DE102012109228A1

DE102012109228A1 - Verfahren zum Ermitteln der Permeabilität einer dielektrischen Schicht eines optoelektronischen Bauelementes; Vorrichtung zum Ermitteln der Permeabilität einer dielektrischen Schicht eines optoelektronischen Bauelementes; optoelektronisches Bauelement und Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelementes

Info

Publication number: DE102012109228A1
Application number: DE102012109228.1A
Authority: DE
Inventors: Tilmann Schlenker; Andrew Ingle; Marc Philippens
Original assignee: Osram Opto Semiconductors GmbH
Current assignee: Osram Oled GmbH
Priority date: 2012-09-28
Filing date: 2012-09-28
Publication date: 2014-04-03
Also published as: WO2014049046A1

Abstract

In verschiedenen Ausführungsbeispielen wird ein Verfahren (300) zum Ermitteln der Permeabilität einer dielektrischen Schicht (108) eines optoelektronischen Bauelementes, das Verfahren (300) aufweisend: Messen einer elektrischen Stromstärke durch eine dielektrische Schicht (108); und Ermitteln der Permeabilität der dielektrischen Schicht (108) aus der gemessenen Stromstärke, wobei die gemessene elektrische Stromstärke eine Funktion der Permeabilität der dielektrischen Schicht (108) bezüglich wenigstens Wasser und/oder Sauerstoff ist.

Description

Verschiedene Ausführungsformen betreffen ein Verfahren zum Ermitteln der Permeabilität einer dielektrischen Schicht eines optoelektronischen Bauelementes, eine Vorrichtung zum Ermitteln der Permeabilität einer dielektrischen Schicht eines optoelektronischen Bauelementes, ein optoelektronisches Bauelement und ein Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelementes.
Optoelektronische Bauelemente auf organischer Basis, beispielsweise eine organische Leuchtdioden (organic light emitting diode – OLED) oder eine organische Solarzelle, finden zunehmend verbreitete Anwendung.
Eine OLED kann beispielsweise zwei Elektroden, beispielsweise eine Anode und eine Kathode, mit einem organischen funktionellen Schichtensystem dazwischen aufweisen. Das organische funktionelle Schichtensystem kann eine oder mehrere Emitterschicht/en aufweisen, in der/denen elektromagnetische Strahlung beispielsweise erzeugt wird, eine oder mehrere Ladungsträgerpaar-Erzeugungs-Schichtenstruktur aus jeweils zwei oder mehr Ladungsträgerpaar-Erzeugungs-Schichten („charge generating layer“, CGL) zur Ladungsträgerpaarerzeugung, sowie eine oder mehrere Elektronenblockadeschichten, auch bezeichnet als Lochtransportschicht(en) („hole transport layer“ – HTL), und eine oder mehrere Lochblockadeschichten, auch bezeichnet als Elektronentransportschicht(en) („electron transport layer“ – ETL), um den Stromfluss zu richten.
Das organische funktionelle Schichtensystem oder wenigstens ein Teil davon kann organische Stoffe und/oder organische Stoffgemische aufweisen. Organische Stoffe und/oder organische Stoffgemische können jedoch anfällig sein für schädliche Umwelteinflüsse. Unter einem schädlichen Umwelteinfluss können alle Einflüsse verstanden werden, die potenziell zu einem Degradieren bzw. Altern, beispielsweise einem Vernetzen oder Kristallisieren, organischer Stoffe oder organischer Stoffgemische führen können und damit beispielsweise die Betriebsdauer der OLED begrenzen können. Ein schädlicher Umwelteinfluss kann beispielsweise ein für organische Stoffe oder organische Stoffgemische schädlicher Stoff sein, beispielsweise Sauerstoff und/oder Wasser.
Zum Schutz vor schädlichen Umwelteinflüssen wird das organische, elektronische Bauelement üblicherweise verkapselt. Beim Verkapseln einer OLED werden üblicherweise die organische funktionelle Schichtenstruktur und die Elektroden mit einer für schädliche Umwelteinflüsse undurchlässigen Verkapselungsschicht umgeben, üblicherweise einem dünnen Film, der undurchlässig für Wasser und Sauerstoff ist.
Die Verkapselungsschicht für dünnfilmverkapselte organische, optoelektronische Bauelement, beispielsweise organische Leuchtdioden sollte absolut defektfrei sein. Bereits ein mikroskopischer Defekt oder ein Diffusionskanal entlang einer Korngrenze in dieser Verkapselungsschicht kann beispielsweise zu einem Defekt der gesamten OLED führen. Dadurch können sich im Sichtfeld der OLED mittels Feuchtigkeitseinwirkung nicht leuchtende, kreisförmige Punkte bilden (so genannte „schwarze Punkte“, engl.: black spots), die im Laufe der Zeit wachsen können. Beim Verkapseln kann jedoch nicht vollständig ausgeschlossen werden, dass sich in der Verkapselungsschicht noch Defekte befinden. Bei der Dünnfilmverkapselung von organischen Bauelementen fehlt jedoch eine einfache Qualitätskontrolle der Verkapselungsschicht, d.h. beim Verkapseln kann bisher nicht vollständig ausgeschlossen werden, dass sich in der Verkapselungsschicht noch Defekte befinden.
Es gibt derzeit kein Prüfverfahren, um die Verkapselung organischer, elektronischer Bauelemente zerstörungsfrei zu testen. Bisher werden organische optoelektronische Bauelemente, beispielsweise OLEDs, zum Testen über Wochen bei hoher Temperatur und hoher Feuchtigkeit gelagert. Dabei wird untersucht, ob sich schwarze Punkte in der Leuchtfläche der OLEDs bilden. Solche OLEDs sind Ausschuss. Statistisch kann mit dieser Methode zwar erfasst werden, wie gut die Verkapselung bei OLEDs funktioniert, aber einzelne Defektbauteile können so nicht erkannt und aussortiert werden.
Um die potentielle Schädigung für eine OLED klein zu halten, wird in einem herkömmlichen Verfahren auf die Verkapselungsschicht eine Glasabdeckung mittels eines Epoxidharzklebstoffes auflaminiert.
In einem anderen herkömmlichen Verfahren wird eine Glasabdeckung, beispielsweise mittels einer Fritten-Verbindung (engl. glass frit bonding/glass soldering/seal glass bonding) mittels eines herkömmlichen Glaslotes in den geometrischen Randbereichen auf die Verkapselungsschicht aufgebracht.
Mittels der Glasabdeckung kann jedoch lediglich die Geschwindigkeit reduziert werden, in der beispielsweise Wasser in die OLED eindiffundiert, sodass beispielsweise ein Defekt in der Verkapselungsschicht einer OLED nur verlangsamt zu einem sichtbaren Defekt führt.
In verschiedenen Ausführungsformen werden ein Verfahren zum Ermitteln der Permeabilität einer dielektrischen Schicht eines optoelektronischen Bauelementes, eine Vorrichtung zum Ermitteln der Permeabilität einer dielektrischen Schicht eines optoelektronischen Bauelementes, ein optoelektronisches Bauelement und ein Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelementes bereitgestellt, mit denen es möglich ist, Leckströme durch Dünnfilmverkapselungen von organischen, optoelektronischen Bauelementen zerstörungsfrei zu messen. Dadurch können organische, optoelektronische Bauelemente erkannt und aussortiert werden, die sonst im Laufe der Zeit beim Kunden durch Eindiffusion von Feuchtigkeit sichtbare Schädigungen ausbilden würden.
Im Rahmen dieser Beschreibung kann unter einem organischen Stoff eine, ungeachtet des jeweiligen Aggregatzustandes, in chemisch einheitlicher Form vorliegende, durch charakteristische physikalische und chemische Eigenschaften gekennzeichnete Verbindung des Kohlenstoffs verstanden werden. Weiterhin kann im Rahmen dieser Beschreibung unter einem anorganischen Stoff eine, ungeachtet des jeweiligen Aggregatzustandes, in chemisch einheitlicher Form vorliegende, durch charakteristische physikalische und chemische Eigenschaften gekennzeichnete Verbindung ohne Kohlenstoff oder einfacher Kohlenstoffverbindung verstanden werden. Im Rahmen dieser Beschreibung kann unter einem organisch-anorganischen Stoff (hybrider Stoff) eine, ungeachtet des jeweiligen Aggregatzustandes, in chemisch einheitlicher Form vorliegende, durch charakteristische physikalische und chemische Eigenschaften gekennzeichnete Verbindung mit Verbindungsteilen die Kohlenstoff enthalten und frei von Kohlenstoff sind, verstanden werden. Im Rahmen dieser Beschreibung umfasst der Begriff „Stoff“ alle oben genannten Stoffe, beispielsweise einen organischen Stoff, einen anorganischen Stoff, und/oder einen hybriden Stoff. Weiterhin kann im Rahmen dieser Beschreibung unter einem Stoffgemisch etwas verstanden werden, was Bestandteile aus zwei oder mehr verschiedenen Stoffen besteht, deren Bestandteile beispielsweise sehr fein verteilt sind. Als eine Stoffklasse ist ein Stoff oder ein Stoffgemisch aus einem oder mehreren organischen Stoff(en), einem oder mehreren anorganischen Stoff(en) oder einem oder mehreren hybrid Stoff(en) zu verstehen. Der Begriff „Material“ kann synonym zum Begriff „Stoff“ verwendet werden.
Im Rahmen dieser Beschreibung kann ein erster Stoff bzw. ein erstes Stoffgemisch gleich einem zweiten Stoff bzw. einem zweiten Stoffgemisch sein, wenn die chemischen und physikalischen Eigenschaften des ersten Stoffs bzw. ersten Stoffgemisches identisch mit den chemischen und physikalischen Eigenschaften des zweiten Stoffs bzw. des zweiten Stoffgemischs sind.
Im Rahmen dieser Beschreibung kann ein erster Stoff bzw. ein erstes Stoffgemisch ähnlich einem zweiten Stoff bzw. einem zweiten Stoffgemisch sein, wenn der erste Stoff bzw. das erste Stoffgemisch und der zweite Stoff bzw. das zweite Stoffgemisch eine ungefähr gleiche stöchiometrische Zusammensetzung, ungefähr gleiche chemische Eigenschaften und/oder ungefähr gleiche physikalische Eigenschaften aufweist bezüglich wenigstens einer Größe, beispielsweise der Dichte, dem Brechungsindex, der chemischen Beständigkeit oder ähnliches.
So kann bezüglich der stöchiometrischen Zusammensetzung beispielsweise kristallines SiO₂(Quarz) als gleich zu amorphen SiO₂(Kieselglas) und als ähnlich zu SiO_x betrachtet werden. Jedoch kann bezüglich des Brechungsindexes kristallines SiO₂ unterschiedlich sein zu SiO_x oder amorphem SiO₂. Mittels Zugabe von Zusätzen, beispielsweise in Form von Dotierungen, kann beispielsweise amorphes SiO₂ den gleichen oder einen ähnlichen Brechungsindex aufweisen wie kristallines SiO_2,jedoch dann bezüglich der chemischen Zusammensetzung unterschiedlich zu kristallinem SiO₂ sein.
Die Bezugsgröße, in der ein erster Stoff einem zweiten Stoff ähnelt, kann explizit angegeben sein oder sich aus dem Kontext ergeben, beispielsweise aus den gemeinsamen Eigenschaften einer Gruppe von Stoffen oder Stoffgemischen.
Die Formstabilität eines geometrisch geformten Stoffes kann anhand des Elastizitätsmoduls und der Viskosität verstanden werden.
Ein Stoff kann in verschiedenen Ausführungsformen als formstabil, d.h. in diesem Sinne als hart und/oder fest, angesehen werden, wenn der Stoff eine Viskosität in einem Bereich von ungefähr 5 × 10² Pa·s bis ungefähr 1 × 10²³ Pa·s und ein Elastizitätsmodul in einem Bereich von ungefähr 1 × 10⁶ Pa bis ungefähr 1 × 10¹² Pa aufweist, da der Stoff nach Ausbilden einer geometrischen Form ein viskoelastisches bis sprödes Verhalten zeigen kann.
