DE102015102520A1 - Optoelektronisches Bauelement und Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements - Google Patents

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Abstract

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein optoelektronisches Bauelement (100) Folgendes aufweisen: einen Träger (102); eine erste Elektrodenstruktur (104), welche auf dem Träger (102) angeordnet ist; eine organische optisch funktionelle Schichtenstruktur (106), welche zumindest teilweise über der ersten Elektrodenstruktur (104) angeordnet ist; eine zweite Elektrodenstruktur (108), welche zumindest teilweise über der organischen optisch funktionellen Schichtenstruktur (106) angeordnet ist, wobei die erste Elektrodenstruktur (104) und die zweite Elektrodenstruktur (108) die organische optisch funktionelle Schichtenstruktur (106) elektrisch kontaktieren; und mindestens eine Varistorschichtstruktur (110), welche zwischen der ersten Elektrodenstruktur (104) und der zweiten Elektrodenstruktur (108) angeordnet ist und die beiden Elektrodenstrukturen (104, 108) kontaktiert.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein optoelektronisches Bauelement und ein Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements.
  • Im Allgemeinen können optoelektronische Bauelemente für eine breite Palette von Anwendungen eingesetzt werden, in denen die Erzeugung von Licht benötigt wird. Beispielsweise werden optoelektronische Bauelemente zum Anzeigen von Informationen (z.B. in Displays, in Werbetafeln oder in Mobilfunkgeräten) und/oder zum Beleuchten von Gegenständen oder Räumlichkeiten verwendet, z.B. in Form von planaren Beleuchtungsmodulen. Solche optoelektronischen Bauelemente können auf dem Prinzip der Elektrolumineszenz beruhen, welche es ermöglicht, elektrische Energie mit hoher Effizienz in Licht umzuwandeln. Beispielsweise können diese optoelektronischen Bauelemente ein oder mehrere optisch funktionelle Schichten aufweisen, z.B. in Form von organischen Leuchtdioden (OLED) oder anorganischen Leuchtdioden (LED), welche es ermöglichen, farbiges Licht in Form von Mustern oder mit einer bestimmten Farbvalenz zu erzeugen und zu emittieren.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen wird ein optoelektronisches Bauelement bereitgestellt, welches nur eine geringe Anfälligkeit für elektrostatische Entladungen (so genanntes ESD) oder Spannungsspitzen aufweist. Spannungsspitzen können beispielsweise aus einem Treiberschaltkreis zum Betreiben des optoelektronischen Bauelements in das optoelektronische Bauelement eingekoppelt werden, z.B. beim Einschalten und/oder Ausschalten des optoelektronischen Bauelements bzw. des Treiberschaltkreises. Beispielsweise weisen optoelektronische Bauelemente, deren Funktionsprinzip auf einer organischen optisch funktionellen Schichtenstruktur basiert, herkömmlicherweise eine hohe Sensitivität bezüglich elektrostatischer Entladung oder Spannungsspitzen auf, die zu einem irreversiblen Schaden in der organischen optisch funktionellen Schichtenstruktur führen können. Beispielsweise kann eine organische optisch funktionelle Schichtenstruktur aufgrund des großen Leistungseintrags bei einer elektrostatischer Entladung oder Spannungsspitze teilweise aufschmelzen.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen wird eine Schutzvorrichtung in Form einer Varistorschichtstruktur in ein optoelektronisches Bauelement integriert ohne anschaulich dessen konstruktiven Aufbau zu verändern; mit anderen Worten kann das optoelektronische Bauelement eine Vielzahl von Schichten aufweisen, wobei die Varistorschichtstruktur in eine dieser Schichten integriert wird, z.B. kann das optoelektronische Bauelement eine Verkapselungsschicht aufweisen, eine so genannte Dünnschichtverkapselung (auch als TFE, thin-film encapsulation, bezeichnet), wobei die Varistorschichtstruktur in die Verkapselungsschicht integriert ist bzw. als Verkapselungsschicht bereitgestellt ist. Ferner kann das optoelektronische Bauelement eine Elektrodenschichtstruktur aufweisen, z.B. eine so genannte transparente leitfähige Schicht oder eine nicht transparente Metallisierungsschicht, wobei die Varistorschichtstruktur in die Elektrodenschichtstruktur integriert ist. Allgemein können die bereits herkömmlicherweise vorhandenen Schichten eines optoelektronischen Bauelements derart verändert werden, dass diese neben der herkömmlicherweise bereitgestellten Funktion eine zusätzliche Funktion bereitstellen. Somit kann der generelle Aufbau des optoelektronischen Bauelements beibehalten werden bei verbesserter Leistungsfähigkeit und/oder verbesserter Ausfallsicherheit bzw. verlängerter Lebensdauer.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können/kann ein Überspannungsschutz, eine Temperaturableitung und/oder eine Kondensatorstruktur in die Verkapselungsschicht eines optoelektronischen Bauelements integriert werden oder jeweils als Verkapselungsschicht eingerichtet sein. Anschaulich kann beispielsweise die Dünnfilmverkapselung einer organischen Leuchtdiode eine Mehrfachfunktion aufweisen. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein optoelektronisches Bauelement zumindest Folgendes aufweisen: eine funktionelle Schichtenstruktur, welche mittels einer ersten Elektrodenstruktur und einer zweiten Elektrodenstruktur elektrisch kontaktiert ist; eine Dünnschichtverkapselung, welche die erste Elektrodenstruktur, die zweite Elektrodenstruktur und/oder die optisch funktionelle Schichtenstruktur zumindest teilweise verkapselt; wobei die Dünnschichtverkapselung eine Varistorschicht, eine Wärmeleitschicht, eine Sensorschicht (z.B. als Temperatursensor oder Drucksensor eingerichtet oder als Teil eines Temperatursensorstruktur oder Drucksensorstruktur), und/oder Kondensatorschichtstruktur aufweist.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein optoelektronisches Bauelement Folgendes aufweisen: einen Träger; eine erste Elektrodenstruktur (auch als erste Elektrode bezeichnet), welche auf dem Träger angeordnet ist; eine optisch funktionelle Schichtenstruktur, welche zumindest teilweise über der ersten Elektrodenstruktur angeordnet ist; eine zweite Elektrodenstruktur (auch als zweite Elektrode bezeichnet), welche zumindest teilweise über der optisch funktionellen Schichtenstruktur angeordnet ist, wobei die erste Elektrodenstruktur und die zweite Elektrodenstruktur die optisch funktionelle Schichtenstruktur elektrisch kontaktieren; und mindestens eine Varistorschichtstruktur, welche zwischen der ersten Elektrodenstruktur und der zweiten Elektrodenstruktur angeordnet ist und die beiden Elektrodenstrukturen kontaktiert.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das optoelektronische Bauelement elektromagnetische Strahlung emittieren, z.B. kann das optoelektronische Bauelement als eine Leuchtdiode oder eine Laserdiode eingerichtet sein. Ferner kann das optoelektronische Bauelement als optischer Sensor oder als Solarzelle eingerichtet sein.