DE102015101676A1 - Component and method for manufacturing a device - Google Patents
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Abstract
Es wird ein Bauelement angegeben, das ein Substrat, einen funktionellen Schichtenstapel, eine hermetisch dichte selbsttragende Barriereschicht und eine Verkapselungsschicht aufweist, wobei der funktionelle Schichtenstapel zwischen dem Substrat und der Barriereschicht angeordnet ist, die Barriereschicht in Draufsicht auf das Substrat den funktionellen Schichtenstapel bedeckt und seitlich des Schichtenstapels mit dem Substrat und/oder mit einer auf dem Substrat angeordneten Schicht eine Stufe bildet, und die Verkapselungsschicht die Stufe überdeckt, so dass der funktionelle Schichtenstapel seitlich durch die Barriereschicht und die Verkapselungsschicht hermetisch abgeschlossen ist. Des Weiten wird ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Bauelements angegeben.The invention relates to a component which has a substrate, a functional layer stack, a hermetically sealed self-supporting barrier layer and an encapsulation layer, the functional layer stack being arranged between the substrate and the barrier layer, the barrier layer covering the functional layer stack in plan view of the substrate and laterally of the layer stack forms a step with the substrate and / or with a layer arranged on the substrate, and the encapsulation layer covers the step, so that the functional layer stack is hermetically sealed laterally by the barrier layer and the encapsulation layer. Of course, a method for producing such a device is given.
Description
Es werden ein Bauelement und ein Verfahren zur Herstellung eines Bauelements angegeben.A component and a method for producing a component are specified.
Flächige organische Elektronikbauteile sind empfindlich gegen Umwelteinflüsse wie Sauerstoff und Feuchtigkeit sowie gegen äußere mechanische Einflüsse. Zur Verkapselung solcher Elektronikbauteile kann beispielsweise ein Deckel vollflächig aufgeklebt oder laminiert werden. Alternative Lösungen sind das Aufkleben von Deckeln mit Kavitäten am Rand oder das Befestigen von Deckeln mittels einer Glasfritte oder die Verwendung einer Dünnfilmverkapselung. Flat organic electronic components are sensitive to environmental influences such as oxygen and moisture as well as external mechanical influences. For encapsulation of such electronic components, for example, a lid can be glued or laminated over the entire surface. Alternative solutions include the attachment of lids with cavities on the edge or the attachment of lids by means of a glass frit or the use of a thin-film encapsulation.
Eine Aufgabe ist es, ein vereinfacht herzustellendes Bauelement mit einem hohen Hermetizitätsgrad anzugeben. Als eine weitere Aufgabe wird ein zuverlässiges und kostengünstiges Verfahren zur Herstellung eines Bauelements angegeben.An object is to provide a simplified to manufacture device with a high degree of hermeticity. As another object, a reliable and inexpensive method of manufacturing a device is disclosed.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform eines Bauelements weist dieses ein Substrat und einen auf dem Substrat angeordneten funktionellen Schichtenstapel auf. Der funktionelle Schichtenstapel enthält beispielsweise eine Mehrzahl von organischen Schichten. Der funktionelle Schichtenstapel kann eine organische aktive Schicht aufweisen, die im Betrieb des Bauelements elektromagnetische Strahlung, beispielsweise UV-Strahlung, sichtbares Licht oder Infrarotstrahlung emittiert oder detektiert. Des Weiteren kann der funktionelle Schichtenstapel eine erste Ladungstransportschicht, etwa als eine Lochtransportschicht ausgeführte organische Schicht, und eine zweite Ladungstransportschicht, etwa als eine Elektronentransportschicht ausgebildete organische Schicht enthalten. Die aktive organische Schicht kann in vertikaler Richtung zwischen der ersten und der zweiten Ladungstransportschicht angeordnet sein. Zum Beispiel ist das Bauelement eine organische Leuchtdiode (OLED).In accordance with at least one embodiment of a component, the latter has a substrate and a functional layer stack arranged on the substrate. The functional layer stack contains, for example, a plurality of organic layers. The functional layer stack may comprise an organic active layer which emits or detects electromagnetic radiation, for example UV radiation, visible light or infrared radiation, during operation of the component. Furthermore, the functional layer stack may include a first charge transport layer, such as an organic layer configured as a hole transport layer, and a second charge transport layer, such as an organic layer formed as an electron transport layer. The active organic layer may be disposed in the vertical direction between the first and second charge transport layers. For example, the device is an organic light emitting diode (OLED).