Ein Stoff kann als formbar, d.h. in diesem Sinne als weich und/oder flüssig, angesehen werden, wenn der Stoff eine Viskosität in einem Bereich von ungefähr 1 × 10^–2 Pa·s bis 2ungefähr 5 × 10² Pa·s oder ein Elastizitätsmodul bis ungefähr 1 × 10⁶ Pa aufweist, da jede Veränderung der geometrischen Form des Stoffes zu einer irreversiblen, plastischen Veränderung der geometrischen Form des Stoffes führen kann.
Ein formstabiler Stoff kann mittels Zugebens von Weichmachern, beispielsweise Lösungsmittel, oder Erhöhen der Temperatur plastisch formbar werden, d.h. verflüssigt werden.
Ein plastisch formbarer Stoff kann mittels einer Vernetzungsreaktion, einem Entzug von Weichmachern und/oder Wärme formstabil werden, d.h. verfestigt werden.
Das Verfestigen eines Stoffs oder Stoffgemisches, d.h. der Übergang eines Stoffes von formbar zu formstabil, kann ein Ändern der Viskosität aufweisen, beispielweise ein Erhöhen der Viskosität von einem ersten Viskositätswert auf einen zweiten Viskositätswert. Der zweite Viskositätswert kann um ein Vielfaches größer sein als der erste Viskositätswert sein, beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 10 bis ungefähr 10⁶. Der Stoff kann bei der ersten Viskosität formbar sein und bei der zweiten Viskosität formstabil sein.
Das Verfestigen eines Stoffs oder Stoffgemisches, d.h. der Übergang eines Stoffes von formbar zu formstabil, kann ein Verfahren oder einen Prozess aufweisen, bei dem niedermolekulare Bestandteile aus dem Stoff oder Stoffgemisch entfernt werden, beispielsweise Lösemittelmoleküle oder niedermolekulare, unvernetzte Bestandteile des Stoffs oder des Stoffgemischs, beispielsweise ein Trocknen oder chemisches Vernetzen des Stoffs oder des Stoffgemischs. Der Stoff oder das Stoffgemisch kann beispielweise im formbaren Zustand eine höhere Konzentration niedermolekularer Stoffe am gesamten Stoff oder Stoffgemisch aufweisen als im formstabilen Zustand.
Ein Körper aus einem formstabilen Stoff oder Stoffgemisch kann jedoch formbar sein, beispielsweise wenn der Körper als eine Folie eingerichtet ist, beispielsweise eine Kunststofffolie, eine Glasfolie oder eine Metallfolie. Solch ein Körper kann beispielsweise als mechanisch flexibel bezeichnet werden, da Veränderungen der geometrischen Form des Körpers, beispielsweise ein Biegen einer Folie, reversibel sein können. Ein mechanisch flexibler Körper, beispielsweise eine Folie, kann jedoch auch plastisch formbar sein, beispielsweise indem der mechanisch flexible Körper nach dem Verformen verfestigt wird, beispielsweise ein Tiefziehen einer Kunststofffolie.
Die Verbindung eines ersten Körpers mit einem zweiten Körper kann formschlüssig, kraftschlüssig und/oder stoffschlüssig sein. Die Verbindungen können lösbar ausgebildet sein, d.h. reversibel. In verschiedenen Ausgestaltungen kann eine reversible, schlüssige Verbindung beispielsweise als eine Schraubverbindung, ein Klettverschluss, eine Klemmung / eine Nutzung von Klammern realisiert sein.
Die Verbindungen können jedoch auch nicht lösbar ausgebildet sein, d.h. irreversibel. Eine nicht lösbare Verbindung kann dabei nur mittels Zerstörens der Verbindungsmittel getrennt werden. In verschiedenen Ausgestaltungen kann eine irreversible, schlüssige Verbindung beispielsweise als eine Nietverbindung, eine Klebeverbindung oder eine Lötverbindung realisiert sein.
Bei einer formschlüssigen Verbindung kann die Bewegung des ersten Körpers von einer Fläche des zweiten Körpers beschränkt werden, wobei sich der erste Körper senkrecht, d.h. normal, in Richtung der beschränkenden Fläche des zweiten Körpers bewegt. Ein Stift (erster Körper) in einem Sackloch (zweiter Körper) kann beispielsweise in fünf der sechs Raumrichtungen in der Bewegung beschränkt sein. In verschiedenen Ausgestaltungen kann eine formschlüssige Verbindung beispielsweise als eine Schraubverbindung, ein Klettverschluss, eine Klemmung / eine Nutzung von Klammern realisiert sein.
Bei einer kraftschlüssigen Verbindung kann zusätzlich zu der Normalkraft des ersten Körpers auf den zweiten Körper, d.h. einem körperlich Kontakt der beiden Körper unter Druck, eine Haftreibung eine Bewegung des ersten Körpers parallel zu dem zweiten Körper beschränken. Ein Beispiel für eine Kraftschlüssige Verbindung kann beispielsweise die Selbsthemmung einer Schraube in einem komplementär geformten Gewinde sein. Als Selbsthemmung kann dabei ein Widerstand mittels Reibung verstanden werden. In verschiedenen Ausgestaltungen kann eine kraftschlüssige Verbindung beispielsweise als eine Schraubverbindung, eine Nietung realisiert sein.
Bei einer stoffschlüssigen Verbindung kann der erste Körper mit dem zweiten Körper mittels atomarer und/oder molekularer Kräfte verbunden werden. Stoffschlüssige Verbindungen können häufig nicht lösbare Verbindungen sein. In verschiedenen Ausgestaltungen kann eine stoffschlüssige Verbindung beispielsweise als eine Klebeverbindung, eine Lotverbindung, beispielsweise eines Glaslotes, oder eines Metalotes, eine Schweißverbindung realisiert sein.
Im Rahmen dieser Beschreibung kann unter einem elektrisch geladenen Stoff ein Stoff verstanden werden, der eine elektrische Ladung aufweist, d.h. wenigstens temporär, nicht elektrisch neutral ist. Die elektrische Ladung kann dabei mittels Polarisation oder Ionisation ausgebildet werden. Der elektrisch geladene Stoff kann beispielsweise in Form von Partikeln oder Molekülen ausgebildet sein.
Im Rahmen dieser Beschreibung kann unter einem elektronischen Bauelement ein Bauelement verstanden werden, welches die Steuerung, Regelung oder Verstärkung eines elektrischen Stromes betrifft, beispielsweise mittels Verwendens von Halbleiterbauelementen. Ein elektronisches Bauelement kann beispielsweise eine Diode, ein Transistor, ein Thermogenerator, eine integrierte Schaltungen, oder ein Thyristor, sein.
Im Rahmen dieser Beschreibung kann ein elektrisch kontaktiertes, elektronisches Bauelement als eine Ausführung eines elektrischen Bauelementes verstanden werden.
Im Rahmen dieser Beschreibung kann unter einem optoelektronischen Bauelement eine Ausführung eines elektronischen Bauelementes verstanden werden, wobei das optoelektronische Bauelement einen optisch aktiven Bereich aufweist.
Im Rahmen dieser Beschreibung kann unter einem optisch aktiven Bereich eines optoelektronischen Bauelementes der Bereich eines optoelektronischen Bauelementes verstanden werden, der elektromagnetische Strahlung absorbieren und daraus einen Fotostrom ausbilden kann oder mittels einer angelegten Spannung an den optisch aktiven Bereich elektromagnetische Strahlung emittieren kann.
Im Rahmen dieser Beschreibung kann unter einem Bereitstellen von elektromagnetischer Strahlung ein Emittieren von elektromagnetischer Strahlung verstanden werden.
Im Rahmen dieser Beschreibung kann unter einem Aufnehmen von elektromagnetischer Strahlung ein Absorbieren von elektromagnetischer Strahlung verstanden werden.
Ein optoelektronisches Bauelement, welches zwei flächige, optisch aktive Seiten aufweist, kann beispielsweise transparent ausgebildet sein, beispielsweise als eine transparente organische Leuchtdiode.
Der optisch aktive Bereich kann jedoch auch eine flächige, optisch aktive Seite und eine flächige, optisch inaktiven Seite aufweisen, beispielsweise eine organische Leuchtdiode, die als Top-Emitter oder Bottom-Emitter eingerichtet ist.
Ein elektromagnetische Strahlung emittierendes Bauelement kann in verschiedenen Ausgestaltungen beispielsweise 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 Ausgestaltungen Teil einer integrierten Schaltung sein. Weiterhin kann eine Mehrzahl von Licht emittierenden Bauelementen vorgesehen sein, beispielsweise untergebracht in einem gemeinsamen Gehäuse.
Im Rahmen dieser Beschreibung kann ein organisches optoelektronisches Bauelement, beispielsweise eine organische Leuchtdiode (organic light emitting diode – OLED), eine organische Photovoltaikanlage, beispielsweise eine organische Solarzelle; im organischen funktionellen Schichtensystem einen organischen Stoff oder ein organisches Stoffgemisch aufweisen oder daraus gebildet sein, der/das beispielsweise zum Bereitstellen einer elektromagnetischer Strahlung aus einem bereitgestellten elektrischen Strom oder zum Bereitstellen eines elektrischen Stromes aus einer bereitgestellten elektromagnetischen Strahlung eingerichtet ist.
Im Rahmen dieser Beschreibung können unter einem schädlichen Umwelteinfluss alle Einflüsse verstanden werden, die beispielsweise potentiell zu einem Degradieren, Vernetzten, und/oder Kristallisieren des organischen Stoffs oder des organischen Stoffgemisches führen können und damit beispielsweise die Betriebsdauer organischer Bauelemente begrenzen können.
Ein schädlicher Umwelteinfluss kann beispielsweise ein für organische Stoffe oder organische Stoffgemische schädlicher Stoff sein, beispielsweise Sauerstoff und/oder beispielsweise einem Lösungsmittel, beispielsweise Wasser.
Ein schädlicher Umwelteinfluss kann beispielsweise eine für organische Stoffe oder organische Stoffgemische schädliche Umgebung sein, beispielsweise eine Änderung über oder unter einen kritischen Wert, beispielsweise der Temperatur und/oder eine Änderung des Umgebungsdruckes.
Im Rahmen dieser Beschreibung kann ein Diffusionskanal in einer Schicht als ein Hohlraum in der Schicht mit wenigstens zwei Öffnungen verstanden werden, beispielsweise ein Loch, eine Pore, ein Verbindung (interconnect) oder ähnliches. Durch den Diffusionskanal kann ein Stoff oder Stoffgemisch von einer Öffnung des Diffusionskanals zu der wenigstens einen zweiten Öffnung des Diffusionskanals migrieren bzw. diffundieren, beispielsweise mittels eines osmotischen Druckes oder elektrophoretisch. Ein Diffusionskanal kann beispielsweise derart in der Schicht ausgebildet sein, dass unterschiedliche Seiten der Schicht durch den Diffusionskanal miteinander verbunden sind. Ein Diffusionskanal kann beispielsweise einen Durchmesser aufweisen in einem Bereich von ungefähr dem Durchmesser eines Wassermoleküls bis ungefähr einige nm. Ein Diffusionskanal in einer Schicht können beispielsweise Fehlstellen, Korngrenzen oder ähnliches in der Schicht sein oder dadurch gebildet werden.
In verschiedenen Ausführungsformen wird ein Verfahren zum Ermitteln der Permeabilität einer dielektrischen Schicht eines optoelektronischen Bauelementes bezüglich Wasser und/oder Sauerstoff bereitgestellt, das Verfahren aufweisend: Anlegen einer elektrischen Spannung über die dielektrischen Schicht; Messen einer resultierenden elektrischen Stromstärke durch die dielektrische Schicht; und Ermitteln der Permeabilität der dielektrischen Schicht bezüglich Wasser und/oder Sauerstoff aus der gemessenen Stromstärke.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann die dielektrische Schicht zu einem bezüglich Wasser im Wesentlichen hermetisch dichten Abdichten des optoelektronischen Bauelementes eingerichtet sein, wobei die dielektrische Schicht Diffusionskanäle aufweisen kann.