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein (z.B. organisches) optoelektronisches Bauelement Folgendes aufweisen: einen Träger; eine erste Elektrodenstruktur, welche auf dem Träger angeordnet ist; eine organische funktionelle (z.B. optisch funktionelle) Schichtenstruktur, welche zumindest teilweise über der ersten Elektrodenstruktur angeordnet ist; eine zweite Elektrodenstruktur, welche zumindest teilweise über der organischen optisch funktionellen Schichtenstruktur angeordnet ist, wobei die erste Elektrodenstruktur und die zweite Elektrodenstruktur die organische optisch funktionelle Schichtenstruktur elektrisch kontaktieren; und mindestens eine Varistorschichtstruktur, welche zwischen der ersten Elektrodenstruktur und der zweiten Elektrodenstruktur angeordnet ist und die beiden Elektrodenstrukturen kontaktiert.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das (z.B. organische) optoelektronische Bauelement elektromagnetische Strahlung emittieren, z.B. kann das optoelektronische Bauelement als eine organische Leuchtdiode oder eine organische Laserdiode eingerichtet sein. Ferner kann das optoelektronische Bauelement als organischer optischer Sensor oder als organische Solarzelle eingerichtet sein.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die organische optisch funktionelle Schichtenstruktur bei einer Betriebsspannung betrieben werden, welche beispielsweise kleiner ist als ungefähr 10 V. Ferner kann die organische optisch funktionelle Schichtenstruktur bei einer auftretenden Spannungsspitze mit einer Maximal-Spannung von mehr als beispielsweise ungefähr 15 V degradieren oder sogar zerstört werden. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Varistorschichtstruktur derart eingerichtet sein, dass der elektrische Widerstand der Varistorschichtstruktur (welcher definitionsgemäß spannungsabhängig ist) bei einer Spannung von größer als ungefähr 10 V (z.B. größer als ungefähr 15 V oder größer als ungefähr 20 V) exponentiell abfällt, d.h. anschaulich kann die Schwellenspannung der Varistorschichtstruktur (ab der der differentielle Widerstand der Varistorschichtstruktur abrupt sinkt) in einem Bereich von ungefähr 10 V bis ungefähr 100 V (z.B. in einem Bereich von ungefähr 10 V bis ungefähr 30 V oder in einem Bereich von ungefähr 15 V bis ungefähr 30 V) bereitgestellt sein oder werden. Die Schwellenspannung kann beispielsweise mittels Veränderns der Schichtdicke der Varistorschichtstruktur (bzw. anschaulich mittels Veränderns des Querschnitts der Varistorschichtstruktur bezogen auf den Strompfad) angepasst werden, z.B. kann die Schwellenspannung mit größer werdender Schichtdicke reduziert werden. Ferner kann die Schwellenspannung der Varistorschichtstruktur angepasst werden, indem das Material und/oder die Materialzusammensetzung der Varistorschichtstruktur angepasst wird. Ferner kann die mittlere Korngröße des polykristallinen Materials der Varistorschichtstruktur angepasst werden, z.B. kann die Schwellenspannung mit größer werdender mittlerer Korngröße vergrößert werden.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Varistorschichtstruktur als Schicht bereitgestellt sein oder werden mit einer Schichtdicke von mehr als 1 µm, 2 µm, 3 µm, 4 µm, 5 µm, 6 µm, 7 µm, 8 µm, 9µm, oder mehr als 10 µm, z.B. mit einer Schichtdicke in einem Bereich von ungefähr 1 µm bis ungefähr 50 µm.
  • Die Schwellenspannung der Varistorschichtstruktur (auch als Ansprechspannung bezeichnet) sollte oberhalb der Nennspannung ausgebildet sein, bei welcher das optoelektronische Bauelement, d.h. die organische optisch funktionelle Schichtenstruktur, regulär betrieben werden soll, da ein Varistor prinzipiell keine Sperrrichtung aufweist. Der Varistor kann unterhalb der Schwellenspannung einen möglichst großen elektrischen Widerstand aufweisen, beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 50 kΩ bis ungefähr 50 MΩ bzw. einen geringen Stromfluss ermöglichen, beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 0,1 µA bis ungefähr 10 µA. Zum Schützen des optoelektronischen Bauelements kann die Varistorschichtstruktur oberhalb der Schwellenspannung die beiden Elektrodenstrukturen miteinander kurzschließen, so dass im Wesentlichen kein elektrischer Strom mehr durch die organische optisch funktionelle Schichtenstruktur fließt, d.h. der elektrische Widerstand der Varistorschichtstruktur sollte oberhalb der Schutzspannung sehr klein sein bezüglich des elektrischen Widerstandes der organischen optisch funktionellen Schichtenstruktur, beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 0 Ω bis ungefähr 20 Ω, beispielsweise 0,2 Ω.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Varistorschichtstruktur ein Metalloxid oder Halbmetallcarbid mit Varistor-Eigenschaften (z.B. einer entsprechenden Strom-Spannungs-Kennlinie) aufweisen, z.B. Zinkoxid, Bismutoxid, Chromoxid, Manganoxid, Kobaltoxid oder Siliziumcarbid. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Metalloxid oder Halbmetallcarbid mit Varistor-Eigenschaften polykristallin sein. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Metalloxid oder Halbmetallcarbid mit Varistor-Eigenschaften, d.h. die Varistorschichtstruktur, mittels chemischer Gasphasenabscheidung oder physikalischer Gasphasenabscheidung abgeschieden werden. Alternativ kann das Metalloxid oder Halbmetallcarbid mit Varistor-Eigenschaften, d.h. die Varistorschichtstruktur, in Form einer Precursor-Schicht aufgebracht werden, wobei die Precursor-Schicht das Metalloxid oder Halbmetallcarbid in Form von Partikeln aufweist oder das Metall oder Halbmetall in Form eines Polymers aufweist, welche anschließend gesintert wird.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Varistorschichtstruktur als Verkapselungsschicht (auch als TFE bezeichnet) eingerichtet sein, welche zumindest teilweise über der zweiten Elektrodenstruktur und/oder der organischen optisch funktionellen Schichtenstruktur angeordnet ist. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Varistorschichtstruktur als Verkapselungsschicht eingerichtet sein, welche die organische optisch funktionelle Schichtenstruktur zumindest teilweise verkapselt.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Verkapselungsschicht aus einer einzelnen Schicht oder aus einem Schichtstapel bestehen, welcher mehrere Schichten aufweist, wobei die einzelne Schicht oder zumindest eine der mehreren Schichten der Verkapselungsschicht aus einem Material mit Varistor-Eigenschaften besteht.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Varistorschichtstruktur polykristallines Siliziumkarbid (SiC) aufweisen. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Varistorschichtstruktur aus einer einzelnen Schicht bestehen, d.h. die Varistorschichtstruktur kann eine polykristalline SiC-Schicht sein. Ferner kann die Varistorschichtstruktur aus einem Schichtstapel mit mehreren Schichten bestehen, wobei zumindest eine Schicht der mehreren Schichten des Schichtstapels polykristallines Siliziumkarbid (SiC) aufweist. Mit anderen Worten kann zumindest eine Schicht der mehreren Schichten des Schichtstapels eine polykristalline SiC-Schicht sein.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das optoelektronische Bauelement ferner eine Wärmeleitschicht aufweisen, welche in direktem Kontakt mit der Varistorschichtstruktur ist. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Wärmeleitschicht Aluminiumnitrid aufweisen oder aus Aluminiumnitrid bestehen.