Unter einer vertikalen Richtung wird eine Richtung verstanden, die insbesondere senkrecht zu einer Haupterstreckungsebene der organischen aktiven Schicht gerichtet ist. Unter einer lateralen Richtung wird eine Richtung verstanden, die insbesondere parallel zu der Haupterstreckungsebene der organischen aktiven Schicht verläuft.A vertical direction is understood to mean a direction that is directed in particular perpendicular to a main extension plane of the organic active layer. A lateral direction is understood as meaning a direction which runs in particular parallel to the main extension plane of the organic active layer.
Das Substrat ist vorzugsweise aus einem strahlungsdurchlässigen, weiter bevorzugt transparenten Material ausgebildet. Das Substrat kann dabei Glas enthalten oder aus Glas bestehen. Insbesondere ist das Substrat für die im Betrieb des Bauelements erzeugte elektromagnetische Strahlung durchlässig ausgebildet und kann dabei klarsichtig, transparent oder transluzent ausgebildet sein. Das Substrat weist eine dem Schichtenstapel abgewandte erste Hauptfläche auf, die beispielsweise als eine Strahlungsaustrittsfläche des Bauelements dient. Des Weiteren weist das Substrat eine dem Schichtenstapel zugewandte zweite Hauptfläche auf.The substrate is preferably formed of a radiation-transmissive, more preferably transparent material. The substrate can contain glass or consist of glass. In particular, the substrate is designed to be permeable to the electromagnetic radiation generated during operation of the component and may be transparent, transparent or translucent. The substrate has a first main surface facing away from the layer stack, which serves, for example, as a radiation exit surface of the component. Furthermore, the substrate has a second main surface facing the layer stack.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Bauelements weist dieses eine Barriereschicht auf, wobei der funktionelle Schichtenstapel zwischen dem Substrat und der Barriereschicht angeordnet ist. Die Barriereschicht ist insbesondere selbsttragend ausgebildet. Mit anderen Worten ist die Barriereschicht derart ausgebildet, dass diese auch ohne mechanische Unterstützung weiterer Schichten hinsichtlich ihres Eigengewichts mechanisch stabil bleibt und nicht zerfällt. Insbesondere ist die Barriereschicht für Flüssigkeiten und Gase undurchlässig, etwa hermetisch dicht, ausgebildet.According to at least one embodiment of the component, the latter has a barrier layer, wherein the functional layer stack is arranged between the substrate and the barrier layer. The barrier layer is particularly self-supporting. In other words, the barrier layer is designed such that it remains mechanically stable without mechanical support of further layers in terms of their own weight and does not decay. In particular, the barrier layer for liquids and gases impermeable, such as hermetically sealed formed.
Die Barriereschicht kann dabei ein anorganisches Material, etwa ein Metall, Glas oder einen Kunststoff aufweisen. Die Barriereschicht kann vorgefertigt und auf den funktionellen Schichtenstapel aufgebracht sein. Beispielsweise ist die Barriereschicht in Form einer Folie, etwa als eine Metallfolie oder Glasfolie, ausgebildet. Unter einer Folie wird eine Schicht verstanden, die insbesondere allein aufgrund ihres Eigengewichts biegbar, jedoch selbsttragend und somit mechanisch stabil ausgebildet ist, wobei deren vertikale Dicke um ein Vielfaches, etwa um einen Faktor von mindestens zehn, mindestens zwanzig oder mindestens 50 kleiner als deren laterale Ausdehnung sein kann.The barrier layer may comprise an inorganic material, such as a metal, glass or a plastic. The barrier layer can be prefabricated and applied to the functional layer stack. For example, the barrier layer is in the form of a film, for example as a metal foil or glass foil. A film is understood to mean a layer which, in particular due to its own weight, is bendable but self-supporting and thus mechanically stable, its vertical thickness being many times, for example a factor of at least ten, at least twenty or at least 50 smaller than its lateral Expansion can be.