Ein Diffusionskanal kann beispielsweise einen Durchmesser aufweisen in einem Bereich von ungefähr dem Durchmesser eines Wassermoleküls bis ungefähr einige nm. Ein Diffusionskanal in der dielektrischen Schicht können beispielsweise Fehlstellen, Korngrenzen oder ähnliches in der dielektrischen Schicht sein oder dadurch gebildet werden.
In verschiedenen Ausgestaltungen kann eine dielektrische Schicht eine Schicht in einem optoelektronischen Bauelement sein, die dielektrisch ausgebildet ist und beschriebene Diffusionskanäle aufweist, beispielsweise eine Barrierendünnschicht, Barriereschicht, Verkapselungsschicht, Verkapselungsdünnschicht, Klebstoffschicht, Getterschicht, optische Einkoppelschicht oder Auskoppelschicht, Streuschicht, Leuchtstoffschicht, Farbstoffschicht oder ähnliches.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens zum Ermitteln kann die dielektrische Schicht Diffusionskanäle aufweisen, wobei die Permeabilität eine Funktion der Ausgestaltung und der Anzahl der Diffusionskanäle ist.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens zum Ermitteln kann die dielektrische Schicht auf oder über einer elektrisch leitfähigen Schicht ausgebildet sein.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens zum Ermitteln kann die elektrisch leitfähige Schicht als eine Elektrode eines elektronischen Bauelementes eingerichtet sein.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens zum Ermitteln kann die dielektrische Schicht zu einem hermetischen Abdichten der elektrisch leitfähigen Schicht bezüglich wenigstens eines schädlichen Umwelteinflusses eingerichtet sein, beispielsweise Wasser und/oder Sauerstoff.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens zum Ermitteln kann das optoelektronische Bauelement als eine organische Solarzelle, organischer Sensor oder eine organische Leuchtdiode eingerichtet sein.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens zum Ermitteln kann das Verfahren ferner ein wenigstens teilweises Umgeben der dielektrischen Schicht mit einer elektrisch leitfähigen Struktur aufweisen. Mit anderen Worten: auf oder über der dielektrischen Schicht kann eine elektrisch leitfähige Struktur ausgebildet werden.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens zum Ermitteln kann der Stoff oder das Stoffgemisch der elektrisch leitfähigen Struktur zum Bereitstellen von elektrischen Ladungsträgern eingerichtet sein, beispielsweise Ionen.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens zum Ermitteln kann die elektrisch leitfähige Struktur wenigstens eine Art der folgenden Ionen bereitstellen: Hydroxid-Ionen, Protonen, Elektronen, Oxonium-Ionen, Metall-Ionen, Ionen eines organischen Stoffs.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens zum Ermitteln kann die elektrisch leitfähige Struktur ein Metall aufweisen oder daraus gebildet sein, beispielsweise Kupfer, Aluminium, Stahl, Silber, Gold, Platin.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens zum Ermitteln kann die elektrisch leitfähige Struktur, eine elektrisch leitfähige Paste, beispielsweise eine metallische Paste, beispielsweise eine Silberleitpaste, aufweisen oder daraus gebildet sein.
In einer Ausgestaltung kann die elektrisch leitfähige Struktur einen der folgenden Stoffe aufweisen oder daraus gebildet sein: Metallpartikel, beispielsweise Silberpartikel; Binder, beispielsweise Nitrozellulose oder ähnliches, elektrisch leitfähige organische Stoffe, beispielswiese ein elektrisch leitfähiges Oligomer oder ein elektrisch leitfähiges Polymer.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens zum Ermitteln kann das Umgeben als ein Ausbilden eines körperlichen Kontaktes ausgebildet sein.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens zum Ermitteln kann die elektrisch leitfähige Struktur stoffschlüssig mit der dielektrischen Schicht verbunden werden.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens zum Ermitteln kann das stoffschlüssige Verbinden ein Aufbringen einer elektrisch leitfähigen Beschichtung, einer elektrisch leitfähigen Paste oder ein Aufbringen einer elektrisch leitfähigen Abdeckung auf oder über die dielektrische Schicht aufweisen.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens zum Ermitteln kann das Umgeben der dielektrischen Schicht mit der elektrisch leitfähigen Struktur temporär eingerichtet sein. Ein temporäres Umgeben kann beispielsweise als ein Eintauchen der dielektrischen Schicht in eine Lösung, Suspension oder Dispersion sein, wobei die dielektrische Schicht nach dem Verfahren aus der Lösung, Suspension oder Dispersion entfernt wird. Ein dauerhaftes Umgeben kann beispielsweise als ein Ausbilden einer stoffschlüssigen Schicht auf oder über der dielektrischen Schicht realisiert sein.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens zum Ermitteln kann die elektrisch leitfähige Struktur als eine temporär eingerichtete Kontakt-Elektrode oder eine temporär eingerichtete Flüssigkeitselektrode mit einer elektrisch leitfähigen Flüssigkeit eingerichtet sein. Eine elektrisch leitfähige Flüssigkeit kann beispielsweise als eine elektrisch kontaktierte elektrisch leitfähige Lösung, elektrisch leitfähige Suspension oder elektrisch leitfähige Dispersion eingerichtet sein. Mit anderen Worten: die elektrisch leitfähige Struktur kann einen formbaren Zustand aufweisen, beispielsweise flüssig sein.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens zum Ermitteln kann die temporär eingerichtete Kontakt-Elektrode als eine Messnadel, eine elektrisch leitfähige Folie, beispielsweise eine strukturierte, elektrisch leitfähige Folie, oder ähnliches eingerichtet sein.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens zum Ermitteln kann das Umgeben der dielektrischen Schicht mit einer elektrisch leitfähigen Flüssigkeit als ein Benetzen der dielektrischen Schicht mit der elektrisch leitfähigen Flüssigkeit eingerichtet sein, beispielsweise als ein Eintauchen der dielektrischen Schicht in die elektrisch leitfähige Flüssigkeit.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens zum Ermitteln kann die elektrisch leitfähige Flüssigkeit wasserfrei eingerichtet sein.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens zum Ermitteln kann die elektrisch leitfähige Flüssigkeit als Lösungsmittel beispielsweise Propylencarbonat, Natriumpercarbonat, ein Chinon oder ein Chinolin aufweisen oder daraus gebildet sein.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens zum Ermitteln kann der elektrisch leitfähige Stoff oder das elektrisch leitfähige Stoffgemisch in einer Elektrolyt-Lösung oder einem galvanischen Bad bereitgestellt werden, von der die dielektrische Schicht umgeben wird.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens zum Ermitteln kann eine Elektrolyt-Lösung oder ein galvanisches Bad einen Massenanteil an elektrisch leitfähigem Stoff oder elektrisch leitfähigem Stoffgemisch bezüglich der Masse der Lösung in einem Bereich von ungefähr 1 % bis ungefähr 70 % aufweisen.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens zum Ermitteln kann das Verfahren ferner ein Ausbilden eines elektrischen Potenzials über die dielektrische Schicht aufweisen.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens zum Ermitteln kann das Verfahren ein Ausbilden einer elektrischen Potenzialdifferenz über die dielektrische Schicht aufweisen, sodass ein elektrisches Feld in den Diffusionskanälen ausgebildet wird.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens zum Ermitteln kann das Anlegen der elektrischen Spannung ein elektrisches Kontaktieren der elektrisch leitfähigen Schicht und der elektrisch leitfähigen Struktur mit einer elektrischen Spannungsquelle aufweisen, wobei die elektrische Spannungsquelle einen elektrischen Spannungsverlauf bereitstellt, der die elektrische Spannung über die dielektrische Schicht aufweist oder ausbildet.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens zum Ermitteln kann die angelegte elektrische Spannung derart ausgebildet werden, dass die elektrischen Ladungsträger der elektrisch leitfähigen Struktur von der elektrisch leitfähigen Struktur durch die dielektrische Schicht zu der elektrisch leitfähigen Schicht migrieren.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens zum Ermitteln kann das Messen der resultierenden elektrischen Stromstärke ein Abrastern der Oberfläche der dielektrischen Schicht mit der temporär eingerichteten, elektrisch leitfähigen Struktur aufweisen, beispielsweise ein Abrastern der Oberfläche der dielektrischen Schicht mit einer temporär eingerichteten Kontakt-Elektrode.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens zum Ermitteln kann der Spannungsverlauf mit dem Messen der resultierenden elektrischen Stromstärke gekoppelt sein.
In verschiedenen Ausführungsformen wird eine Vorrichtung zum Ermitteln der Permeabilität einer dielektrischen Schicht auf oder über einer elektrisch leitfähigen Schicht eines optoelektronischen Bauelementes bereitgestellt, die Vorrichtung aufweisend: eine Steuereinheit, eingerichtet zu einem Ändern eines elektrischen Stromes durch die dielektrische Schicht; und eine Messeinheit, eingerichtet zu einem Messen des elektrischen Stromes durch die dielektrischen Schicht.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann die dielektrische Schicht zu einem bezüglich Wasser im Wesentlichen hermetisch dichten Abdichten des optoelektronischen Bauelementes eingerichtet sein, wobei die dielektrische Schicht Diffusionskanäle aufweisen kann.
Ein Diffusionskanal kann beispielsweise einen Durchmesser aufweisen in einem Bereich von ungefähr dem Durchmesser eines Wassermoleküls bis ungefähr einige nm. Ein Diffusionskanal in der dielektrischen Schicht können beispielsweise Fehlstellen, Korngrenzen oder ähnliches in der dielektrischen Schicht sein oder dadurch gebildet werden.
In verschiedenen Ausgestaltungen kann eine dielektrische Schicht eine Schicht in einem optoelektronischen Bauelement sein, die dielektrisch ausgebildet ist und beschriebene Diffusionskanäle aufweist, beispielsweise eine Barrierendünnschicht, Barriereschicht, Verkapselungsschicht, Verkapselungsdünnschicht, Klebstoffschicht, Getterschicht, optische Einkoppelschicht oder Auskoppelschicht, Streuschicht, Leuchtstoffschicht, Farbstoffschicht oder ähnliches.
In einer Ausgestaltung der Vorrichtung kann die dielektrische Schicht auf oder über einer elektrisch leitfähigen Schicht ausgebildet sein.
In einer Ausgestaltung der Vorrichtung kann die elektrisch leitfähige Schicht als eine Elektrode des optoelektronischen Bauelementes eingerichtet sein.
In einer Ausgestaltung der Vorrichtung kann die Barrierendünnschicht zu einem hermetischen Abdichten der elektrisch leitfähigen Schicht bezüglich eines schädlichen Umwelteinflusses eingerichtet sein, beispielsweise Wasser und/oder Sauerstoff.
In einer Ausgestaltung der Vorrichtung kann das optoelektronische Bauelement als eine organische Solarzelle, organischer Sensor oder eine organische Leuchtdiode ausgebildet sein.
In einer Ausgestaltung der Vorrichtung kann die Steuereinheit eine Kontaktbildungsvorrichtung aufweisen.
In einer Ausgestaltung der Vorrichtung kann die Steuereinheit eine Spannungsquelle aufweisen, wobei die Spannungsquelle mit der elektrisch leitfähigen Schicht und der Kontaktbildungseinheit elektrisch verbunden ist, wobei die elektrische Spannungsquelle zu einem Bereitstellen eines elektrischen Spannungsverlaufes eingerichtet ist, wobei der elektrische Spannungsverlauf eine elektrische Spannung über die dielektrische Schicht ausbildet. Das Ausbilden der elektrischen Spannung über die dielektrische Schicht kann derart eingerichtet sein, dass ein elektrisches Feld in den Diffusionskanälen ausgebildet wird.
In einer Ausgestaltung der Vorrichtung kann die Kontaktbildungsvorrichtung derart eingerichtet sein, dass die dielektrische Schicht mit einer elektrisch leitfähigen Struktur wenigstens teilweise in einem körperlichen Kontakt umgeben wird.