  • Beispielsweise kann die Verkapselungsschicht aus einem Schichtstapel mit mehreren Schichten bestehen, wobei zumindest eine Schicht der mehreren Schichten des Schichtstapels eine polykristalline SiC-Schicht ist und eine andere Schicht der mehreren Schichten des Schichtstapels eine Aluminiumnitrid-Schicht ist.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Varistorschichtstruktur zumindest teilweise zwischen der zweiten Elektrodenstruktur und dem Träger angeordnet sein. Ferner kann die Varistorschichtstruktur zumindest teilweise zwischen der organischen optisch funktionellen Schichtenstruktur und dem Träger angeordnet sein. Anschaulich kann die Varistorschichtstruktur in die Schichtebene der ersten Elektrodenstruktur integriert sein.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die erste Elektrodenstruktur einen optisch transparenten Bereich (auch als erste Elektrode bezeichnet) aufweisen. Dabei kann die Varistorschichtstruktur an den optisch transparenten Bereich angrenzen. Mit anderen Worten können der optisch transparente Bereich der ersten Elektrodenstruktur und die Varistorschichtstruktur nebeneinander auf dem Träger bereitgestellt sein oder werden.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die Varistorschichtstruktur und der optisch transparente Bereich der ersten Elektrodenstruktur das gleiche Material aufweisen, d.h. auf dem gleichen Material basieren. Dabei kann das Material der Varistorschichtstruktur eine geringere Dotierung aufweist als das Material der Elektrodenstruktur. Somit kann beispielsweise der optisch transparente Bereich der ersten Elektrodenstruktur aufgrund der Dotierung elektrisch leitfähig sein und die Varistorschichtstruktur kann aufgrund der geringeren Dotierung Varistor-Eigenschaften aufweisen.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Material polykristallines Zinkoxid sein. Ferner kann die Dotierung eine Aluminiumdotierung sein. Beispielsweise kann die Varistorschichtstruktur undotiertes Zinkoxid und der optisch transparente Bereich der ersten Elektrodenstruktur aluminium-dotiertes Zinkoxid (AZO) aufweisen.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements Folgendes aufweisen: Bilden einer ersten Schichtstruktur auf einen Träger, wobei die erste Schichtstruktur einen optisch transparenten elektrisch leitfähigen ersten Elektrodenbereich (anschaulich eine erste Elektrode) und einen Varistorbereich aufweist, wobei der Varistorbereich (direkt) an den optisch transparenten elektrisch leitfähigen Elektrodenbereich angrenzt; Bilden einer organischen optisch funktionellen Schichtenstruktur, welche zumindest teilweise über dem optisch transparenten elektrisch leitfähigen Elektrodenbereich angeordnet ist; Bilden einer Elektrodenstruktur (anschaulich einer zweiten Elektrode), welche zumindest teilweise über der organischen optisch funktionellen Schichtenstruktur angeordnet ist, wobei der erste Elektrodenbereich und die Elektrodenstruktur die organische optisch funktionelle Schichtenstruktur elektrisch kontaktieren, wobei die Elektrodenstruktur ferner den Varistorbereich kontaktiert.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die erste Elektrode und die zweite Elektrode keinen direkten körperlichen Kontakt zueinander aufweisen, d.h. die beiden Elektroden können räumlich voneinander separiert sein. Anschaulich können die organische optisch funktionelle Schichtenstruktur und parallel dazu der Varistorbereich zwischen die beiden Elektroden geschaltet sein. Dabei kann der Varistorbereich die organische optisch funktionelle Schichtenstruktur dann überbrücken, wenn eine Spannung zwischen den beiden Elektroden anliegt, die größer ist als die Schwellenspannung des Varistorbereichs, wobei der Varistorbereich derart bereitgestellt ist, dass die Schwellenspannung größer ist als die Betriebsspannung zum Betreiben der organischen optisch funktionellen Schichtenstruktur und kleiner ist als eine Maximalspannung der organischen optisch funktionellen Schichtenstruktur, bei der diese beschädigt wird.
  • Beispielsweise kann die Betriebsspannung zum Betreiben der organischen optisch funktionellen Schichtenstruktur in einem Bereich von ungefähr 3 V bis ungefähr 10 V liegen, und die Maximalspannung der organischen optisch funktionellen Schichtenstruktur kann bei ungefähr 20 V liegen, so dass die Schwellenspannung des Varistorbereichs zwischen ungefähr 10 V und ungefähr 20 V bereitgestellt sein kann oder werden kann. Beispielsweise kann die Betriebsspannung zum Betreiben der organischen optisch funktionellen Schichtenstruktur in einem Bereich von ungefähr 5 V bis ungefähr 15 V liegen, und die Maximalspannung der organischen optisch funktionellen Schichtenstruktur kann bei ungefähr 25 V liegen, so dass die Schwellenspannung des Varistorbereichs zwischen ungefähr 15 V und ungefähr 25 V bereitgestellt sein kann oder werden kann. Beispielsweise kann die Betriebsspannung zum Betreiben der organischen optisch funktionellen Schichtenstruktur in einem Bereich von ungefähr 5 V bis ungefähr 15 V liegen, und die Maximalspannung der organischen optisch funktionellen Schichtenstruktur kann bei ungefähr 50 V liegen, so dass die Schwellenspannung des Varistorbereichs zwischen ungefähr 15 V und ungefähr 50 V bereitgestellt sein kann oder werden kann.