Zwischen dem funktionellen Schichtenstapel und der Barriereschicht kann eine Verbindungsschicht angeordnet sein, die die Barriereschicht beispielsweise an dem funktionellen Schichtenstapel befestigt. Die Verbindungsschicht kann eine Klebeschicht sein, die beispielsweise einen Klebstoff aufweist. Alternativ kann die Barriereschicht auf dem funktionellen Schichtenstapel etwa mittels eines Beschichtungsverfahrens ausgebildet sein. Hierbei kann auf die Verbindungsschicht verzichtet werden.Between the functional layer stack and the barrier layer, a connection layer can be arranged, which fixes the barrier layer, for example, to the functional layer stack. The bonding layer may be an adhesive layer comprising, for example, an adhesive. Alternatively, the barrier layer may be formed on the functional layer stack by means of a coating method, for example. In this case, the connection layer can be dispensed with.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Bauelements bedeckt die Barriereschicht in Draufsicht auf das Substrat den funktionellen Schichtenstapel lateral vollständig. Das heißt, der funktionelle Schichtenstapel ist entlang zumindest einer lateralen Richtung von der Barriereschicht vollständig bedeckt. Auch kann die Barriereschicht den funktionellen Schichtenstapel insgesamt vollständig bedecken.In accordance with at least one embodiment of the component, the barrier layer laterally completely covers the functional layer stack in plan view of the substrate. That is, the functional layer stack is completely covered along at least one lateral direction by the barrier layer. In addition, the barrier layer can completely cover the functional layer stack as a whole.
Die Barriereschicht bildet seitlich des Schichtenstapels insbesondere mit dem Substrat und/oder mit einer auf dem Substrat angeordneten Schicht eine Stufe. Das heißt, dass die Stufe insbesondere von der Barriereschicht und dem Substrat, oder von der Barriereschicht und der auf dem Substrat angeordneten Schicht, oder von der Barriereschicht und dem Substrat sowie der auf dem Substrat angeordneten Schicht gebildet werden kann.The barrier layer forms a step laterally of the layer stack, in particular with the substrate and / or with a layer arranged on the substrate. That is, the step in particular of the barrier layer and the substrate, or of the Barrier layer and the substrate disposed on the layer, or from the barrier layer and the substrate and the layer arranged on the substrate can be formed.
Unter einer Stufe wird eine geometrische Struktur verstanden, die eine erste, eine zweite und eine dritte Fläche aufweist, wobei die erste Fläche und die dritte Fläche vertikal beabstandet und insbesondere durch die zweite Fläche miteinander verbunden sind. Unter einer Stufe, die durch die Barriereschicht und das Substrat gebildet ist und/oder durch die Barriereschicht und eine auf dem Substrat angeordnete Schicht gebildet ist, wird insbesondere eine Stufe verstanden, bei der lediglich die erste Fläche und die zweite Fläche zumindest teilweise durch Oberflächen der Barriereschicht gebildet sind, wobei die dritte Fläche zumindest durch eine Oberfläche des Substrats oder zumindest durch eine Oberfläche der auf dem Substrat angeordneten Schicht gebildet ist. Die erste Fläche verläuft beispielsweise parallel oder im Wesentlichen parallel zu der ersten oder zweiten Hauptfläche des Substrats. Die zweite Fläche kann teilweise oder vollständig durch eine Oberfläche der Barriereschicht ausgebildet sein. Die Stufe kann um den Schichtenstapel rahmenartig ausgebildet sein. Mit anderen Worten kann die Stufe den Schichtenstapel lateral umgeben und dabei einen geschlossenen oder offenen Rahmen bilden.By a step is meant a geometric structure having a first, a second and a third surface, wherein the first surface and the third surface are vertically spaced and, in particular, interconnected by the second surface. A step which is formed by the barrier layer and the substrate and / or is formed by the barrier layer and a layer arranged on the substrate is understood in particular to mean a step in which only the first surface and the second surface are at least partially penetrated by surfaces of the substrate Barrier layer are formed, wherein the third surface is formed at least by a surface of the substrate or at least by a surface of the layer arranged on the substrate. For example, the first surface is parallel or substantially parallel to the first or second major surface of the substrate. The second surface may be partially or completely formed by a surface of the barrier layer. The step may be formed like a frame around the stack of layers. In other words, the step can laterally surround the layer stack, forming a closed or open frame.