In einer Ausgestaltung der Vorrichtung kann der Stoff oder das Stoffgemisch der elektrisch leitfähigen Struktur zum Bereitstellen von elektrischen Ladungsträgern eingerichtet sein, beispielsweise Ionen.
In einer Ausgestaltung der Vorrichtung kann die elektrisch leitfähige Struktur wenigstens eine Art der folgenden Ionen bereitstellen: Hydroxid-Ionen, Protonen, Elektronen, Oxonium-Ionen, Metall-Ionen, Ionen eines organischen Stoffs.
In einer Ausgestaltung der Vorrichtung kann die Kontaktbildungsvorrichtung zu einem stoffschlüssigen Verbinden der elektrisch leitfähigen Struktur mit der dielektrischen Schicht eingerichtet sein.
In einer Ausgestaltung der Vorrichtung kann die Kontaktbildungsvorrichtung zu einem Aufbringen einer elektrisch leitfähigen Struktur auf oder über die dielektrische Schicht eingerichtet sein, beispielsweise zu einem Aufbringen einer elektrisch leitfähigen Beschichtung, zu einem Aufbringen einer elektrisch leitfähigen Paste oder zu einem Aufbringen einer elektrisch leitfähigen Abdeckung.
In einer Ausgestaltung der Vorrichtung kann die elektrisch leitfähige Struktur als elektrisch leitfähige Abdeckung eingerichtet sein, wobei die elektrisch leitfähige Abdeckung eine elektrisch leitfähige Beschichtung und Leiterbahnen auf oder über einem Substrat aufweisen. Die elektrisch leitfähige Abdeckung kann derart ausgebildet sein, dass die Kontakt-Elektrode und/oder wenigstens eine elektrisch leitfähige Schicht des optoelektronischen Bauelementes elektrisch separate Kontaktpads zum elektrischen Kontaktieren aufweist.
In einer Ausgestaltung der Vorrichtung kann die elektrisch leitfähige Struktur ein Metall aufweisen oder daraus gebildet sein, beispielsweise Kupfer, Aluminium, Stahl, Silber, Gold, Platin.
In einer Ausgestaltung der Vorrichtung kann die elektrisch leitfähige Struktur eine Silberleitpaste, Kupferpaste, Aluminiumpaste, Stahlpaste, Goldpaste und/oder Platinpaste aufweisen oder daraus gebildet sein.
In einer Ausgestaltung kann die elektrisch leitfähige Struktur einen der folgenden Stoffe aufweisen oder daraus gebildet sein: Metallpartikel, beispielsweise Silberpartikel; Binder, beispielsweise Nitrozellulose oder ähnliches, elektrisch leitfähige organische Stoffe, beispielswiese ein elektrisch leitfähiges Oligomer oder ein elektrisch leitfähiges Polymer.
In einer Ausgestaltung der Vorrichtung kann die Kontaktbildungsvorrichtung zu einem temporären Umgeben der dielektrischen Schicht mit einer elektrisch leitfähigen Struktur eingerichtet sein. Ein temporäres Umgeben kann beispielsweise als ein Eintauchen der dielektrischen Schicht in eine Lösung, Suspension oder Dispersion sein, wobei die dielektrische Schicht nach dem Verfahren aus der Lösung, Suspension oder Dispersion entfernt wird. Ein dauerhaftes Umgeben kann beispielsweise als ein Ausbilden einer stoffschlüssigen Schicht auf oder über der dielektrischen Schicht realisiert sein.
In einer Ausgestaltung der Vorrichtung kann die Kontaktbildungsvorrichtung eine elektrische Kontakt-Elektrode oder eine Flüssigkeitselektrode mit einer elektrisch leitfähigen Flüssigkeit aufweisen. Eine elektrisch leitfähige Flüssigkeit kann beispielsweise als eine elektrisch kontaktierte elektrisch leitfähige Lösung, elektrisch leitfähige Suspension oder elektrisch leitfähige Dispersion eingerichtet sein.
In einer Ausgestaltung der Vorrichtung kann die Kontakt-Elektrode zu einem Abrastern der Oberfläche der dielektrischen Schicht eingerichtet sein, beispielsweise bewegbar gelagert sein.
In einer Ausgestaltung der Vorrichtung kann die Kontakt-Elektrode Teil der Messeinheit sein, beispielsweise zusätzlich als Mess-Elektrode eingerichtet sein.
In einer Ausgestaltung der Vorrichtung kann die Kontakt-Elektrode und/oder die Mess-Elektrode als eine Messnadel, eine elektrisch leitfähige Folie, beispielsweise eine strukturierte, elektrisch leitfähige Folie, oder ähnliches, eingerichtet sein.
In einer Ausgestaltung der Vorrichtung kann die Kontaktbildungsvorrichtung zu einem Benetzen der dielektrischen Schicht mit der elektrisch leitfähigen Flüssigkeit eingerichtet sein, beispielsweise eine Vorrichtung zum Eintauchen der dielektrischen Schicht in die elektrisch leitfähige Flüssigkeit aufweisen.
In einer Ausgestaltung der Vorrichtung kann die elektrisch leitfähige Flüssigkeit wasserfrei eingerichtet sein.
In einer Ausgestaltung der Vorrichtung kann die elektrisch leitfähige Flüssigkeit als Lösungsmittel beispielsweise Propylencarbonat, Natriumpercarbonat, ein Chinon oder ein Chinolin aufweisen oder daraus gebildet sein.
In einer Ausgestaltung der Vorrichtung kann der elektrisch leitfähige Stoff oder das elektrisch leitfähige Stoffgemisch in einer Elektrolyt-Lösung oder einem galvanischen Bad bereitgestellt werden, von der die dielektrische Schicht umgeben wird.
In einer Ausgestaltung der Vorrichtung kann eine Elektrolyt-Lösung oder ein galvanisches Bad einen Massenanteil an elektrisch leitfähigem Stoff oder elektrisch leitfähigem Stoffgemisch bezüglich der Masse der Lösung in einem Bereich von ungefähr 1 % bis ungefähr 70 % aufweisen.
In einer Ausgestaltung der Vorrichtung kann die Steuereinheit zum Steuern des elektrischen Spannungsverlaufes eingerichtet sein, beispielsweise einen Phasen-Dimmer, einen Pulsmodulator oder ein Frequenzmodulator aufweisen.
Der Phasen-Dimmer kann zu einem Phasenanschnittsteuern oder einem Phasenabschnittsteuern des elektrischen Potenzials über die dielektrische Schicht eingerichtet sein.
Der Pulsmodulator kann zu einer Pulsweitenmodulation oder einer Pulsamplitudenmodulation des elektrischen Potenzials über die dielektrische Schicht eingerichtet sein.
Der Frequenzmodulator kann zu einem Ändern der Frequenz eines Wechselstromes durch die dielektrische Schicht eingerichtet sein, beispielsweise für eine Impedanzmessung.
In einer Ausgestaltung der Vorrichtung kann die Steuereinheit derart zum Steuern des elektrischen Spannungsverlaufes eingerichtet sein, dass die elektrischen Ladungsträger der elektrisch leitfähigen Struktur von der elektrisch leitfähigen Struktur durch die dielektrische Schicht zu der elektrisch leitfähigen Schicht migrieren, beispielsweise indem die Steuereinheit einen Gleichstrom an Ladungsträgern durch die dielektrische Schicht erzeugt, beispielsweise indem die Steuereinheit einen elektrischen Brückengleichrichter aufweist.
In einer Ausgestaltung der Vorrichtung kann die Messeinheit zu einem Messen wenigstens einer der folgenden elektrischen Eigenschaft eingerichtet sein: Stromstärke, Widerstand, Leitfähigkeit, Impedanz oder ähnliche verwandte elektrische Eigenschaften.
In einer Ausgestaltung der Vorrichtung kann die Messeinheit wenigstens einen Mess-Kontakt oder wenigstens eine Mess-Elektrode aufweisen, der/die mit der elektrisch leitfähigen Schicht oder der elektrisch leitfähigen Struktur elektrisch kontaktiert ist.
In einer Ausgestaltung der Vorrichtung kann die Messeinheit mit der dielektrischen Schicht eine elektrische Reihenschaltung und/oder eine elektrische Parallelschaltung ausbilden.
In einer Ausgestaltung der Vorrichtung kann die Messeinheit wenigstens eine Widerstandsbrücke aufweisen, beispielsweise ein Wheatstone´sche Brücke.
In einer Ausgestaltung der Vorrichtung kann die Messeinheit wenigstens einen Verstärker aufweisen, der zum Verstärken der gemessenen Stromstärke durch die dielektrische Schicht eingerichtet ist.
In einer Ausgestaltung der Vorrichtung kann die Messeinheit einen elektrischen Filter aufweisen, der zum Reduzieren des elektrischen Rauschens des Stromes durch die dielektrische Schicht eingerichtet ist.
In einer Ausgestaltung der Vorrichtung kann die Messeinheit einen Autokorrelator aufweisen, der zum Autokorrellieren des elektrischen Stromes durch die dielektrische Schicht eingerichtet ist.
In einer Ausgestaltung der Vorrichtung können die Steuereinheit und die Messeinheit derart eingerichtet sein, dass das Steuern des Spannungsverlaufes mit dem Messen der wenigstens einen, elektrischen Eigenschaft gekoppelt ist, beispielsweise korreliert ist.
In verschiedenen Ausführungsformen wird ein optoelektronisches Bauelement bereitgestellt, das optoelektronische Bauelement aufweisend: einen Träger; einen elektrisch aktiven Bereich auf oder über dem Träger, wobei der elektrisch aktive Bereich aufweist: eine erste Elektrode auf oder über dem Träger, eine organische funktionelle Schichtenstruktur auf oder über der ersten Elektrode, und eine zweite Elektrode auf oder über der organischen funktionellen Schichtenstruktur; eine Barrierendünnschicht, eingerichtet zum Abdichten des elektrisch aktiven Bereiches bezüglich Wasser und/oder Sauerstoff; und eine Testelektrode auf oder über der Barrierendünnschicht.
In einer Ausgestaltung kann die Testelektrode flächig auf oder über der Barrierendünnschicht ausgebildet sein.
In einer Ausgestaltung kann der flächige Anteil der Testelektrode ungefähr auf oder über dem flächigen Anteil der Barrierendünnschicht ausgebildet sein.
In einer Ausgestaltung kann die Testelektrode strukturiert sein derart, dass ein Teil der Barrierendünnschicht freiliegt.
In einer Ausgestaltung kann die Barrierendünnschicht zu einem hermetischen Abdichten des elektrisch aktiven Bereiches bezüglich eines schädlichen Umwelteinflusses eingerichtet sein, beispielsweise Wasser und/oder Sauerstoff.
In einer Ausgestaltung kann die Barrierendünnschicht Diffusionskanäle aufweisen, wobei die Permeabilität eine Funktion der Ausgestaltung und der Anzahl der Diffusionskanäle ist.
In einer Ausgestaltung kann der Stoff oder das Stoffgemisch der Testelektrode zum Bereitstellen von elektrischen Ladungsträgern eingerichtet sein, beispielsweise Ionen.
In einer Ausgestaltung kann die Testelektrode wenigstens eine Art der folgenden Ionen bereitstellen: Hydroxid-Ionen, Protonen, Elektronen, Oxonium-Ionen, Metall-Ionen, Ionen eines organischen Stoffs.
In einer Ausgestaltung der Vorrichtung kann die Testelektrode ein Metall aufweisen oder daraus gebildet sein, beispielsweise Kupfer, Aluminium, Stahl, Silber, Gold, Platin.
In einer Ausgestaltung kann die Testelektrode eine Silberleitpaste aufweisen oder daraus gebildet sein.
In einer Ausgestaltung kann die elektrisch leitfähige Struktur einen der folgenden Stoffe aufweisen oder daraus gebildet sein: Metallpartikel, beispielsweise Silberpartikel; Binder, beispielsweise Nitrozellulose oder ähnliches, elektrisch leitfähige organische Stoffe, beispielswiese ein elektrisch leitfähiges Oligomer oder ein elektrisch leitfähiges Polymer.