  • Beispielsweise kann die Betriebsspannung zum Betreiben der organischen optisch funktionellen Schichtenstruktur in einem Bereich von ungefähr 5 V bis ungefähr 15 V liegen, und die Maximalspannung der organischen optisch funktionellen Schichtenstruktur kann bei ungefähr 100 V liegen, so dass die Schwellenspannung des Varistorbereichs zwischen ungefähr 15 V und ungefähr 100 V bereitgestellt sein kann oder werden kann.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert.
  • Es zeigen
  • 1 ein optoelektronisches Bauelement in einer schematischen Querschnittsansicht, gemäß verschiedenen Ausführungsformen;
  • 2 ein optoelektronisches Bauelement in einer schematischen Querschnittsansicht, gemäß verschiedenen Ausführungsformen;
  • 3 ein optoelektronisches Bauelement in einer schematischen Querschnittsansicht, gemäß verschiedenen Ausführungsformen;
  • 4A bis 4C jeweils ein optoelektronisches Bauelement in einer schematischen Querschnittsansicht, gemäß verschiedenen Ausführungsformen;
  • 5A ein optoelektronisches Bauelement in einer schematischen Draufsicht, gemäß verschiedenen Ausführungsformen;
  • 5B und 5C jeweils ein optoelektronisches Bauelement in einer schematischen Querschnittsansicht, gemäß verschiedenen Ausführungsformen;
  • 6A ein optoelektronisches Bauelement in einer schematischen Draufsicht, gemäß verschiedenen Ausführungsformen;
  • 6B und 6C jeweils ein optoelektronisches Bauelement in einer schematischen Querschnittsansicht, gemäß verschiedenen Ausführungsformen;
  • 7 ein Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements in einem schematischen Ablaufdiagramm, gemäß verschiedenen Ausführungsformen;
  • 8 einen Träger für ein optoelektronisches Bauelement in verschiedenen schematischen Querschnittsansichten während des Herstellens, gemäß verschiedenen Ausführungsformen; und
  • 9 einen Träger für ein optoelektronisches Bauelement in verschiedenen schematischen Querschnittsansichten während des Herstellens, gemäß verschiedenen Ausführungsformen.
  • 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.
  • Im Rahmen dieser Beschreibung kann ein Metall zumindest ein metallisches Element aufweisen, z.B. Kupfer (Cu), Silber (Ag), Platin (Pt), Gold (Au), Magnesium (Mg), Aluminium (Al), Barium (Ba), Indium (In), Calcium (Ca), Samarium (Sm) oder Lithium (Li). Ferner kann ein Metall eine Metallverbindung (z.B. eine intermetallische Verbindung oder eine Legierung) aufweisen, z.B. eine Verbindung aus zumindest zwei metallischen Elementen, wie z.B. Bronze oder Messing, oder z.B. eine Verbindung aus zumindest einem metallischen Element und mindesten einem nichtmetallischen Element, wie z.B. Stahl.
  • 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. Der optisch aktive Bereich kann elektromagnetische Strahlung absorbieren und daraus einen Fotostrom ausbilden oder mittels einer angelegten Spannung an den optisch aktiven Bereich elektromagnetische Strahlung emittieren.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine organische optisch funktionelle Schichtenstruktur mehrere organische und anorganische Schichten aufweisen, welche übereinander gestapelt sind und einen so genannten Schichtstapel bilden. Beispielsweise können mehr als drei, mehr als vier, mehr als fünf, mehr als sechs, mehr als sieben, mehr als acht oder mehr als neun Schichten übereinander ausgebildet sein oder werden, z.B. mehr als zehn, z.B. mehr als zwanzig Schichten.
  • Ferner kann ein optoelektronisches Bauelement zumindest die organische optisch funktionelle Schichtenstruktur und eine weitere Schicht aufweisen, z.B. eine als Elektrode ausgebildete Schicht, eine Barriereschicht und/oder eine Verkapselungsschicht. Das optoelektronische Bauelement kann alternativ oder zusätzlich mehrerer weitere Schichten, wie oben genannt, z.B. in Kombination miteinander, aufweisen.
  • Das Ausbilden einer Schicht (z.B. einer organischen Schicht, einer Schicht der optisch funktionellen Schichtenstruktur und/oder einer Schicht eines optoelektronischen Bauelements) kann beispielsweise mittels Flüssigphasenprozessierung erfolgen. Die Flüssigphasenprozessierung kann aufweisen, einen Stoff für die Schicht (z.B. für eine organische Schicht oder eine anorganische Schicht, z.B. eine keramische oder metallische Schicht) in einem geeigneten Lösungsmittel zu lösen oder zu dispergieren, beispielsweise in einem polaren Lösungsmittel wie Wasser, Dichlorbenzol, Tetrahydrofuran und Phenetol, oder beispielsweise in einem unpolaren Lösungsmittel wie Toluol oder anderen organischen Lösungsmitteln, beispielsweise in Fluor-basiertem Lösungsmittel, auch genannt perfluoriertes Lösungsmittel, um eine Flüssigphase der Schicht zu bilden.
  • Ferner kann das Ausbilden der Schicht mittels Flüssigphasenprozessierung aufweisen, die Flüssigphase der Schicht mittels Flüssigphasendeposition (auch als nasschemisches Verfahren oder nasschemisches Beschichten bezeichnet) auf oder über einer zu beschichtenden Fläche (z.B. auf oder über dem Substrat oder auf oder über einer anderen Schicht des organisch optoelektronischen Bauelements) auszubilden, z.B. aufzutragen.
  • Alternativ oder zusätzlich kann das Ausbilden einer Schicht mittels einer Vakuumprozessierung (auch als Gasphasenabscheideverfahren oder Dampfphasenabscheideverfahren bezeichnet) erfolgen. Eine Vakuumprozessierung kann aufweisen, eine Schicht (z.B. eine organische Schicht und/oder eine anorganische Schicht) mittels eines oder mehreren der folgenden Verfahren auszubilden: Atomlagenabscheideverfahren (Atomic Layer Deposition (ALD)), Sputtern, thermisches Verdampfen, plasmaunterstütztes Atomlagenabscheideverfahren (Plasma Enhanced Atomic Layer Deposition (PEALD)), plasmaloses Atomlagenabscheideverfahren (Plasma-less Atomic Layer Deposition (PLALD)) oder chemisches Gasphasenabscheideverfahren (Chemical Vapor Deposition (CVD)), z.B. eines plasmaunterstützten Gasphasenabscheideverfahrens (Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition (PECVD)) oder eines plasmalosen Gasphasenabscheideverfahren (Plasma-less Chemical Vapor Deposition (PLCVD)).