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Bauelements weist dieses eine Verkapselungsschicht auf, die die Stufe überdeckt. Aufgrund der Überdeckung kann der funktionelle Schichtenstapel seitlich durch die Barriereschicht und die Verkapselungsschicht hermetisch abgeschlossen sein. Ist die Stufe von der Verkapselungsschicht überdeckt, bedeckt die Verkapselungsschicht die zweite Fläche der Stufe zumindest bereichsweise. Beispielsweise ist dabei eine von der Barriereschicht und dem Substrat und/oder von der Barriereschicht und einer auf dem Substrat angeordneten Schicht gebildete gemeinsame Verbindungslinie von der Verkapselungsschicht abgedeckt, vorzugsweise vollständig abgedeckt. Die Verkapselungsschicht kann ein Material wie Glas, Metall, Kunststoff oder Epoxid aufweisen. Seitlich hermetisch abgeschlossen bedeutet, dass ein Durchdringen von Flüssigkeiten oder Gasen aus einer lateralen Richtung in den funktionellen Schichtenstapel vollständig oder nahezu vollständig unterbunden ist.According to at least one embodiment of the component, this has an encapsulation layer which covers the step. Due to the overlap, the functional layer stack can be hermetically sealed laterally by the barrier layer and the encapsulation layer. If the step is covered by the encapsulation layer, the encapsulation layer at least partially covers the second surface of the step. By way of example, a common connecting line formed by the barrier layer and the substrate and / or by the barrier layer and a layer arranged on the substrate is covered by the encapsulation layer, preferably completely covered. The encapsulation layer may comprise a material such as glass, metal, plastic or epoxy. Laterally hermetically sealed means that penetration of liquids or gases from a lateral direction into the functional layer stack is completely or almost completely prevented.
In zumindest einer Ausführungsform des Bauelements weist dieses ein Substrat, einen funktionellen Schichtenstapel, eine selbsttragende, insbesondere hermetisch dichte Barriereschicht und eine Verkapselungsschicht auf. Der funktionelle Schichtenstapel ist zwischen dem Substrat und der Barriereschicht angeordnet. Die Barriereschicht bedeckt in Draufsicht auf das Substrat den funktionellen Schichtenstapel. Seitlich des Schichtenstapels bildet die Barriereschicht mit dem Substrat und/oder mit einer auf dem Substrat angeordneten Schicht eine Stufe, wobei die Verkapselungsschicht die Stufe überdeckt, so dass der funktionelle Schichtenstapel seitlich durch die Barriereschicht und die Verkapselungsschicht hermetisch abgeschlossen ist.In at least one embodiment of the component, the latter has a substrate, a functional layer stack, a self-supporting, in particular hermetically sealed barrier layer and an encapsulation layer. The functional layer stack is arranged between the substrate and the barrier layer. The barrier layer covers the functional layer stack in plan view of the substrate. Laterally of the layer stack, the barrier layer forms a step with the substrate and / or with a layer arranged on the substrate, the encapsulation layer covering the step, so that the functional layer stack is hermetically sealed laterally by the barrier layer and the encapsulation layer.
Aufgrund der hermetisch dichten, selbsttragenden und somit mechanisch stabilen Barriereschicht ist der gegenüber Luftfeuchtigkeit und Schadgasen sowie gegenüber äußeren mechanischen Einwirkungen empfindliche funktionelle Schichtenstapel geschützt. Ein Unterkriechen der Barriereschicht durch Umwelteinflüsse insbesondere an Verbindungsstellen zwischen der Barriereschicht und dem Substrat beziehungsweise zwischen der Barriereschicht und einer auf dem Substrat angeordneten weiteren Schicht kann vollständig oder nahezu vollständig unterbunden werden, indem die Stufe und somit auch die Verbindungsstellen von der Verkapselungsschicht überdeckt sind. Durch eine dünne Ausführung der Barriereschicht kann eine wirtschaftliche Überdeckung der Stufe ohne großen Aufwand erzielt werden. Im Gegensatz zu einer herkömmlichen dichten Verbindungsstruktur