In einer Ausgestaltung kann die Testelektrode wasserfrei oder wasserbindend eingerichtet sein.
In einer Ausgestaltung kann Testelektrode beispielsweise Propylencarbonat, Natriumpercarbonat, ein Chinon oder ein Chinolin aufweisen oder daraus gebildet sein.
In einer Ausgestaltung kann die Testelektrode einen Massenanteil an elektrisch leitfähigem Stoff oder elektrisch leitfähigem Stoffgemisch bezüglich der Masse der Lösung in einem Bereich von ungefähr 1 % bis ungefähr 70 % aufweisen.
In einer Ausgestaltung kann die Testelektrode stoffschlüssig mit der Barrierendünnschicht verbunden sein.
In einer Ausgestaltung kann die Testelektrode ein Kontaktpad aufweisen, das zum elektrischen Kontaktieren der Testelektrode eingerichtet ist.
In einer Ausgestaltung kann die Testelektrode zum Abdichten der Barrierendünnschicht ausgebildet sein.
In einer Ausgestaltung kann das optoelektronische Bauelement als eine organische Solarzelle, organischer Sensor oder eine organische Leuchtdiode eingerichtet sein.
In verschiedenen Ausführungsformen wird ein Verfahren zum Herstellen eines elektronischen Bauelementes bereitgestellt, das Verfahren aufweisend: Bereitstellen eines optoelektronischen Bauelementes mit einen elektrisch aktiven Bereich auf oder über dem Träger, wobei der elektrisch aktive Bereich eine erste Elektrode auf oder über dem Träger, eine organische funktionelle Schichtenstruktur auf oder über der ersten Elektrode, eine zweite Elektrode auf oder über der organischen funktionellen Schichtenstruktur aufweist und eine Barrierendünnschicht aufweist; und Ausbilden einer Testelektrode auf oder über der Barrierendünnschicht.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann die Testelektrode flächig auf oder über der Barrierendünnschicht ausgebildet werden.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann die Testelektrode derart ausgebildet werden, dass der flächige Anteil der Testelektrode ungefähr auf oder über dem flächigen Anteil der Barrierendünnschicht aufweist.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann die Testelektrode strukturiert werden derart, dass ein Teil der Barrierendünnschicht freiliegt.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann die Barrierendünnschicht zu einem hermetischen Abdichten des elektrisch aktiven Bereiches bezüglich eines schädlichen Umwelteinflusses eingerichtet sein, beispielsweise Wasser und/oder Sauerstoff.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann die Barrierendünnschicht Diffusionskanäle aufweisen, wobei die Permeabilität eine Funktion der Ausgestaltung und der Anzahl der Diffusionskanäle ist.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann der Stoff oder das Stoffgemisch der Testelektrode zum Bereitstellen von elektrischen Ladungsträgern eingerichtet sein, beispielsweise Ionen.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann die Testelektrode wenigstens eine Art der folgenden Ionen bereitstellen: Hydroxid-Ionen, Protonen, Elektronen, Oxonium-Ionen, Metall-Ionen, Ionen eines organischen Stoffs.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann die elektrisch leitfähige Struktur ein Metall aufweisen oder daraus gebildet sein, beispielsweise Kupfer, Aluminium, Stahl, Silber, Gold, Platin.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann die Testelektrode eine Silberleitpaste, Kupferpaste, Aluminiumpaste, Stahlpaste, Goldpaste und/oder Platinpaste aufweisen oder daraus gebildet sein.
In einer Ausgestaltung kann die elektrisch leitfähige Struktur einen der folgenden Stoffe aufweisen oder daraus gebildet sein: Metallpartikel, beispielsweise Silberpartikel; Binder, beispielsweise Nitrozellulose oder ähnliches, elektrisch leitfähige organische Stoffe, beispielswiese ein elektrisch leitfähiges Oligomer oder ein elektrisch leitfähiges Polymer.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann die Testelektrode wasserfrei eingerichtet sein oder ausgebildet werden.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann die elektrisch leitfähige Flüssigkeit als Lösungsmittel beispielsweise Propylencarbonat, Natriumpercarbonat, ein Chinon oder ein Chinolin aufweisen oder daraus gebildet sein.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann die Testelektrode mit einem Massenanteil an elektrisch leitfähigem Stoff oder elektrisch leitfähigem Stoffgemisch bezüglich der Masse der Lösung in einem Bereich von ungefähr 1 % bis ungefähr 70 % ausgebildet werden.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann die Testelektrode stoffschlüssig mit der Barrierendünnschicht verbunden werden.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann die Testelektrode ein Kontaktpad aufweisen oder verbunden werden, das zum elektrischen Kontaktieren der Testelektrode ausgebildet wird.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann die Testelektrode zum Abdichten der Barrierendünnschicht ausgebildet werden.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann das optoelektronische Bauelement als eine organische Solarzelle, organischer Sensor oder eine organische Leuchtdiode ausgebildet werden.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert.
Es zeigen
1 eine schematische Querschnittsansicht eines optoelektronischen Bauelementes, gemäß verschiedenen Ausgestaltungen.;
2 eine schematische Querschnittsansicht eines optoelektronischen Bauelementes, gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen; und
3 ein Diagramm eines Verfahrens zum Ermitteln der Permeabilität einer dielektrischen Schicht eines elektrischen Bauelementes, gemäß verschiedenen Ausgestaltungen.
In der folgenden ausführlichen Beschreibung wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, die Teil dieser bilden und in denen zur Veranschaulichung spezifische Ausführungsformen 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 Ausführungsformen in einer Anzahl verschiedener Orientierungen positioniert werden können, dient die Richtungsterminologie zur Veranschaulichung und ist auf keinerlei Weise einschränkend. Es versteht sich, dass andere Ausführungsformen 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 beispielhaften Ausführungsformen 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.
1 zeigt eine schematische Querschnittsansicht eines optoelektronischen Bauelementes, gemäß verschiedenen Ausgestaltungen.
In 1 ist schematisch ein Ausführungsbeispiel gemäß einer der Ausgestaltung eines optoelektronischen Bauelementes der Beschreibung der 2 dargestellt. Eine andere Ausgestaltung eines optoelektronischen Bauelementes der Beschreibung der 2 kann zu einem anderen schematischen Schichtenquerschnitt der 1 führen. In diesem Sinne ist 1 und die Beschreibung der 1 lediglich als Veranschaulichung eines optoelektronischen Bauelementes der Beschreibung der 2 zu verstehen.
In 1 ist dargestellt: Eine erste Elektrode 110, die auf oder über einem Träger 102 angeordnet ist. Auf oder über der ersten Elektrode 110 ist eine organische funktionelle Schichtenstruktur 112 angeordnet. Über oder auf der organischen funktionellen Schichtenstruktur 112 ist eine zweite Elektrode 114 angeordnet, wobei die zweite Elektrode 114 mittels einer elektrischen Isolierung 104 von der ersten Elektrode 110 elektrisch isoliert ist. Die zweite Elektrode 114 ist mit einem Kontaktpad 106 körperlich und elektrisch verbunden. Das Kontaktpad 106 ist im geometrischen Randbereich des Trägers 102 auf oder über dem Träger 102 angeordnet, wobei das Kontaktpad 106 mittels einer elektrischen Isolierung 104 elektrisch von der ersten Elektrode 110 isoliert ist. Auf oder über der zweiten Elektrode 114 ist eine Barrierendünnschicht 108 angeordnet derart, dass die zweite Elektrode 114, die elektrischen Isolierungen 104 und die organische funktionelle Schichtenstruktur 112 von der Barrierendünnschicht 108 umgeben sind. Mit anderen Worten: Barrierendünnschicht 108 und Träger 102 schließen die zweite Elektrode 114, die elektrische Isolierung 104 und die organische funktionelle Schichtenstruktur 112 ein. Die Barrierendünnschicht 108 ist bezüglich schädlicher Umwelteinflüsse zu einem hermetisch abdichten der eingeschlossenen Schichten eingerichtet. Auf oder über der Barrierendünnschicht 108 ist ein elektrisch leitfähige Struktur 118, beispielweise eine elektrisch leitfähige Beschichtung 118, eine elektrisch leitfähige Paste 118, eine elektrisch leitfähige Abdeckung 118 der eine elektrisch leitfähige Flüssigkeit 118 angeordnet, wobei die elektrisch leitfähige Struktur 118 einen elektrisch leitfähigen Stoff 118 oder ein elektrisch leitfähiges Stoffgemisches 118 aufweist oder daraus gebildet ist.
Der Träger 102, die erste Elektrode 110, die organische funktionelle Schichtenstruktur 112, die zweite Elektrode 114 und die Barrierendünnschicht 108 können beispielsweise gemäß einer der Ausgestaltungen der Beschreibungen der 2 eingerichtet sein.
Die elektrische Isolierungen 104 sind derart eingerichtet sein, dass ein Stromfluss zwischen zwei elektrisch leitfähigen Bereichen, beispielsweise zwischen der ersten Elektrode 110 und der zweiten Elektrode 114 verhindert wird. Der Stoff oder das Stoffgemisch der elektrischen Isolierung kann beispielsweise 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, beispielsweise ein Polyimid aufweisen oder daraus gebildet sein. Die elektrischen Isolierungen 104 können beispielsweise mittels eines Druckverfahrens aufgebracht oder ausgebildet werden, beispielsweise strukturiert. Das Druckverfahren kann beispielsweise einen Tintenstrahl-Druck (Inkjet-Printing), einen Siebdruck und/oder ein Tampondruck (Pad-Printing) aufweisen.
Das Kontaktpad 106 kann als Stoff oder Stoffgemisch einen Stoff oder ein Stoffgemisch aufweisen oder daraus gebildet sein ähnlich der zweiten Elektrode 114 gemäß einer der Ausgestaltungen der Beschreibungen der 2.
Das Anlegen der elektrischen Spannung zwischen einer Elektrode – in dem dargestellten Ausführungsbeispiel die zweite Elektrode 114, kann mittels eines elektrischen Kontaktierens des Kontaktpads 106 und der elektrisch leitfähigen Struktur 118 mittels elektrischer Kontakte 116 erfolgen, beispielsweise mittels einer schlüssigen Verbindung der Elektroden einer elektrischen Spannungsquelle 120 mit dem Kontaktpad 106 und der elektrisch leitfähigen Struktur 118. Das schlüssige Verbinden und elektrische Kontaktieren kann beispielsweise mittels Kontaktstiften, Schneidkontakten, Klemmkontakten, elektrisch leitfähigen Klebeverbindungen (anisotropic conductive film bonding – ACF-Bonden), eines Reibschweißprozesses (Ultraschallbonden) oder einer Lötverbindung ausgebildet sein.
Ein elektrisches Potenzial, beispielsweise ein elektrischer Spannungsverlauf, kann mittels der Spannungsquelle 120 über die Barrierendünnschicht 108 ausgebildet werden. Der Spannungsverlauf sollte derart eingerichtet sein, dass die Barrierendünnschicht 108 dielektrisch Eigenschaften aufweist, d.h. elektrisch isolierend eingerichtet ist. Dadurch kann das elektrische Potenzial über der Barrierendünnschicht 108 einen elektrischen Stromfluss elektrischer Ladungsträger durch elektrisch leitfähige Kanäle, beispielsweise Diffusionskanäle, in der Barrierendünnschicht 108 ermöglichen.
Bei Überschreiten eines maximalen Spannungswertes, beispielsweise der Durchschlagspannung oder der Durchbruchspannung der Barrierendünnschicht 108, kann bei einigen Ausgestaltungen der Barrierendünnschicht 108, beispielsweise eine Barrierendünnschicht 108 aus Zinkoxid, die Barrierendünnschicht 108 elektrisch leitend werden. Daher sollte das elektrische Potential über die Barrierendünnschicht 108 kleiner als dieser maximale Spannungswert sein.