  • Das Ausbilden einer Schicht kann gemäß verschiedenen Ausführungsformen in Kombination mit einer Maske (auch als Schattenmaske oder Schablone bezeichnet) erfolgen. Die Maske kann beispielsweise ein Muster aufweisen, welches auf oder über die beschichtete Fläche abgebildet sein oder werden kann, so dass die beschichtete Fläche die Form des Musters aufweist. Beispielsweise kann das Muster mittels einer Durchgangsöffnung in der Maske, z.B. in einer Platte, gebildet sein. Durch die Durchgangsöffnung hindurch kann das Material (d.h. als dessen Gasphase oder Flüssigphase) der Schicht auf oder über die zu beschichtende Fläche gelangen. Beispielsweise kann mittels einer Maske eine Aussparung in einer Schicht gebildet sein oder werden.
  • Alternativ oder zusätzlich kann das Ausbilden zumindest einiger Schichten mittels Vakuumprozessierung und anderer Schichten mittels Flüssigphasenprozessierung erfolgen, d.h. mittels sogenannter Hybrid-Prozessierung, bei der zumindest eine Schicht (z.B. drei oder mehr Schichten) aus einer Lösung (d.h. als Flüssigphase) und die verbleibenden Schichten im Vakuum prozessiert werden.
  • Das Ausbilden einer Schicht kann in einer Prozessierkammer erfolgen, beispielsweise in einer Vakuum-Prozessierkammer oder einer Flüssigphasen-Prozessierkammer.
  • Eine oder mehrere Schichten, z.B. organische Schichten des organisch optoelektronischen Bauelements können miteinander vernetzt werden, z.B. nachdem diese ausgebildet sind. Dabei können eine Vielzahl einzelner Moleküle der Schichten miteinander zu einem dreidimensionalen Netzwerk verknüpft werden. Dies kann die Beständigkeit des organisch optoelektronischen Bauelements verbessern, z.B. gegenüber Lösungsmitteln und/oder Umwelteinflüssen.
  • 1 veranschaulicht ein optoelektronisches Bauelement 100 in einer schematischen Ansicht, gemäß verschiedenen Ausführungsformen. Das optoelektronische Bauelement 100 kann einen Träger 102 aufweisen. Auf dem Träger 102 kann eine erste Elektrodenstruktur 104 (auch als erste Elektrode bezeichnet) angeordnet sein oder werden. Ferner kann eine (z.B. organische) optisch funktionelle Schichtenstruktur 106 zumindest teilweise über der ersten Elektrodenstruktur 104 angeordnet sein oder werden. Ferner kann eine zweite Elektrodenstruktur 108 zumindest teilweise über der (z.B. organischen) optisch funktionellen Schichtenstruktur 106 angeordnet sein oder werden. Dabei können die erste Elektrodenstruktur 104 und die zweite Elektrodenstruktur 108 die (z.B. organische) optisch funktionelle Schichtenstruktur 160 elektrisch kontaktieren.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann mindestens eine Varistorschichtstruktur 110 zwischen der ersten Elektrodenstruktur 104 und der zweiten Elektrodenstruktur 108 angeordnet sein oder werden, wobei die Varistorschichtstruktur 110 die beiden Elektrodenstrukturen 104, 108 kontaktiert. Anschaulich kann die Varistorschichtstruktur 110 im Schaltprinzip des optoelektronischen Bauelements 100 parallel zur optisch funktionellen Schichtenstruktur 106 eingerichtet sein, wobei die Varistorschichtstruktur 110 für eine niedrige elektrische Spannung (z.B. von weniger als 10 V, 15 V oder mehr als 50 V), welche zwischen den beiden Elektrodenstrukturen 104, 108 anliegt, als Isolator wirken, so dass im Wesentlichen der gesamte elektrische Strom durch die organische optisch funktionelle Schichtenstruktur 106 hindurch fließt. Für eine hohe elektrische Spannung (z.B. von mehr als 15 V, 20 V, 55 V, 100 V oder sogar mehr als 500 V; bzw. anschaulich für ein ESD oder eine Spannungsspitze), welche zwischen den beiden Elektrodenstrukturen 104, 108 verursacht wird, kann die die Varistorschichtstruktur 110 als elektrischer Leiter wirken, so dass der elektrische Strom im Wesentlichen durch die Varistorschichtstruktur 110 hindurch abfließt und nicht durch die organische optisch funktionelle Schichtenstruktur 106. Anschaulich werden die beiden Elektrodenstrukturen 104, 108 von der Varistorschichtstruktur 110 nur bei hohen elektrischen Spannungen gebrückt bzw. kurzgeschlossen.
  • Wie in 1 veranschaulicht ist, kann sich die Varistorschichtstruktur 110 zumindest teilweise seitlich neben der optisch funktionellen Schichtenstruktur 106 erstrecken, wobei die Varistorschichtstruktur 110 in direktem körperlichen Kontakt mit den beiden Elektrodenstrukturen 104, 108 ist.
  • Prinzipiell kann die organische optisch funktionelle Schichtenstruktur 106 zumindest ein Material aufweisen, welches aufgrund einer zwischen den beiden Elektrodenstrukturen 104, 108 bereitgestellten Betriebsspannung Licht (z.B. sichtbares Licht, infrarotes Licht und/oder ultraviolettes Licht) emittiert. Eine organische optisch funktionelle Schichtenstruktur 106 kann zu einem Umwandeln eines elektrischen Stromes in eine elektromagnetische Strahlung und/oder zu einem Umwandeln einer elektromagnetischen Strahlung in einen elektrischen Strom ausgebildet sein.
  • 2 veranschaulicht ein optoelektronisches Bauelement 100 in einer schematischen Ansicht, gemäß verschiedenen Ausführungsformen. Das optoelektronische Bauelement 100 kann, wie vorangehend beschrieben ist, einen Träger 102, zwei Elektrodenstrukturen 104, 108 und eine zwischen den beiden Elektrodenstrukturen 104, 108 angeordnete optisch funktionelle Schichtenstruktur 106 aufweisen.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Varistorschichtstruktur 110 des optoelektronischen Bauelements 100 als Verkapselungsschicht 210 eingerichtet sein oder werden. Die Verkapselungsschicht 210 kann beispielsweise zumindest teilweise (z.B. teilweise oder vollständig) über der zweiten Elektrodenstruktur 108 und/oder der organischen optisch funktionellen Schichtenstruktur 106 angeordnet sein oder werden. Die Verkapselungsschicht 210 kann beispielsweise als TFE (thin film encapsualtion) bezeichnet sein oder werden. Ferner kann die Verkapselungsschicht 210 als Verkapselungsstruktur 210 bezeichnet sein oder werden, wobei die Verkapselungsstruktur 210 beispielsweise die Varistorschichtstruktur 110 aufweisen kann.
