transluzente oder transparente Schicht ausgebildet sein. Mit anderen Worten kann die Barrierendünnschicht108 (oder die einzelnen Teilschichten der Barrierendünnschicht108 ) aus einem transluzenten oder transparenten Stoff (oder einem Stoffgemisch, die transluzent oder transparent ist) bestehen. - Gemäß einer Ausgestaltung kann die Barrierendünnschicht
108 oder (im Falle eines Schichtenstapels mit einer Mehrzahl von Teilschichten) eine oder mehrere der Teilschichten der Barrierendünnschicht108 einen der nachfolgenden Stoffe aufweisen oder daraus gebildet sein: Aluminiumoxid, Zinkoxid, Zirkoniumoxid, Titanoxid, Hafniumoxid, Tantaloxid Lanthaniumoxid, Siliziumoxid, Siliziumnitrid, Siliziumoxinitrid, Indiumzinnoxid, Indiumzinkoxid, Aluminium-dotiertes Zinkoxid, sowie Mischungen und Legierungen derselben. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die Barrierendünnschicht108 oder (im Falle eines Schichtenstapels mit einer Mehrzahl von Teilschichten) eine oder mehrere der Teilschichten der Barrierendünnschicht108 ein oder mehrere hochbrechende Stoffe aufweisen, anders ausgedrückt ein oder mehrere Stoffe mit einem hohen Brechungsindex, beispielsweise mit einem Brechungsindex von mindestens 2. - In einer Ausgestaltung kann die Abdeckung
126 , beispielsweise aus Glas, beispielsweise mittels einer Fritten-Verbindung (engl. glass frit bonding/glass soldering/seal glass bonding) mittels eines herkömmlichen Glaslotes in den geometrischen Randbereichen des organischen optoelektronischen Bauelementes100 mit der Barrieredünnschicht108 aufgebracht werden. Die Abdeckung126 kann sich beispielsweise über alle optoelektronischen Bauelemente der optoelektronischen Baugruppe erstrecken. - In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann auf oder über der Barrierendünnschicht
108 ein Klebstoff und/oder ein Schutzlack124 vorgesehen sein, mittels dessen beispielsweise eine Abdeckung126 (beispielsweise eine Glasabdeckung126 ) auf der Barrierendünnschicht108 befestigt, beispielsweise aufgeklebt ist. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die optisch transluzente Schicht aus Klebstoff und/oder Schutzlack124 eine Schichtdicke von größer als 1 µm aufweisen, beispielsweise eine Schichtdicke von mehreren µm. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann der Klebstoff einen Laminations-Klebstoff aufweisen oder ein solcher sein. - In die Schicht des Klebstoffs (auch bezeichnet als Kleberschicht) können in verschiedenen Ausführungsbeispielen noch lichtstreuende Partikel eingebettet sein, die zu einer weiteren Verbesserung des Farbwinkelverzugs und der Auskoppeleffizienz führen können. In verschiedenen Ausführungsbeispielen können als lichtstreuende Partikel beispielsweise dielektrische Streupartikel vorgesehen sein wie beispielsweise Metalloxide wie z.B. Siliziumoxid (SiO2), Zinkoxid (ZnO), Zirkoniumoxid (ZrO2), Indium-Zinn-Oxid (ITO) oder Indium-Zink-Oxid (IZO), Galliumoxid (Ga2Oa) Aluminiumoxid, oder Titanoxid. Auch andere Partikel können geeignet sein, sofern sie einen Brechungsindex haben, der von dem effektiven Brechungsindex der Matrix der transluzenten Schichtenstruktur verschieden ist, beispielsweise Luftblasen, Acrylat, oder Glashohlkugeln. Ferner können beispielsweise metallische Nanopartikel, Metalle wie Gold, Silber, Eisen-Nanopartikel, oder dergleichen als lichtstreuende Partikel vorgesehen sein.