Der Spannungsverlauf kann beispielsweise einen Gleichstrom durch die Barrierendünnschicht 108 erzeugen, Spannungspulse aufweisen, beispielsweise gepulst sein, und/oder einen Wechselstrom erzeugen, beispielsweise für Impedanzmessungen.
Der Spannungsverlauf kann beispielsweise mittels eines Phasen-Dimmers, eines Pulsmodulators und/oder eines Frequenzmodulators moduliert werden.
Die Schichten des optoelektronischen Bauelementes im Ausschnitt 200 sind in verschiedenen Ausführungsbeispielen in 2 beschrieben.
2 zeigt eine schematische Querschnittsansicht eines optoelektronischen Bauelementes, gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen.
In der schematischen Querschnittsansicht 200 sind die Schichten des optoelektronischen Bauelementes 100 des Ausschnittes 200 der 1 beschrieben.
Das optoelektronische Bauelement, beispielsweise ein elektromagnetische Strahlung bereitstellendes elektronisches Bauelement, beispielsweise ein lichtemittierendes Bauelement, beispielsweise in Form einer organischen Leuchtdiode kann ein Träger 102 aufweisen. Der Träger 102 kann beispielsweise als ein Trägerelement für elektronische Elemente oder Schichten, beispielsweise lichtemittierende Elemente, dienen. Beispielsweise kann der Träger 102 Glas, Quarz, und/oder ein Halbleitermaterial oder irgendein anderen geeigneten Stoff aufweisen oder daraus gebildet sein. Ferner kann der Träger 102 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. Der Träger 102 kann eines oder mehrere der oben genannten Stoffe aufweisen. Der Träger 102 kann ein Metall oder eine Metallverbindung aufweisen oder daraus gebildet sein, beispielsweise Kupfer, Silber, Gold, Platin oder ähnliches. Ein Träger 102 aufweisend ein Metall oder eine Metallverbindung kann auch als eine Metallfolie oder eine Metallbeschichtete Folie ausgebildet sein. Der Träger 102 kann transluzent oder sogar transparent ausgeführt sein.
Unter dem Begriff „transluzent“ bzw. „transluzente Schicht“ kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen verstanden werden, dass eine Schicht für Licht durchlässig ist, beispielsweise für das von dem Lichtemittierenden Bauelement erzeugte Licht, 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 Lichtmenge 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) eingekoppeltes Licht im Wesentlichen ohne Streuung oder Lichtkonversion 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 lichtemittierendes monochromes oder im Emissionsspektrum begrenztes elektronisches Bauelement bereitgestellt werden soll, ist es ausreichend, dass die optisch transluzente Schichtenstruktur zumindest in einem Teilbereich des Wellenlängenbereichs des gewünschten monochromen Lichts oder für das begrenzte Emissionsspektrum transluzent ist.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die organische Leuchtdiode 100 (oder auch die lichtemittierenden Bauelemente gemäß den oben oder noch 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 Barriereschicht 202 angeordnet sein. Die Barriereschicht 202 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 Barriereschicht 202 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 202 kann ein elektrisch aktiver Bereich 204 des lichtemittierenden Bauelements 100 angeordnet sein. Der elektrisch aktive Bereich 204 kann als der Bereich des lichtemittierenden Bauelements 100 verstanden werden, in welchem ein elektrischer Strom zum Betrieb des lichtemittierenden Bauelements 100 fließt. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann der elektrisch aktive Bereich 204 eine erste Elektrode 110, eine zweite Elektrode 114 und eine organische funktionelle Schichtenstruktur 112 aufweisen, wie sie im Folgenden noch näher erläutert werden.
So kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen auf oder über der Barriereschicht 202 (oder, wenn die Barriereschicht 202 nicht vorhanden ist, auf oder über dem Träger 102) die erste Elektrode 110 (beispielsweise in Form einer ersten Elektrodenschicht 110) aufgebracht sein. Die erste Elektrode 110 (im Folgenden auch als untere Elektrode 110 bezeichnet) kann aus einem elektrisch leitfähigen Stoff 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 sind transparente, leitfähige Stoffe, beispielsweise Metalloxide, wie beispielsweise Zinkoxid, Zinnoxid, Cadmiumoxid, Titanoxid, Indiumoxid, oder Indium-Zinn-Oxid (ITO). Neben binären Metallsauerstoffverbindungen, wie beispielsweise ZnO, SnO₂, oder In₂O₃ gehören 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 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 Elektrode 110 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 Elektrode 110 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.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die erste Elektrode 110 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 halbleitenden Nanodrähten.
Ferner kann die erste Elektrode 110 elektrisch leitfähige Polymere oder Übergangsmetalloxide oder elektrisch leitfähige transparente Oxide aufweisen.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen können die erste Elektrode 110 und der Träger 102 transluzent oder transparent ausgebildet sein. In dem Fall, dass die erste Elektrode 110 ein Metall aufweist oder daraus gebildet ist, kann die erste Elektrode 110 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 erste Elektrode 110 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 Elektrode 110 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 Elektrode 110 ein leitfähiges transparentes Oxid (TCO) aufweist oder daraus gebildet ist, die erste Elektrode 110 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 Elektrode 110 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 Elektrode 110 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 Elektrode 110 kann als Anode, also als löcherinjizierende Elektrode ausgebildet sein oder als Kathode, also als eine elektroneninjizierende Elektrode.
Die erste Elektrode 110 kann einen ersten elektrischen Kontaktpad aufweisen, an den ein erstes elektrisches Potenzial (bereitgestellt von einer Energiequelle (nicht dargestellt), beispielsweise einer Stromquelle oder einer Spannungsquelle) anlegbar ist. Alternativ kann das erste elektrische Potenzial an den Träger 102 angelegt werden oder sein und darüber dann mittelbar an die erste Elektrode 110 angelegt werden oder sein. Das erste elektrische Potenzial kann beispielsweise das MassePotenzial oder ein anderes vorgegebenes BezugsPotenzial sein.
Weiterhin kann der elektrisch aktive Bereich 204 des lichtemittierenden Bauelements 100 eine organische funktionelle Schichtenstruktur 112 aufweisen, die auf oder über der ersten Elektrode 110 aufgebracht ist oder ausgebildet wird.
Die organische funktionelle Schichtenstruktur 112 kann eine oder mehrere Emitterschichten 208 aufweisen, beispielsweise mit fluoreszierenden und/oder phosphoreszierenden Emittern, sowie eine oder mehrere Lochleitungsschichten 206 (auch bezeichnet als Lochtransportschicht(en) 210). In verschiedenen Ausführungsbeispielen können alternativ oder zusätzlich eine oder mehrere Elektronenleitungsschichten 206 (auch bezeichnet als Elektronentransportschicht(en) 206) vorgesehen sein.
Beispiele für Emittermaterialien, die in dem lichtemittierenden Bauelement 100 gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen für die Emitterschicht(en) 208 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) 208 des lichtemittierenden Bauelements 100 können beispielsweise so ausgewählt sein, dass das lichtemittierende Bauelement 100 Weißlicht emittiert. Die Emitterschicht(en) 208 kann/können mehrere verschiedenfarbig (zum Beispiel blau und gelb oder blau, grün und rot) emittierende Emittermaterialien aufweisen, alternativ kann/können die Emitterschicht(en) 208 auch aus mehreren Teilschichten aufgebaut sein, wie einer blau fluoreszierenden Emitterschicht 208 oder blau phosphoreszierenden Emitterschicht 208, einer grün phosphoreszierenden Emitterschicht 208 und einer rot phosphoreszierenden Emitterschicht 208. 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, nichtpolymere Moleküle („small molecules“) oder eine Kombination dieser Stoffe aufweisen. Beispielsweise kann die organische funktionelle Schichtenstruktur 112 eine oder mehrere elektrolumineszente Schichten aufweisen, die als Lochtransportschicht 210 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 organische funktionelle Schichtenstruktur 112 eine oder mehrere funktionelle Schichten aufweisen, die als Elektronentransportschicht 206 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 Lochtransportschicht 210 können beispielsweise tertiäre Amine, Carbazoderivate, leitendes 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 210 auf oder über der ersten Elektrode 110 aufgebracht, beispielsweise abgeschieden, sein, und die Emitterschicht 208 kann auf oder über der Lochtransportschicht 210 aufgebracht sein, beispielsweise abgeschieden sein. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann dir Elektronentransportschicht 206 auf oder über der Emitterschicht 208 aufgebracht, beispielsweise abgeschieden, sein.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die organische funktionelle Schichtenstruktur 112 (also beispielsweise die Summe der Dicken von Lochtransportschicht(en) 210 und Emitterschicht(en) 208 und Elektronentransportschicht(en) 206) 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 Schichtenstruktur 112 beispielsweise einen Stapel von zwei, drei oder vier direkt übereinander angeordneten OLEDs aufweisen, in welchem Fall beispielsweise organische funktionelle Schichtenstruktur 112 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 Emitterschichten 208 oder auf oder über der oder den Elektronentransportschicht(en) 206 aufweisen, die dazu dienen, die Funktionalität und damit die Effizienz des lichtemittierenden Bauelements 100 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 Elektrode 114 (beispielsweise in Form einer zweiten Elektrodenschicht 114) aufgebracht sein.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die zweite Elektrode 114 die gleichen Stoffe aufweisen oder daraus gebildet sein wie die erste Elektrode 110, wobei in verschiedenen Ausführungsbeispielen Metalle besonders geeignet sind.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die zweite Elektrode 114 (beispielsweise für den Fall einer metallischen zweiten Elektrode 114) beispielsweise eine Schichtdicke aufweisen von kleiner oder gleich ungefähr 50 nm, beispielsweise eine Schichtdicke von kleiner oder gleich ungefähr 45 nm, beispielsweise eine Schichtdicke von kleiner oder gleich ungefähr 40 nm, beispielsweise eine Schichtdicke von kleiner oder gleich ungefähr 35 nm, beispielsweise eine Schichtdicke von kleiner oder gleich ungefähr 30 nm, beispielsweise eine Schichtdicke 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 15 nm, beispielsweise eine Schichtdicke von kleiner oder gleich ungefähr 10 nm.
Die zweite Elektrode 114 kann allgemein in ähnlicher Weise ausgebildet werden oder sein wie die erste Elektrode 110, oder unterschiedlich zu dieser. Die zweite Elektrode 114 kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen aus einem oder mehreren der Stoffe und mit der jeweiligen Schichtdicke ausgebildet sein oder werden, wie oben im Zusammenhang mit der ersten Elektrode 110 beschrieben. In verschiedenen Ausführungsbeispielen sind die erste Elektrode 110 und die zweite Elektrode 114 beide transluzent oder transparent ausgebildet. Somit kann das in 1 dargestellte lichtemittierende Bauelement 100 als Top- und Bottom-Emitter (anders ausgedrückt als transparentes lichtemittierendes Bauelement 100) ausgebildet sein.
Die zweite Elektrode 114 kann als Anode, also als löcherinjizierende Elektrode ausgebildet sein oder als Kathode, also als eine elektroneninjizierende Elektrode.
Die zweite Elektrode 114 kann einen zweiten elektrischen Anschluss aufweisen, an den ein zweites elektrisches Potenzial (welches unterschiedlich ist zu dem ersten elektrischen Potenzial), bereitgestellt von der Energiequelle, anlegbar ist. Das zweite elektrische Potenzial kann beispielsweise einen Wert aufweisen derart, dass die Differenz zu dem ersten elektrischen Potenzial einen Wert in einem Bereich von ungefähr 1,5 V bis ungefähr 20 V aufweist, beispielsweise einen Wert in einem Bereich von ungefähr 2,5 V bis ungefähr 15 V, beispielsweise einen Wert in einem Bereich von ungefähr 3 V bis ungefähr 12 V.
Auf oder über der zweiten Elektrode 114 und damit auf oder über dem elektrisch aktiven Bereich 204 kann optional noch eine Verkapselung 108, beispielsweise in Form einer Barrierendünnschicht/Dünnschichtverkapselung 108 gebildet werden oder sein.