zwischen dem Substrat und der Barriereschicht kann eine dichte Überdeckung der Stufe durch die Verkapselungsschicht vereinfacht und kostengünstig realisiert werden.Due to the hermetically sealed, self-supporting and thus mechanically stable barrier layer, the functional layer stack which is sensitive to atmospheric moisture and harmful gases as well as to external mechanical influences is protected. A creeping of the barrier layer due to environmental influences, in particular at connection points between the barrier layer and the substrate or between the barrier layer and a further layer arranged on the substrate, can be completely or almost completely prevented by the step and thus also the connection points being covered by the encapsulation layer. By a thin design of the barrier layer an economic coverage of the stage can be achieved easily. In contrast to a conventional dense connection structure between the substrate and the barrier layer, a dense covering of the step by the encapsulation layer can be simplified and implemented cost-effectively.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Bauelements ist die Barriereschicht aus einem Metall, etwa Aluminium, ausgebildet. Auch kann die Barriereschicht aus Glas oder einem Kunststoff ausgebildet sein. Insbesondere ist die Barriereschicht in Form einer Folie ausgebildet. Die Barriereschicht weist eine vertikale Dicke auf, die insbesondere zwischen einschließlich 10 µm und 1 mm, etwa zwischen einschließlich 10 µm und 200 µm, zwischen einschließlich 10 µm und 50 µm oder zwischen einschließlich 10 µm und 30 µm aufweist. Eine Dicke in dieser Größenordnung verleiht der Barriereschicht eine ausreichende mechanische Stabilität und zugleich einen ausreichenden Hermetizitätsgrad. Auch lässt sich eine durch die Barriereschicht dieser Größenordnung gebildete Stufe ohne großen Aufwand überdecken beziehungsweise überformen. Bei einer Überformung kann die Barriereschicht die Form der Stufe zumindest bereichsweise oder vollständig nachbilden. Zur Vereinfachung der Überdeckung beziehungsweise der Überformung kann die Verkapselungsschicht eine vertikale Dicke aufweisen, die sich höchstens um 50%, etwa höchstens um 30% oder höchstens um 20% von der vertikalen Dicke der Barriereschicht unterscheidet. Die Verkapselungsschicht kann dabei in Form einer vorgefertigten Folie ausgebildet sein.In accordance with at least one embodiment of the component, the barrier layer is formed from a metal, such as aluminum. Also, the barrier layer may be formed of glass or a plastic. In particular, the barrier layer is formed in the form of a film. The barrier layer has a vertical thickness, in particular between 10 .mu.m and 1 mm inclusive, approximately between 10 .mu.m and 200 .mu.m, between 10 .mu.m and 50 .mu.m, or between 10 .mu.m and 30 .mu.m, inclusive. A thickness of this order gives the barrier layer sufficient mechanical stability and at the same time a sufficient degree of hermeticity. A step formed by the barrier layer of this magnitude can also be masked or overmolded without much effort. In the case of overmoulding, the barrier layer can simulate the shape of the step at least partially or completely. For ease of overlap or overmolding, the encapsulant layer may have a vertical thickness that differs from the vertical thickness of the barrier layer by at most 50%, such as at most 30% or at most 20%. The encapsulation layer may be formed in the form of a prefabricated film.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Bauelements weist dieses eine Absorptionsschicht auf. Anteile von Flüssigkeiten oder Gasen, die möglicherweise durch die Verkapselungsschicht und/oder die Barriereschicht durchdringen, können von der Absorptionsschicht absorbiert und somit von dem funktionellen Schichtenstapel ferngehalten werden, wodurch die Lebensdauer des Bauelements weitererhöht wird. Außerdem kann die Absorptionsschicht gegenüber äußere mechanische Einflüsse als eine Dämpfungsschicht dienen. According to at least one embodiment of the component, this has a Absorption layer on. Portions of liquids or gases that may penetrate through the encapsulant layer and / or the barrier layer may be absorbed by the absorbent layer and thus kept away from the functional layer stack, thereby further increasing the life of the device. In addition, the absorption layer can serve as a cushioning layer against external mechanical influences.