  • Damit die Varistorschichtstruktur 110 gleichzeitig als Verkapselungsschicht 210 fungieren kann, kann diese eine polykristalline SiC-Schicht sein. Optional können natürlich weitere Schichten in der Verkapselungsschicht 210 integriert sein, d.h. die Verkapselungsschicht 210 kann ein Schichtstapel aus mehreren Schichten aufweisen. beispielsweise kann eine Wärmeleitschicht auf der Varistorschichtstruktur 110 aufgebracht sein oder werden.
  • Beispielsweise kann in einem Fall, in welchem der elektrische Strom einer Spannungsspitze mittels der Varistorschichtstruktur 110 abgeführt werden muss, die Varistorschichtstruktur 110 mittels der Wärmeleitschicht gekühlt werden (vgl. 4B).
  • 3 veranschaulicht ein optoelektronisches Bauelement 100 in einer schematischen Ansicht, gemäß verschiedenen Ausführungsformen. Das optoelektronische Bauelement 100 kann, wie vorangehend beschrieben ist, einen Träger 102, zwei Elektrodenstrukturen 104, 108 und eine zwischen den beiden Elektrodenstrukturen 104, 108 angeordnete optisch funktionelle Schichtenstruktur 106 aufweisen.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Varistorschichtstruktur 110 des optoelektronischen Bauelements 100 zumindest teilweise zwischen der zweiten Elektrodenstruktur 108 und dem Träger 102 oder zwischen der organischen optisch funktionellen Schichtenstruktur 106 und dem Träger 108 angeordnet sein oder werden. Beispielsweise können die Varistorschichtstruktur 110 und die erste Elektrodenstruktur 104 im Wesentlichen die gleiche Schichtdicke aufweisen. Dabei kann dann die optisch funktionelle Schichtenstruktur 106 nur über der ersten Elektrodenstruktur 104 oder auch teilweise über der Varistorschichtstruktur 110 ausgebildet sein. Ferner kann die zweite Elektrodenstruktur 108 direkten körperlichen Kontakt zu der Varistorschichtstruktur 110 aufweisen. Beispielsweise kann die zweite Elektrodenstruktur 108 die optisch funktionelle Schichtenstruktur 106 teilweise umschließen.
  • Ferner kann eine Verkapselungsschicht (nicht dargestellt) über der zweiten Elektrodenstruktur 108 und/oder über der optisch funktionellen Schichtenstruktur 106 und/oder über der Varistorschichtstruktur 110 bereitgestellt sein oder werden. Anschaulich verkapselt die Verkapselungsschicht die entsprechenden Komponenten des optoelektronischen Bauelements 100, so dass diese beispielsweise vor äußeren Einflüssen (z.B. Feuchtigkeit und/oder Sauerstoff) geschützt sein können oder werden können.
  • Die erste Elektrodenstruktur 104 kann einen optisch transparenten Bereich 104t aufweisen, wie beispielsweise in 3 veranschaulicht ist. Ferner kann der Träger 102 abschnittsweise oder vollständig transparent sein. Beispielsweise kann somit Licht, welches von der optisch funktionellen Schichtenstruktur 106 erzeugt wird, durch den optisch transparenten Bereich 104t der ersten Elektrodenstruktur 104 und den Träger 102 hindurch emittiert werden. Dabei kann die Varistorschichtstruktur 110 an den optisch transparenten Bereich 104t der ersten Elektrodenstruktur 104 angrenzen. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die Varistorschichtstruktur 110 und der optisch transparente Bereich 104t der ersten Elektrodenstruktur 104 das gleiche Material aufweisen.
  • Ferner kann die erste Elektrodenstruktur 104 als transparente elektrisch leitfähige Schicht ausgestaltet sein, wobei die Varistorschichtstruktur 110 und die erste Elektrodenstruktur 104 das gleiche Material aufweisen, z.B. ein Metalloxid, z.B. ZnO. Dabei kann das Material der Varistorschichtstruktur eine geringere Dotierung aufweisen als das Material der Elektrodenstruktur.
  • Anschaulich kann eine Metalloxidschicht 204 auf dem Träger 102 bereitgestellt sein oder werden, welche in einem Elektrodenbereich 104 derart dotiert ist, dass die dotierte Metalloxidschicht in dem Elektrodenbereich 104 transparent und elektrisch leitfähig ist, wobei die Metalloxidschicht ferner in einem Varistorbereich 110 undotiert ist oder nur sehr gering dotiert ist (z.B. weniger als 0,1 Atomprozent), so dass die undotierte Metalloxidschicht in dem Varistorbereich 110 Varistor-Eigenschaften aufweist (vgl. beispielsweise 8 und 9).
  • Somit können beispielsweise die Varistorschichtstruktur 110 und die erste Elektrodenstruktur 104 mittels nur einer Schicht 204 bereitgestellt sein oder werden (vgl. 6A und 6B). Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Material der Schicht 204 (d.h. das Material der Varistorschichtstruktur 110 und der ersten Elektrodenstruktur 104) polykristallines Zinkoxid sein, wobei die Dotierung in dem optisch transparenten Bereich 104t der ersten Elektrodenstruktur 104 (bzw. der gesamten ersten Elektrodenstruktur 104) eine Aluminium-Dotierung ist. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Material der Schicht 204 (d.h. das Material der Varistorschichtstruktur 110 und der ersten Elektrodenstruktur 104) polykristallines Zinnoxid sein, wobei die Dotierung in dem optisch transparenten Bereich 104t der ersten Elektrodenstruktur 104 (bzw. der gesamten ersten Elektrodenstruktur 104) eine Indium-Dotierung, Antimon-Dotierung oder Fluor-Dotierung ist.
  • Wie hierin gemäß verschiedenen Ausführungsformen beschrieben ist, kann das optoelektronische Bauelement 100 zumindest eine organische optisch funktionelle Schichtenstruktur 106 aufweisen. Die organische optisch funktionelle Schichtenstruktur 106 kann ein, zwei oder mehr funktionelle Schichtenstruktur-Einheiten und eine, zwei oder mehr Zwischenschichtstruktur(en) zwischen den Schichtenstruktur-Einheiten aufweisen. Die organische optisch funktionelle Schichtenstruktur 106 kann beispielsweise eine erste organische optisch funktionelle Schichtenstruktur-Einheit, eine Zwischenschichtstruktur und eine zweite organische optisch funktionelle Schichtenstruktur-Einheit aufweisen.