Unter einer „Barrierendünnschicht“ 108 bzw. einem „Barriere-Dünnfilm“ 108 kann im Rahmen dieser Anmeldung beispielsweise eine Schicht oder eine Schichtenstruktur verstanden werden, die dazu geeignet ist, eine Barriere gegenüber chemischen Verunreinigungen bzw. atmosphärischen Stoffen, insbesondere gegenüber Wasser (Feuchtigkeit) und Sauerstoff, zu bilden. Mit anderen Worten ist die Barrierendünnschicht 108 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 Barrierendünnschicht 108 eine Mehrzahl von aufeinander ausgebildeten Teilschichten aufweisen. Mit anderen Worten kann gemäß einer Ausgestaltung die Barrierendünnschicht 108 als Schichtstapel (Stack) ausgebildet sein. Die Barrierendünnschicht 108 oder eine oder mehrere Teilschichten der Barrierendünnschicht 108 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 Barrierendünnschicht 108, die mehrere Teilschichten aufweist, eine oder mehrere Teilschichten der Barrierendünnschicht 108 mittels eines anderen Abscheideverfahrens als einem Atomlagenabscheideverfahren abgeschieden werden, beispielsweise mittels eines Gasphasenabscheideverfahrens.
Die Barrierendünnschicht 108 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 Barrierendünnschicht 108 unterschiedliche Schichtdicken aufweisen. Mit anderen Worten kann mindestens eine der Teilschichten eine andere Schichtdicke aufweisen als eine oder mehrere andere der Teilschichten.
Die Barrierendünnschicht 108 oder die einzelnen Teilschichten der Barrierendünnschicht 108 können gemäß einer Ausgestaltung als transluzente oder transparente Schicht ausgebildet sein. Mit anderen Worten kann die Barrierendünnschicht 108 (oder die einzelnen Teilschichten der Barrierendünnschicht 108) 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 Barrierendünnschicht 108 einen der nachfolgenden Stoffe aufweisen oder daraus gebildet sein: Aluminiumoxid, Zinkoxid, Zirkoniumoxid, Titanoxid, Hafniumoxid, Tantaloxid Lanthaniumoxid, Siliziumoxid, Siliziumnitrid, Siliziumoxinitrid, Indiumzinnoxid, Indiumzinkoxid, Aluminiumdotiertes Zinkoxid, sowie Mischungen und Legierungen derselben. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die Barrierendünnschicht 108 oder (im Falle eines Schichtenstapels mit einer Mehrzahl von Teilschichten) eine oder mehrere der Teilschichten der Barrierendünnschicht 108 ein oder mehrere hochbrechende Stoffe aufweisen, anders ausgedrückt ein oder mehrere Stoffe mit einem hohen Brechungsindex, beispielsweise mit einem Brechungsindex von mindestens 2.
3 zeigt ein Diagramm eines Verfahrens zum Ermitteln der Permeabilität einer dielektrischen Schicht eines elektrischen Bauelementes, gemäß verschiedenen Ausgestaltungen.
In einem Ausführungsbeispiel kann das Verfahrens zum Ermitteln der Permeabilität einer dielektrischen Schicht eines elektrischen Bauelementes 300 nach einem Verkapseln 302 eines elektrisch aktiven Bereiches 204, beispielsweise eines organischen, elektronischen Bauelementes 100 auf oder über einem Träger 102, beispielsweise gemäß einer der Ausgestaltung der Beschreibungen der 1 oder 2, mit einer Barrierendünnschicht 108, ein Umgeben 304 der Barrierendünnschicht 108 des organischen, elektronischen Bauelementes 100 mit einer elektrisch leitfähigen Struktur 118 aufweisen.
Weiterhin kann das Verfahren 300 ein Ausbilden 306 eines elektrischen Potenzials über die Barrierendünnschicht 108 aufweisen, d.h. ein Ausbilden einer elektrischen Potentialdifferenz zwischen einer der Elektroden 110, 114 des organischen, elektronischen Bauelementes 100 und der elektrisch leitfähigen Struktur 118 aufweisen.
Weiterhin kann das Verfahren 300 ein Messen 308 wenigstens einer elektrischen Eigenschaft der Barrierendünnschicht 108 aufweisen, beispielsweise ein Messen eines elektrischen Stromes durch die Barrierendünnschicht 108, wodurch beispielsweise die elektrische Leitfähigkeit der Barrierendünnschicht 108 als elektrische Eigenschaft der Barrierendünnschicht 108 bestimmt werden kann.
Das Umgeben 304 kann beispielsweise als ein Ausbilden einer Schicht aus einem elektrisch leitfähigen Stoff oder elektrisch leitfähigen Stoffgemisch auf oder über der Barrierendünnschicht 108 eingerichtet sein.
In einer Ausgestaltung kann das Umgeben 304 als ein Benetzten der Barrierendünnschicht 108 mit einem flüssigen, elektrisch leitfähigen Stoff oder einem flüssigen, elektrisch leitfähigen Stoffgemisch eingerichtet sein, beispielsweise einem Eintauchen des elektronischen Bauelementes 100 in eine Lösung mit flüssigem, elektrisch leitfähigen Stoff oder flüssigem, elektrisch leitfähigen Stoffgemisch, wobei die Barrierendünnschicht 108 vollständig von der Lösung umgeben wird, d.h. benetzt wird.
In einer Ausgestaltung kann der elektrisch leitfähige Stoff oder das elektrisch leitfähige Stoffgemisch der elektrisch leitfähigen Struktur 118 erst mittels des elektrischen Potenzials elektrisch leitfähig werden, d.h. zu einem elektrisch leitfähigen Stoff oder elektrisch leitfähigen Stoffgemisch werden, beispielweise mittels Elektrolyse.
Die elektrisch leitfähige Struktur 118 kann als Stoff oder Stoffgemisch einen Stoff aufweisen oder daraus gebildet sein der eine hohe elektrische Leitfähigkeit aufweist, beispielsweise ein Metall, beispielsweise Kupfer, Aluminium, Stahl, Silber, Gold, Platin oder ähnliches.
In einer Ausgestaltung können eine oder mehrere elektrisch leitfähige Strukturen 118 auf oder über der Barrierendünnschicht 108 ausgebildet sein, beispielsweise eine (dargestellt), zwei, drei, vier oder mehr.
In einer Ausgestaltung kann die elektrisch leitfähige Strukturen 118 beispielsweise als eine Leitsilberschicht mittels Siebdrucks, Schablonendrucks, Tintenstrahldruck oder sonstigen Druckverfahren ausgebildet werden, beispielsweise nach dem Ausbilden der Barrierendünnschicht 108 auf oder über dem elektronischen Bauelement, beispielsweise einem optoelektronischen Bauelement.
Eine Leitsilberschicht kann beispielsweise mittels eines Trocknens einer Silberleitpaste ausgebildet werden.
Der elektrisch leitfähige Stoff oder das elektrisch leitfähige Stoffgemisch der elektrisch leitfähigen Struktur 118 kann für das Ausbilden der elektrisch leitfähigen Struktur 118, beispielsweise mittels eines Tintenstrahlverfahrens, einen formbaren Zustand aufweisen, beispielsweise in einer Lösung, Dispersion oder Suspension gelöst sein.
Die elektrisch leitfähige Struktur 118 kann nach dem Umgeben 304 der Barrierendünnschicht 108, beispielsweise nach einem Aufbringen der elektrisch leitfähigen Struktur 118 auf oder über die Barrierendünnschicht 108, verfestigt werden, beispielsweise mittels Abdampfens flüchtiger Bestandteile der Lösung, Suspension oder Dispersion, beispielsweise eines flüchtigen Lösungsmittels, thermisch, beispielsweise mittels Erwärmens und/oder mittels elektromagnetischer Strahlung, beispielsweise einem strahlungsinduzierten, chemischen Vernetzen.
In einer Ausgestaltung kann die elektrisch leitfähige Struktur 118 eine Dicke in einem Bereich von einigen Mikrometern bis hin zu einigen Millimetern aufweisen, beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 1 µm bis ungefähr 5 mm, beispielsweise ungefähr 250 µm.
Wenn die elektrisch leitfähige Struktur 118 mit einem Kontakt 116 einer Spannungsquelle 120 und die zweite Elektrode 114 mit einem anderen Kontakt 116 einer Spannungsquelle 120 elektrisch kontaktiert wird, kann die zweite Elektrode 114 und die elektrisch leitfähige Struktur 118 mit der Barrierendünnschicht 108 eine Kondensator-Anordnung ausbilden.
Eine an die Kondensator-Anordnung angelegte elektrische Spannung kann hohe elektrische Felder in der Barrierendünnschicht 108 erzeugen.
Mittels einer Leckstrommessung der Kondensator-Anordnung, d.h. mittels eines Messens des Leckstromes durch die Barrierendünnschicht 108, können mögliche Defekt, beispielsweise Poren, Löcher oder Risse, der Verkapselungsschicht identifiziert werden.
Eine Barrierendünnschicht 108, die dielektrisch keine Auffälligkeiten zeigt (niedriger Leckstrom), kann nicht immer gut genug für die Verkapselung eines organischen, elektronischen Bauelementes, beispielsweise einer OLED, sein. Beispielsweise kann die Kondensator-Anordnung keine offensichtlichen Diffusionskanäle aufweisen, welche die Kondensator-Anordnung schwächen würden. Dennoch kann Wasser durch die Barrierendünnschicht 108 in die organische funktionelle Schichtenstruktur 112 eindiffundieren, beispielsweise entlang Korngrenzen der Barrierendünnschicht 108. Daher sollte die elektrisch leitfähige Struktur 118, beispielsweise eine elektrisch leitfähige Tinte, Ionen aufweisen, die nach Ausbilden, beispielsweise Anlegen, einer hohen Spannung der Spannungsquelle 120 zwischen der elektrisch leitfähigen Struktur 118 und der zweiten Elektrode 114, oder anders formuliert: über die Barrierendünnschicht 108, in dem erzeugten, elektrischen Feld anfangen wie Wassermoleküle durch die Barrierendünnschicht 108 zu migrieren, beispielswiese zu wandern, beispielsweise elektrophoretisch
Die elektrisch leitfähige Struktur, beispielsweise eine elektrisch leitfähige Tinte, kann auch Spuren von Wasser aufweisen. Im dem erzeugten elektrischen Feld können in Abhängigkeit der Polarität H₃O⁺-Ionen und/oder OH^–-Ionen des Wassers beschleunigt migrieren, wobei das Wasser auch ohne elektrisches Feld diese H₃O⁺-Ionen und OH^–Ionen aufweist.
In einem Ausführungsbeispiels kann die Ionenkonzentration in der elektrisch leitfähigen Struktur 118 mittels gezielter Zugabe von Anionen oder Kationen erhöht werden, beispielsweise Hydroxid-Ionen (OH^–Ionen), Protonen (H⁺-Ionen) oder Oxonium-Ionen (H3O⁺-Ionen), Elektronen (e^–), Halogenide, Metallionen, beispielsweise Metallkationen, oder Ionen eines organischen Stoffes.
Die Migration der Ionen durch die Diffusionskanäle kann in einer Messung als elektrischer Leckstrom identifiziert werden. Mittels der Ionenwanderung kann sich mittels der erhöhten Ionenkonzentration in den Diffusionskanälen der Barrierendünnschicht 108 die Leitfähigkeit der Diffusionskanäle mit der Zeit erhöhen. Dadurch kann der messbare Leckstrom weiter verstärkt werden, wodurch das Messen des Leckstromes vereinfacht werden kann.