Die Absorptionsschicht kann zwischen dem funktionellen Schichtenstapel und der Barriereschicht angeordnet sein. Auch kann die Absorptionsschicht ausschließlich seitlich des funktionellen Schichtenstapels oder zumindest bereichsweise seitlich des funktionellen Schichtenstapels. In vertikaler Richtung ist die Absorptionsschicht vorzugsweise zwischen der Barriereschicht und dem Substrat angeordnet sein. Zum Beispiel bildet ein seitlich des funktionellen Schichtenstapels angeordneter Teil der Absorptionsschicht oder die gesamte Absorptionsschicht einen Rahmen auf dem Substrat, der den funktionellen Schichtenstapel beispielsweise lateral umgibt. In lateraler Richtung ist der Rahmen insbesondere zwischen dem funktionellen Schichtenstapel und der Verkapselungsschicht angeordnet. Die in der vertikalen Richtung zwischen dem Schichtenstapel und der Verkapselungsschicht angeordnete Absorptionsschicht und die seitlich des Schichtenstapels angeordnete Absorptionsschicht können als zwei getrennte Schichten oder als eine zusammenhängende Schicht ausgebildet sein.The absorption layer may be disposed between the functional layer stack and the barrier layer. Also, the absorption layer can only laterally of the functional layer stack or at least partially laterally of the functional layer stack. In the vertical direction, the absorption layer is preferably arranged between the barrier layer and the substrate. For example, a part of the absorption layer or the entire absorption layer arranged laterally of the functional layer stack forms a frame on the substrate which laterally surrounds the functional layer stack, for example. In the lateral direction, the frame is arranged in particular between the functional layer stack and the encapsulation layer. The absorption layer arranged in the vertical direction between the layer stack and the encapsulation layer and the absorption layer arranged laterally of the layer stack may be formed as two separate layers or as one continuous layer.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Bauelements weist dieses eine erste und eine zweite Elektrode auf. In vertikaler Richtung ist der funktionelle Schichtenstapel insbesondere zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode angeordnet. Die erste Elektrode ist vorzugsweise strahlungsdurchlässig ausgebildet und zwischen dem funktionellen Schichtenstapel und dem Substrat angeordnet. Die erste Elektrode kann ein strahlungsdurchlässiges und elektrisch leitfähiges Material aufweisen. Die zweite Elektrode ist vorzugsweise strahlungsreflektierend ausgebildet.According to at least one embodiment of the component, this has a first and a second electrode. In the vertical direction, the functional layer stack is arranged in particular between the first electrode and the second electrode. The first electrode is preferably designed to be transparent to radiation and arranged between the functional layer stack and the substrate. The first electrode may comprise a radiation-transmissive and electrically conductive material. The second electrode is preferably designed to be radiation-reflecting.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Bauelements weist dieses eine erste Kontaktbahn und eine zweite Kontaktbahn auf, wobei die erste und zweite Kontaktbahn insbesondere seitlich des funktionellen Schichtenstapels auf dem Substrat angeordnet sind. Beispielsweise ist die erste Elektrode mit der ersten Kontaktbahn und die zweite Elektrode mit der zweiten Kontaktbahn elektrisch verbunden. Insbesondere über die Kontaktbahnen ist das Bauelement extern elektrisch kontaktierbar. Beispielsweise sind die Kontaktbahnen auf einer dem Schichtenstapel zugewandten Seite des Substrats elektrisch kontaktierbar. Insbesondere befinden sich die erste Kontaktbahn, die zweite Kontaktbahn und die erste Elektrode etwa auf einer gleichen vertikalen Höhe auf dem Substrat. Eine Isolierungsstruktur kann zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Kontaktbahn angeordnet sein, so dass die erste Elektrode und die zweite Kontaktbahn lateral beabstandet und voneinander elektrisch isoliert sind.In accordance with at least one embodiment of the component, the latter has a first contact track and a second contact track, wherein the first and second contact track are arranged on the substrate, in particular laterally of the functional layer stack. By way of example, the first electrode is electrically connected to the first contact track and the second electrode is electrically connected to the second contact track. In particular, via the contact tracks, the device is externally electrically contacted. For example, the contact tracks are electrically contactable on a side of the substrate facing the stack of layers. In particular, the first contact track, the second contact track and the first electrode are located approximately at the same vertical height on the substrate. An isolation structure may be disposed between the first electrode and the second contact track such that the first electrode and the second contact track are laterally spaced and electrically isolated from one another.