  • Die erste Elektrode 104 (d.h. die erste Elektrodenstruktur 104) kann als Anode oder als Kathode ausgebildet sein. Die erste Elektrode 104 kann eines der folgenden elektrisch leitfähigen Material aufweisen oder daraus gebildet werden: ein Metall; ein leitfähiges transparentes Oxid (z.B. Indiumzinnoxid (ITO), Fluor-Zinn-Oxid (FTO), Aluminium-Zink-Oxid (AZO) und Antimon-Zinn-Oxid (ATO)); ein Netzwerk aus metallischen Nanodrähten und -teilchen; ein Netzwerk aus Kohlenstoff-Nanoröhren; Graphen-Teilchen und -Schichten; ein Netzwerk aus halbleitenden Nanodrähten; ein elektrisch leitfähiges Polymer; ein Übergangsmetalloxid oder Übergangsmetallnitrid; und/oder deren Komposite. Die erste Elektrode 104 bzw. die erste Elektrodenstruktur 104, welche aus einem Metall besteht oder zumindest ein Metall aufweist, kann eines der folgenden Materialien aufweisen oder daraus gebildet sein: Ag, Pt, Au, Mg, Al, Ba, In, Ca, Sm oder Li, sowie Verbindungen, Kombinationen oder Legierungen dieser Materialien. Die erste Elektrode 104 kann eine Schicht oder einen Schichtenstapel mehrerer Schichten desselben Materials oder unterschiedlicher Materialien aufweisen.
  • Die erste Elektrode 104 kann beispielsweise eine Schichtdicke aufweisen in einem Bereich von 10 nm bis 500 nm, beispielsweise von kleiner 25 nm bis 250 nm, beispielsweise von 50 nm bis 100 nm. Die erste Elektrode 106 kann einen ersten elektrischen Kontaktbereich (vgl. beispielsweise 4A) aufweisen oder mit diesem elektrisch verbunden sein, an den ein erstes elektrisches Potential anlegbar ist. Das erste elektrische Potential kann von einer Energiequelle bereitgestellt werden, beispielsweise einer Stromquelle oder einer Spannungsquelle.
  • Alternativ kann ein zumindest abschnittsweise elektrisch leitfähiges Substrat 102 verwendet werden, um das erste elektrische Potential mittels des elektrisch leitfähigen Substrats 102 an die erste Elektrode 104 anzulegen. Das erste elektrische Potential kann beispielsweise das Massepotential oder ein anderes vorgegebenes Bezugspotential sein.
  • In verschiedenen Ausführungsbeispielen weist die organische optisch funktionelle Schichtenstruktur 106 eine, zwei, oder auch mehr als zwei organische optisch funktionelle Schichtenstrukturen auf.
  • Die erste organische optisch funktionelle Schichtenstruktur-Einheit und die optional weiteren organisch funktionellen Schichtenstrukturen können gleich oder unterschiedlich ausgebildet sein, beispielsweise ein gleiches oder unterschiedliches Emittermaterial aufweisen. Die zweite organische optisch funktionelle Schichtenstruktur-Einheit, oder die weiteren organisch funktionellen Schichtenstruktur-Einheiten können wie eine der nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispiele der ersten organisch funktionellen Schichtenstruktur-Einheit ausgebildet sein.
  • Die erste organische optisch funktionelle Schichtenstruktur-Einheit kann eine Lochinjektionsschicht, eine Lochtransportschicht, eine Emitterschicht, eine Elektronentransportschicht und eine Elektroneninjektionsschicht aufweisen.
  • In einer organisch funktionellen Schichtenstruktur-Einheit kann eine oder mehrere der genannten Schichten vorgesehen sein, wobei gleiche Schichten einen körperlichen Kontakt aufweisen können, nur elektrisch miteinander verbunden sein können oder sogar elektrisch voneinander isoliert ausgebildet sein können, beispielsweise nebeneinander ausgebildet sein können. Einzelne Schichten der genannten Schichten können optional sein.
  • Eine Lochinjektionsschicht kann auf oder über der ersten Elektrode 104 ausgebildet sein. Die Lochinjektionsschicht kann eines oder mehrere der folgenden Materialien aufweisen oder daraus gebildet sein: HAT-CN, Cu(I)pFBz, MoOx, WOx, VOx, ReOx, F4-TCNQ, NDP-2, NDP-9, Bi(III)pFBz, F16CuPc; NPB (N,N'-Bis(naphthalen-1-yl)-N,N'-bis(phenyl)-benzidin); beta-NPB N,N'-Bis(naphthalen-2-yl)-N,N'-bis(phenyl)-benzidin); TPD (N,N'-Bis(3-methylphenyl)-N,N'-bis(phenyl)-benzidin); Spiro TPD (N,N'-Bis(3-methylphenyl)-N,N'-bis(phenyl)-benzidin); Spiro-NPB (N,N'-Bis(naphthalen-1-yl)-N,N'-bis(phenyl)-spiro); DMFL-TPD N,N'-Bis(3-methylphenyl)-N,N'-bis(phenyl)-9,9-dimethyl-fluoren); DMFL-NPB (N,N'-Bis(naphthalen-1-yl)-N,N'-bis(phenyl)-9,9-dimethyl-fluoren); DPFL-TPD (N,N'-Bis(3-methylphenyl)-N,N'-bis(phenyl)-9,9-diphenyl-fluoren); DPFL-NPB (N,N'-Bis(naphthalen-1-yl)-N,N'-bis(phenyl)-9,9-diphenyl-fluoren); Spiro-TAD (2,2',7,7'-Tetrakis(n,n-diphenylamino)-9,9'-spirobifluoren); 9,9-Bis[4-(N,N-bis-biphenyl-4-yl-amino)phenyl]-9H-fluoren; 9,9-Bis[4-(N,N-bis-naphthalen-2-yl-amino)phenyl]-9H-fluoren; 9,9-Bis[4-(N,N'-bis-naphthalen-2-yl-N,N'-bis-phenyl-amino)-phenyl]-9H-fluor; N,N'-bis(phenanthren-9-yl)-N,N'-bis(phenyl)-benzidin; 2,7-Bis[N,N-bis(9,9-spiro-bifluorene-2-yl)-amino]-9,9-spiro-bifluoren; 2,2'-Bis[N,N-bis(biphenyl-4-yl)amino]9,9-spiro-bifluoren; 2,2'-Bis(N,N-di-phenyl-amino)9,9-spiro-bifluoren; Di-[4-(N,N-ditolyl-amino)-phenyl]cyclohexan; 2,2',7,7'-tetra(N, N-di-tolyl)amino-spiro-bifluoren; und/oder N, N,N',N'-tetra-naphthalen-2-yl-benzidin.
  • Die Lochinjektionsschicht kann eine Schichtdicke aufweisen in einem Bereich von ungefähr 10 nm bis ungefähr 1000 nm, beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 30 nm bis ungefähr 300 nm, beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 50 nm bis ungefähr 200 nm.