- In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann zwischen der zweiten Elektrode
114 des optoelektronischen Bauelements und der Schicht aus Klebstoff und/oder Schutzlack124 noch eine elektrisch isolierende Schicht (nicht dargestellt) aufgebracht werden oder sein, beispielsweise SiN, beispielsweise mit einer Schichtdicke in einem Bereich von ungefähr 300 nm bis ungefähr 1,5 µm, beispielsweise mit einer Schichtdicke in einem Bereich von ungefähr 500 nm bis ungefähr 1 µm, um elektrisch instabile Stoffe zu schützen, beispielsweise während eines nasschemischen Prozesses. - In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann der Klebstoff derart eingerichtet sein, dass er selbst einen Brechungsindex aufweist, der kleiner ist als der Brechungsindex der Abdeckung
126 . Ein solcher Klebstoff kann beispielsweise ein niedrigbrechender Klebstoff sein wie beispielsweise ein Acrylat, der einen Brechungsindex von ungefähr 1,3 aufweist. Weiterhin können mehrere unterschiedliche Kleber vorgesehen sein, die eine Kleberschichtenfolge bilden. Ferner ist darauf hinzuweisen, dass in verschiedenen Ausführungsbeispielen auch ganz auf einen Klebstoff124 verzichtet werden kann, beispielsweise in Ausgestaltungen, in denen die Abdeckung126 , beispielsweise aus Glas, mittels beispielsweise Plasmaspritzens auf die Barrierendünnschicht108 aufgebracht werden. In verschiedenen Ausführungsbeispielen können/kann die Abdeckung126 und/oder der Klebstoff124 einen Brechungsindex (beispielsweise bei einer Wellenlänge von 633 nm) von 1,55 aufweisen. - Ferner können in verschiedenen Ausführungsbeispielen zusätzlich eine oder mehrere Entspiegelungsschichten (beispielsweise kombiniert mit der Verkapselung
108 , beispielsweise der Barrierendünnschicht108 ) in dem lichtemittierenden Bauelement100 vorgesehen sein. - Die Erfindung ist nicht auf die angegebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Beispielsweise können mehr als ein, beispielsweise zwei, drei oder mehr passive elektronische Bauelemente und/oder optoelektronische Bauelemente, beispielsweise in Reihe oder parallel geschaltet, hergestellt werden, insbesondere ohne einen photolithographischen Prozess durchzuführen und/oder mit lediglich einem Ätzprozess. Ferner können ein, zwei oder mehr passive elektronische Bauelemente mit dem bzw. den optoelektronischen Bauelementen kombiniert werden, beispielswiese elektrisch in Reihe nach einander und/oder parallel zu einander.
Claims (16)
- Verfahren zum Herstellen eines passiven elektronischen Bauelements, bei dem – eine erste elektrisch leitfähige Schicht (
12 ) auf einem Substrat (10 ) ausgebildet wird, – eine zweite elektrisch leitfähige Schicht (14 ), auf der ersten elektrisch leitfähigen Schicht (12 ) ausgebildet wird, – in der ersten und zweiten elektrisch leitfähigen Schicht (12 ,14 ) ein erster Graben (24 ) so ausgebildet wird, dass das Substrat (10 ) in dem ersten Graben (24 ) frei gelegt ist, wobei der erste Graben (24 ) einen ersten Kontaktbereich (16 ) von einem zweiten Kontaktbereich (18 ) abtrennt, – ein Dielektrikum (28 ) derart strukturiert auf die zweite elektrisch leitfähige Schicht (14 ) in dem ersten Kontaktbereich (16 ) und zumindest teilweise auf das Substrat (10 ) in dem ersten Graben (24 ) aufgebracht wird, dass das Dielektrikum (28 ) den ersten Kontaktbereich (16 ) gegenüber dem zweiten Kontaktbereich (18 ) elektrisch isoliert, – eine elektrisch leitfähige Elektrodenschicht (38 ) strukturiert über dem ersten Kontaktbereich (16 ) auf das Dielektrikum (28 ) und auf den zweiten Kontaktbereich (18 ) aufgebracht wird. - Verfahren nach Anspruch 1, bei dem von dem ersten Kontaktbereich (
16 ) zwischen dem Dielektrikum (28 ) und dem Substrat (10 ) eine erste Elektrode (20 ) eines Kondensators und von der Elektrodenschicht (38 ) auf einer von dem ersten Kontaktbereich (16 ) abgewandten Seite des Dielektrikums (28 ) eine zweite Elektrode eines Kondensators gebildet ist. - Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem vor dem Aufbringen des Dielektrikums (
28 ) ein zweiter Graben (40 ) und mindestens ein dritter Graben (42 ) ausgebildet werden, die einen Widerstandsbereich (44 ) begrenzen, der einen Teil der ersten und der zweiten elektrisch leitfähigen Schicht (12 ,14 ) aufweist und der in Richtung parallel zu den elektrisch leitfähigen Schichten (12 ,14 ) eine Verjüngung aufweist und der auf einer ersten Seite der Verjüngung in den ersten Kontaktbereich (16 ) mündet. - Verfahren nach Anspruch 3, bei dem der Widerstandsbereich (
44 ) so ausgebildet wird, dass er auf einer zweiten Seite der Verjüngung in den zweiten Kontaktbereich (18 ) mündet und so einen Widerstand bildet, der elektrisch parallel zu dem Kondensator geschaltet ist. - Verfahren nach Anspruch 3, bei dem der Widerstandsbereich (
44 ) so ausgebildet wird, dass er auf einer zweiten Seite der Verjüngung einen dritten Kontaktbereich (46 ) bildet und so einen Widerstand bildet, der mit dem Kondensator elektrisch in Reihe geschaltet ist. - Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem zwei, drei oder mehr Kondensatoren und/oder Widerstände gemäß den vorstehenden Ansprüchen elektrisch parallel zueinander und/oder elektrisch in Reihe nacheinander ausgebildet werden.
- Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem mindestens einer der Gräben (
24 ,40 ,42 ) mittels Laserablation ausgebildet wird. - Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem das Dielektrikum (
28 ) mittels eines Druckverfahrens aufgebracht wird. - Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem das Dielektrikum (
28 ) zunächst derart strukturiert auf die zweite elektrisch leitfähige Schicht (14 ) aufgebracht wird, dass es an den ersten Graben (24 ) grenzt und bei dem dann das Dielektrikum (28 ) derart erwärmt wird, dass es sich verformt und Kanten und/oder Seitenflächen der ersten und der zweiten elektrisch leitfähigen Schicht (12 ,14 ) in dem ersten Graben (24 ) verkapselt. - Verfahren zum Herstellen einer optoelektronischen Baugruppe, bei dem – ein passives elektronisches Bauelement nach einem der vorstehenden Ansprüche ausgebildet wird, – das Dielektrikum (
28 ) derart strukturiert auf die zweite Schicht (14 ) aufgebracht wird, dass durch das Dielektrikum (28 ) ein Bauelementbereich (50 ) zum Ausbilden eines optoelektronischen Bauelements gegenüber dem zweiten Kontaktbereich (18 ) abgegrenzt ist, – eine optisch funktionelle Schicht (54 ) in dem Bauelementbereich (50 ) ausgebildet wird, – die Elektrodenschicht (38 ) derart strukturiert aufgebracht wird, dass ein Teil der Elektrodenschicht (38 ) die optisch funktionelle Schicht (54 ) bedeckt. - Verfahren nach Anspruch 10, bei dem vor dem Aufbringen der optisch funktionellen Schicht die zweite elektrisch leitfähige Schicht (
14 ) in dem Bauelementbereich (50 ) entfernt wird und die optisch funktionelle Schicht (54 ) auf die erste elektrisch leitfähige Schicht (12 ) in dem Bauelementbereich (50 ) aufgebracht wird. - Verfahren nach Anspruch 11, bei dem – nach dem strukturierten Aufbringen des Dielektrikums (
28 ) und vor dem Entfernen der zweiten elektrisch leitfähigen Schicht (14 ) in dem Bauelementbereich (50 ) eine Schutzschicht (52 ) derart strukturiert auf den ersten Kontaktbereich (16 ) und den zweiten Kontaktbereich (18 ) und/oder auf den Widerstandsbereich (44 ) aufgebracht wird, dass die Kontaktbereiche (16 ,18 ) und/oder der Widerstandsbereich (44 ) mit dem Material der Schutzschicht (52 ) bedeckt sind, – die Schutzschicht (52 ) beim Entfernen der zweiten elektrisch leitfähigen Schicht (14 ) die Kontaktbereiche (16 ,18 ) und/oder den Widerstandsbereich (44 ) schützt, so dass die zweite elektrisch leitfähige Schicht (14 ) in den Kontaktbereichen (16 ,18 ) und/oder dem Widerstandsbereich (44 ) erhalten bleibt, und – nach dem Entfernen der zweiten elektrisch leitfähigen Schicht (14 ) in dem Bauelementbereich (50 ) die Schutzschicht (40 ) entfernt wird. - Verfahren nach einem der Ansprüche 11 oder 12, bei dem von der ersten elektrisch leitfähigen Schicht (
12 ) zwischen der optisch funktionellen Schicht (50 ) und dem Substrat (10 ) eine erste Elektrode eines optoelektronischen Bauelements gebildet ist und von der Elektrodenschicht (38 ) auf einer von der ersten Elektrode abgewandten Seite der optisch funktionellen Schicht (50 ) eine zweite Elektrode (38 ) des optoelektronischen Bauelements gebildet ist, wobei das optoelektronische Bauelement die organisch funktionelle Schicht (50 ) zwischen der ersten und der zweiten Elektrode des ersten optoelektronischen Bauelements aufweist. - Verfahren nach Anspruch 13, bei dem das passive elektronische Bauelement und das optoelektronische Bauelement über den zweiten Kontaktbereich (
18 ) in Reihe geschaltet sind. - Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, bei dem die Schutzschicht (
52 ) mittels eines Druckverfahrens aufgebracht wird. - Passives elektronisches Bauelement, aufweisend: – eine erste elektrisch leitfähige Schicht (
12 ) auf einem Substrat (10 ), – eine zweite elektrisch leitfähige Schicht (14 ) auf der ersten elektrisch leitfähigen Schicht (12 ), – einen ersten Graben (24 ) in der ersten und zweiten elektrisch leitfähigen Schicht (12 ,14 ), wobei der erste Graben (24 ) einen ersten Kontaktbereich (16 ) von einem zweiten Kontaktbereich (18 ) abtrennt, – ein Dielektrikum (28 ), das derart strukturiert auf der zweiten elektrisch leitfähigen Schicht (14 ) in dem ersten Kontaktbereich (16 ) und zumindest teilweise auf dem Substrat (10 ) in dem ersten Graben (24 ) so aufgebracht ist, dass es den ersten Kontaktbereich (16 ) gegenüber dem zweiten Kontaktbereich (18 ) elektrisch isoliert, – eine elektrisch leitfähige Elektrodenschicht (38 ), die über dem ersten Kontaktbereich (16 ) auf dem Dielektrikum (28 ) und zumindest teilweise auf dem zweiten Kontaktbereich (18 ) strukturiert aufgebracht ist.
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