In mindestens einer Ausführungsform eines Verfahrens zur Herstellung eines Bauelements, das ein Substrat, einen funktionellen Schichtenstapel, eine hermetisch dichte und selbsttragende Barriereschicht und eine Verkapselungsschicht aufweist, wird zunächst das Substrat bereitgestellt. Der funktionelle Schichtenstapel wird auf das Substrat aufgebracht. In einem nachfolgenden Verfahrensschritt wird die Barriereschicht auf den funktionellen Schichtenstapel aufgebracht oder auf dem funktionellen Schichtenstapel ausgebildet, wobei die Barriereschicht in Draufsicht auf das Substrat den funktionellen Schichtenstapel bedeckt und seitlich des Schichtenstapels mit dem Substrat und/oder mit einer auf dem Substrat angeordneten Schicht eine Stufe bildet. Vorzugsweise wird die Barriereschicht in Form einer Folie ausgebildet. Die Stufe wird anschließend von der Verkapselungsschicht überdeckt, so dass der funktionelle Schichtenstapel seitlich durch die Barriereschicht und die Verkapselungsschicht hermetisch abgeschlossen ist.In at least one embodiment of a method for producing a component which has a substrate, a functional layer stack, a hermetically sealed and self-supporting barrier layer and an encapsulation layer, the substrate is first provided. The functional layer stack is applied to the substrate. In a subsequent method step, the barrier layer is applied to the functional layer stack or formed on the functional layer stack, the barrier layer covering the functional layer stack in plan view of the substrate and a step laterally of the layer stack with the substrate and / or with a layer disposed on the substrate forms. Preferably, the barrier layer is formed in the form of a film. The step is then covered by the encapsulation layer, so that the functional layer stack is hermetically sealed laterally by the barrier layer and the encapsulation layer.
Durch die Überdeckung werden mögliche undichte Verbindungsstellen zwischen der Barriereschicht und dem Substrat beziehungsweise zwischen der Barriereschicht und einer auf dem Substrat angeordneten Schicht abgedichtet, so dass ein Unterkriechen der Barriereschicht durch Umwelteinflüsse wie Feuchtigkeit oder Schadgase vollständig oder zumindest nahezu vollständig unterbunden wird. Die Überdeckung oder Überformung der Stufe stellt eine vereinfachte und zugleich eine effektive sowie kostengünstige Methode zur Erzielung einer hermetisch dichten Verkapselung des funktionellen Schichtenstapels dar.By covering possible leaky joints between the barrier layer and the substrate or between the barrier layer and a layer arranged on the substrate are sealed, so that undercreeping of the barrier layer by environmental influences such as moisture or noxious gases is completely or at least almost completely prevented. The overlapping or overmolding of the step provides a simplified and at the same time an effective and inexpensive method for achieving a hermetically sealed encapsulation of the functional layer stack.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird die Barriereschicht mittels einer Verbindungsschicht an dem funktionellen Schichtenstapel befestigt. Die Barriereschicht kann dabei als eine vorgefertigte Schicht insbesondere in Form einer Folie, etwa als eine Metallfolie oder Glasfolie, ausgebildet sein. Die Verbindungsschicht enthält insbesondere einen druckempfindlichen Haftklebstoff (Englisch: pressure sensitive adhesive). Alternativ kann die Barriereschicht beispielsweise mittels eines Beschichtungsverfahrens auf dem funktionellen Schichtenstapel ausgebildet sein. In solchen Fällen kann auf die Verbindungsschicht verzichtet werden.In accordance with at least one embodiment of the method, the barrier layer is fastened to the functional layer stack by means of a connection layer. The barrier layer may be formed as a prefabricated layer, in particular in the form of a foil, for example as a metal foil or glass foil. The bonding layer contains, in particular, a pressure-sensitive adhesive. Alternatively, the barrier layer may be formed on the functional layer stack, for example by means of a coating method. In such cases, the connection layer can be dispensed with.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird die Verkapselungsschicht flächig oder bereichsweise auf die Barriereschicht aufgebracht. Es ist auch möglich, dass die Verkapselungsschicht lediglich in unmittelbaren Regionen der Stufe auf die Barriereschicht aufgebracht oder auf der Barriereschicht ausgebildet wird, so dass in Draufsicht auf das Substrat die Barriereschicht von der Verkapselungsschicht lediglich bereichsweise bedeckt wird. Insbesondere wird dadurch die Verkapselungsschicht rahmenartig auf dem Substrat ausgebildet.In accordance with at least one embodiment of the method, the encapsulation layer is applied to the barrier layer over a surface or area applied. It is also possible for the encapsulation layer to be applied to the barrier layer only in immediate regions of the step or to be formed on the barrier layer, so that the barrier layer is only partially covered by the encapsulation layer in a plan view of the substrate. In particular, the encapsulation layer is thereby formed like a frame on the substrate.