In einem Ausführungsbeispiel kann die elektrisch leitfähige Struktur 118 als eine elektrisch leitfähige Schicht, beispielsweise eine Silberleitpaste, auf oder über einem Substrat, beispielsweise einer Glasscheibe, ausgebildet sein, beispielsweise mittels eines Siebdrucks, eines Schablonendrucks, eines Tintenstrahldrucks oder sonstigen Druckverfahren, beispielsweise strukturiert. Die elektrisch leitfähige Schicht kann in einem formbaren Zustand sein, beispielsweise nicht ausgehärtet sein. Diese elektrisch leitfähige Struktur 118 kann auf eine fertig prozessierte OLED derart auflaminiert werden, dass die elektrisch leitfähige Schicht auf der Barrierendünnschicht 108 angeordnet ist, das heißt einen körperlichen Kontakt aufweist. Die Glasscheibe kann Leiterbahnen aufweisen, die derart ausgebildet oder ausgelegt sein können, dass für die Elektroden 110, 114, beispielsweise für die Anode 110 und die Kathode 114, und die elektrisch leitfähige Schicht der elektrisch leitfähigen Struktur 118 separate elektrische Kontakte 116 ausgebildet sind. Mit anderen Worten: die Leiterbahnen der Glasscheibe können derart ausgebildet sein, dass die Elektroden 110, 114 und die elektrisch leitfähige Struktur 118 separat elektrisch kontaktiert werden können. Die elektrisch leitfähige Schicht, beispielsweise die Silberleitpaste, auf oder über der Glasscheibe kann thermisch, beispielsweise mittels Erwärmens, oder strahlungsinduziert, d.h. mittels Lichteinflusses, nach dem Laminierprozess verfestigt werden, beispielsweise ausgehärtet werden. Die elektrisch leitfähige Schicht kann eine Dicke in einem Bereich von ungefähr 1 µm bis ungefähr 10 mm aufweisen, beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 10 µm bis ungefähr 1000 µm, beispielsweise ungefähr 50 µm.
In einem anderen Ausführungsbeispiel kann die elektrisch leitfähige Struktur 118 direkt, in einem körperlichen Kontakt, auf oder über der Barrierendünnschicht 108 ausgebildet werden. Verfahren, beispielsweise Druckverfahren, bei denen ein mechanischer Kontakt von Sieben, Schablonen, Masken oder sonstigen harten Gegenständen mit der obersten Schicht der OLED entstehen könnten, könnten zu einem mechanischen Beschädigen der Barrierendünnschicht 108 führen und sollten daher vermieden werden. Die elektrisch leitfähige Struktur 118 kann beispielsweise mittels eines gerichteten Sprühverfahrens ausgebildet werden. Die elektrisch leitfähige Struktur 118 kann mittels Abdampfens eines flüchtigen Lösungsmittels, thermisch oder mittels Bestrahlens mit elektromagnetischer Strahlung verfestigt werden, beispielsweise ausgehärtet werden. Die elektrisch leitfähige Struktur 118 kann in diesem Ausführungsbeispiel eine Dicke in einem Bereich von ungefähr 1 µm bis ungefähr 10 mm aufweisen, beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 100 µm bis ungefähr 1000 µm, beispielsweise ungefähr 250 µm.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel kann direkt im Anschluss an das Ausbilden der Barrierendünnschicht 108, beispielsweise noch im Hochvakuum auf eine fertig gestellte OLED, durch eine Schattenmaske auf die Barrierendünnschicht 108 eine dritte Elektrode 118 als elektrisch leitfähige Struktur 118 ausgebildet werden, beispielsweise eine Silberelektrode aufgedampft werden. Die Schattenmaske sollte derart dimensioniert sein, dass die Maskenränder keinen mechanischen Schaden an der OLED-Oberfläche verursachen können, beispielsweise im optisch aktiven Bereich der OLED. Die elektrisch leitfähige Schicht kann in diesem Ausführungsbeispiel eine Dicke in einem Bereich von ungefähr 10 nm bis ungefähr 100 µm aufweisen, beispielsweise ungefähr 200 nm.
In einer Ausgestaltung kann die elektrisch leitfähige Struktur 118 Silber aufweisen oder daraus gebildet sein, beispielsweise eine Silberleitpaste. In einer Ausgestaltung, in der die elektrisch Spannung der elektrischen Spannungsquelle 120 und damit das elektrische Feld in der Barrierendünnschicht 108 derart ausgebildet ist, dass die zweite Elektrode 114 elektrisch negativ und die elektrisch leitfähige Struktur 118 elektrisch positiv geladen ist, kann sich eine Migration von Silber-Ionen ausbilden, die auch als Silber-Migration bekannt ist, wobei Silber-Ionen von der Anode 118 zur Kathode 114 migrieren. Die Silber-Ionen können an der Kathode 114 wieder zu Silber reduziert werden, wodurch ein feiner Silberfaden (Dendrit) gebildet werden kann. Der Silberfaden kann sich entlang des Diffusionskanals ausbreiten und die Leitfähigkeit um viele Größenordnungen erhöhen.
In einer Ausgestaltung kann die elektrisch leitfähige Struktur einen der folgenden Stoffe aufweisen oder daraus gebildet sein: Metallpartikel, beispielsweise Silberpartikel; Binder, beispielsweise Nitrozellulose oder ähnliches, elektrisch leitfähige organische Stoffe, beispielswiese ein elektrisch leitfähiges Oligomer oder ein elektrisch leitfähiges Polymer.
In einer Ausgestaltung kann die Leckstrommessung als eine Impedanzspektroskopie eingerichtet sein.
In verschiedenen Ausführungsformen werden ein Verfahren zum Ermitteln der Permeabilität einer dielektrischen Schicht eines optoelektronischen Bauelementes, eine Vorrichtung zum Ermitteln der Permeabilität einer dielektrischen Schicht eines optoelektronischen Bauelementes, ein optoelektronisches Bauelement und ein Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelementes bereitgestellt, mit denen es möglich ist die Leckströme durch Dünnfilmverkapselungen von optoelektronischen Bauelementen, beispielsweise organischen, optoelektronischen Bauelementen, zerstörungsfrei zu messen. Dadurch können organische, optoelektronische Bauelemente erkannt und aussortiert werden, die sonst im Laufe der Zeit beim Kunden durch Eindiffusion von Feuchtigkeit sichtbare Schädigungen ausbilden würden.

Claims

Verfahren (300) zum Ermitteln der Permeabilität einer dielektrischen Schicht (108) eines optoelektronischen Bauelementes bezüglich Wasser und/oder Sauerstoff, das Verfahren (300) aufweisend: – Anlegen einer elektrischen Spannung über die dielektrischen Schicht (108); – Messen einer resultierenden elektrischen Stromstärke durch die dielektrische Schicht (108); und – Ermitteln der Permeabilität der dielektrischen Schicht (108) bezüglich Wasser und/oder Sauerstoff aus der gemessenen Stromstärke.
Verfahren (300) gemäß Anspruch 1, wobei die dielektrische Schicht (108) als eine Barrierendünnschicht (108) eingerichtet ist.
Verfahren (300) gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die dielektrische Schicht (108) auf oder über einer elektrisch leitfähigen Schicht (114) ausgebildet ist.
Verfahren (300) gemäß Anspruch 3, wobei die elektrisch leitfähige Schicht (114) als eine Elektrode des optoelektronischen Bauelementes eingerichtet ist.
Verfahren (300) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das optoelektronische Bauelement als eine organische Solarzelle, organischer Sensor oder eine organische Leuchtdiode eingerichtet ist.
Verfahren (300) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, ferner aufweisend: Bilden einer elektrisch leitfähigen Struktur (118) auf oder über der dielektrischen Schicht (108).
Verfahren (300) gemäß Anspruch 6, wobei ein Stoff der elektrisch leitfähigen Struktur (118) zum Bereitstellen von elektrischen Ladungsträgern eingerichtet ist, insbesondere von Ionen.
Verfahren (300) gemäß einem der Ansprüche 6 oder 7, wobei die elektrisch leitfähige Struktur (118) als eine elektrisch leitfähige Beschichtung (118), eine elektrisch leitfähige Paste (118), eine elektrisch leitfähige Abdeckung (118), eine Kontakt-Elektrode (118) oder eine Flüssigkeitselektrode (118) eingerichtet ist.
Verfahren (300) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die elektrische Spannung derart angelegt wird, dass die elektrischen Ladungsträger der elektrisch leitfähigen Struktur (118) von der elektrisch leitfähigen Struktur (118) durch die dielektrische Schicht (108) zu der elektrisch leitfähigen Schicht (114) migrieren.
Vorrichtung zum Ermitteln der Permeabilität einer dielektrischen Schicht (108) auf oder über einer elektrisch leitfähigen Schicht (114) eines optoelektronischen Bauelementes, die Vorrichtung aufweisend: – eine Steuereinheit, eingerichtet zu einem Ändern eines elektrischen Stromes durch die dielektrische Schicht; und – eine Messeinheit, eingerichtet zu einem Messen (308) des elektrischen Stromes durch die dielektrischen Schicht.
Vorrichtung gemäß Anspruch 10, wobei die Steuereinheit eine Kontaktbildungsvorrichtung aufweist, wobei die Kontaktbildungsvorrichtung derart eingerichtet ist, dass die dielektrische Schicht (108) mit einer elektrisch leitfähigen Struktur (118) wenigstens teilweise in einem körperlichen Kontakt Umgeben (304) wird.
Vorrichtung gemäß Anspruch 11, wobei die Kontaktbildungsvorrichtung zu einem Aufbringen einer elektrisch leitfähigen Struktur (118) auf oder über die dielektrische Schicht (108) eingerichtet ist, insbesondere zu einem Aufbringen einer elektrisch leitfähigen Beschichtung (118), zu einem Aufbringen einer elektrisch leitfähigen Paste (118), zu einem Aufbringen einer elektrisch leitfähigen Abdeckung (118), eine elektrische Kontakt-Elektrode (118) oder eine Flüssigkeitselektrode (118) mit einer elektrisch leitfähigen Flüssigkeit aufweist, insbesondere eine elektrisch leitfähige Lösung, eine elektrisch leitfähige Suspension oder eine elektrisch leitfähige Dispersion.
Vorrichtung gemäß Anspruch 12, wobei die elektrisch leitfähige Abdeckung (118) als elektrisch leitfähige Struktur (118) eingerichtet ist, wobei die elektrisch leitfähige Abdeckung (118) eine elektrisch leitfähige Beschichtung und Leiterbahnen auf oder über einem Substrat aufweist.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 10 bis 13. wobei die Steuereinheit eine Spannungsquelle (120) aufweist, die mit der elektrisch leitfähigen Schicht (114) der elektrischen Schichtenstruktur und der Kontaktbildungseinheit elektrisch verbunden ist, wobei die Steuereinheit zum Steuern des elektrischen Spannungsverlaufes eingerichtet ist.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 10 bis 14, wobei die Steuereinheit und die Messeinheit derart eingerichtet sind, dass das Steuern des Spannungsverlaufes mit dem Messen (308) der wenigstens einen, elektrischen Eigenschaft gekoppelt ist.
Optoelektronisches Bauelement, aufweisend: – einen Träger (102); – einen elektrisch aktiven Bereich (106) auf oder über dem Träger (102), wobei der elektrisch aktive Bereich aufweist: eine erste Elektrode (110) auf oder über dem Träger (102), eine organische funktionelle Schichtenstruktur (112) auf oder über der ersten Elektrode (110), und eine zweite Elektrode (114) auf oder über der organischen funktionellen Schichtenstruktur (112); – eine Barrierendünnschicht (108), eingerichtet zum Abdichten des elektrisch aktiven Bereiches (206) bezüglich Wasser und/oder Sauerstoff; und – eine Testelektrode (118) auf oder über der Barrierendünnschicht (108).
Elektronisches Bauelement gemäß Anspruch 16, wobei das optoelektronische Bauelement als eine organische Solarzelle, organischer Sensor oder eine organische Leuchtdiode eingerichtet ist.
Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelementes – Bereitstellen eines optoelektronischen Bauelementes mit einen elektrisch aktiven Bereich (106) auf oder über dem Träger (102), wobei der elektrisch aktive Bereich eine erste Elektrode (110) auf oder über dem Träger (102), eine organische funktionelle Schichtenstruktur (112) auf oder über der ersten Elektrode (110), eine zweite Elektrode (114) auf oder über der organischen funktionellen Schichtenstruktur (112) aufweist und eine Barrierendünnschicht (108) aufweist; und – Ausbilden einer Testelektrode (118) auf oder über der Barrierendünnschicht (108).