Beispielsweise wird die Verkapselungsschicht mittels eines physikalischen Abscheideverfahrens aus der Dampfphase (Englisch: Physical Vapour Deposition), etwa plasmaunterstützt, auf der Barriereschicht ausgebildet. Die Verkapselungsschicht kann dabei ein anorganisches Material, zum Beispiel ein Metall, einen Kunststoff oder Glas aufweisen, oder aus anorganischen Materialien bestehen. Beispielsweise ist die Verkapselungsschicht aus Lithoglas ausgebildet. Enthält die Verkapselungsschicht ein Metall, etwa Kupfer oder Nickel, oder ein Metalloxid, kann die Verkapselungsschicht mittels eines galvanischen Abscheidungsverfahrens auf die Barriereschicht aufgebracht werden. Alternativ oder zusätzlich kann zur Überformung der Stufe die Verkapselungsschicht durch ein Lötverfahren, etwa ein flussmittelfreies und/oder bleifreies Lötverfahren, oder durch ein Ultraschalllötverfahren, etwa ein silberbasiertes Ultraschalllötverfahren, ausgebildet werden.For example, the encapsulation layer is formed on the barrier layer by means of a physical vapor deposition (English: Physical Vapor Deposition), such as plasma-assisted. The encapsulation layer can comprise an inorganic material, for example a metal, a plastic or glass, or consist of inorganic materials. For example, the encapsulation layer is formed from lithoglass. If the encapsulation layer contains a metal, such as copper or nickel, or a metal oxide, the encapsulation layer can be applied to the barrier layer by means of a galvanic deposition method. Alternatively or additionally, to overmold the step, the encapsulation layer may be formed by a soldering process, such as a fluxless and / or lead-free soldering process, or by an ultrasonic soldering process, such as a silver-based ultrasonic soldering process.
Das Verfahren ist für die Herstellung eines vorstehend beschriebenen Bauelements besonders geeignet. Die im Zusammenhang mit dem Bauelement beschriebenen Merkmale können daher auch für das Verfahren herangezogen werden und umgekehrt.The method is particularly suitable for the production of a device as described above. The features described in connection with the component can therefore also be used for the method and vice versa.
Weitere Vorteile, bevorzugte Ausführungsformen und Weiterbildungen des Bauelements ergeben sich aus den im Folgenden in Verbindung mit den
Gleiche, gleichartige oder gleich wirkende Elemente sind in den Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen. Die Figuren sind jeweils schematische Darstellungen und daher nicht unbedingt maßstabsgetreu. Vielmehr können vergleichsweise kleine Elemente und insbesondere Schichtdicken zur Verdeutlichung übertrieben groß dargestellt sein. The same, similar or equivalent elements are provided in the figures with the same reference numerals. The figures are each schematic representations and therefore not necessarily to scale. Rather, comparatively small elements and in particular layer thicknesses may be exaggerated for clarity.
Ein erstes Ausführungsbeispiel für ein Bauelement
Das Substrat
Der funktionelle Schichtenstapel
Das Bauelement
Das Bauelement
In der lateralen Richtung ist eine Isolierungsstruktur
Die erste Kontaktbahn
In der
Die Barriereschicht
Dicke D8 zwischen einschließlich 10 µm und 1 mm, etwa zwischen einschließlich 10 µm und 200 µm zum Beispiel zwischen einschließlich 10 µm und 50 µm oder zwischen einschließlich 10 µm und 30 µm auf. Die Barriereschicht
In der
Die Stufe
In der
In
Die Verkapselungsschicht
Die Verkapselungsschicht
In
In der
Die Seitenflächen der Barriereschicht
In der
In lateraler Richtung ist die Absorptionsschicht
Eine dichte Überdeckung der Stufe stellt eine vereinfachte und effektive Methode zur hermetisch dichten Verkapselung des funktionellen Schichtenstapels dar, wodurch das Unterkriechen der Stufe durch Umwelteinflüsse unterbunden wird.A dense overlap of the step provides a simplified and effective method of hermetically sealing the functional layer stack, thereby preventing subcreeping of the step by environmental influences.
Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung der Erfindung anhand der Ausführungsbeispiele auf diese beschränkt. Die Erfindung umfasst vielmehr jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist.The invention is not limited by the description of the invention based on the embodiments of these. Rather, the invention encompasses any novel feature as well as any combination of features, which includes in particular any combination of features in the claims, even if this feature or combination itself is not explicitly stated in the claims or exemplary embodiments.
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