  • Auf oder über der Lochinjektionsschicht kann eine Lochtransportschicht ausgebildet sein. Die Lochtransportschicht kann eines oder mehrere der folgenden Materialien aufweisen oder daraus gebildet sein: NPB (N,N'-Bis(naphthalen-1-yl)-N,N'-bis(phenyl)-benzidin); beta-NPB N,N'-Bis(naphthalen-2-yl)-N,N'-bis(phenyl)-benzidin); TPD (N,N'-Bis(3-methylphenyl)-N,N'-bis(phenyl)-benzidin); Spiro TPD (N,N'-Bis(3-methylphenyl)-N,N'-bis(phenyl)-benzidin); Spiro-NPB (N,N'-Bis(naphthalen-1-yl)-N,N'-bis(phenyl)-spiro); DMFL-TPD N,N'-Bis(3-methylphenyl)-N,N'-bis(phenyl)-9,9-dimethyl-fluoren); DMFL-NPB (N,N'-Bis(naphthalen-1-yl)-N,N'-bis(phenyl)-9,9-dimethyl-fluoren); DPFL-TPD (N,N'-Bis(3-methylphenyl)-N,N'-bis(phenyl)-9,9-diphenyl-fluoren); DPFL-NPB (N,N'-Bis(naphthalen-1-yl)-N,N'-bis(phenyl)-9,9-diphenyl-fluoren); Spiro-TAD (2,2',7,7'-Tetrakis(n,n-diphenylamino)-9,9'-spirobifluoren); 9,9-Bis[4-(N,N-bis-biphenyl-4-yl-amino)phenyl]-9H-fluoren; 9,9-Bis[4-(N,N-bis-naphthalen-2-yl-amino)phenyl]-9H-fluoren; 9,9-Bis[4-(N,N'-bis-naphthalen-2-yl-N,N'-bis-phenyl-amino)-phenyl]-9H-fluor; N,N'-bis(phenanthren-9-yl)-N,N'-bis(phenyl)-benzidin; 2,7-Bis[N,N-bis(9,9-spiro-bifluorene-2-yl)-amino]-9,9-spiro-bifluoren; 2,2'-Bis[N,N-bis(biphenyl-4-yl)amino]9,9-spiro-bifluoren; 2,2'-Bis(N,N-di-phenyl-amino)9,9-spiro-bifluoren; Di-[4-(N,N-ditolyl-amino)-phenyl]cyclohexan; 2,2',7,7'-tetra(N, N-di-tolyl)amino-spiro-bifluoren; und N, N,N',N'-tetra-naphthalen-2-yl-benzidin, ein tertiäres Amin, ein Carbazolderivat, ein leitendes Polyanilin und/oder Polyethylendioxythiophen.
  • Die Lochtransportschicht kann eine Schichtdicke aufweisen in einem Bereich von ungefähr 5 nm bis ungefähr 50 nm, beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 10 nm bis ungefähr 30 nm, beispielsweise ungefähr 20 nm.
  • Auf oder über der Lochtransportschicht kann eine Emitterschicht ausgebildet sein. Jede der organisch funktionellen Schichtenstruktur-Einheiten kann jeweils eine Emitterschicht oder mehrere Emitterschichten aufweisen, beispielsweise mit fluoreszierenden und/oder phosphoreszierenden Emittern.
  • Eine Emitterschicht kann organische Polymere, organische Oligomere, organische Monomere, organische kleine, nichtpolymere Moleküle („small molecules“) oder eine Kombination dieser Materialien aufweisen oder daraus gebildet sein.
  • Das optoelektronische Bauelement 100 kann in einer Emitterschicht eines oder mehrere der folgenden Materialien aufweisen oder daraus gebildet sein: organische oder organometallische Verbindungen, wie Derivate von Polyfluoren, Polythiophen und Polyphenylen (beispielsweise 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.
  • Die Emittermaterialien können in geeigneter Weise in einem Matrixmaterial eingebettet sein, beispielsweise einer technischen Keramik oder einem Polymer, beispielsweise einem Epoxid; oder einem Silikon.
  • In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die Emitterschicht eine Schichtdicke aufweisen in einem Bereich von ungefähr 5 nm bis ungefähr 50 nm, beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 10 nm bis ungefähr 30 nm, beispielsweise ungefähr 20 nm.
  • Die Emitterschicht kann einfarbig oder verschiedenfarbig (zum Beispiel blau und gelb oder blau, grün und rot) emittierende Emittermaterialien aufweisen. Alternativ kann die Emitterschicht mehrere Teilschichten aufweisen, die Licht unterschiedlicher Farbe emittieren. 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.
  • Die organische optisch funktionelle Schichtenstruktur-Einheit 106 kann eine oder mehrere Emitterschichten aufweisen, die als Lochtransportschicht ausgeführt ist/sind. Weiterhin kann die organische optisch funktionelle Schichtenstruktur-Einheit 106 eine oder mehrere Emitterschichten aufweisen, die als Elektronentransportschicht ausgeführt ist/sind.
  • Auf oder über der Emitterschicht kann eine Elektronentransportschicht ausgebildet sein, beispielsweise abgeschieden sein.
  • Die Elektronentransportschicht kann eines oder mehrere der folgenden Materialien aufweisen oder daraus gebildet sein: NET-18; 2,2',2"-(1,3,5-Benzinetriyl)-tris(1-phenyl-1-H-benzimidazole); 2-(4-Biphenylyl)-5-(4-tert-butylphenyl)-1,3,4-oxadiazole,2,9-Dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline (BCP); 8-Hydroxyquinolinolato-lithium, 4-(Naphthalen-1-yl)-3,5-diphenyl-4H-1,2,4-triazole; 1,3-Bis[2-(2,2'-bipyridine-6-yl)-1,3,4-oxadiazo-5-yl]benzene; 4,7-Diphenyl-1,10-phenanthroline (BPhen); 3-(4-Biphenylyl)-4-phenyl-5-tert-butylphenyl-1,2,4-triazole; Bis(2-methyl-8-quinolinolate)-4-(phenylphenolato)aluminium; 6,6'-Bis[5-(biphenyl-4-yl)-1,3,4-oxadiazo-2-yl]-2,2'-bipyridyl; 2-phenyl-9,10-di(naphthalen-2-yl)-anthracene; 2,7-Bis[2-(2,2'-bipyridine-6-yl)-1,3,4-oxadiazo-5-yl]-9,9-dimethylfluorene; 1,3-Bis[2-(4-tert-butylphenyl)-1,3,4-oxadiazo-5-yl]benzene; 2-(naphthalen-2-yl)-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline; 2,9-Bis(naphthalen-2-yl)-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline; Tris(2,4,6-trimethyl-3-(pyridin-3-yl)phenyl)borane; 1-methyl-2-(4-(naphthalen-2-yl)phenyl)-1H-imidazo[4,5-f][1,10]phenanthrolin; Phenyl-dipyrenylphosphine oxide; Naphtahlintetracarbonsäuredianhydrid bzw. dessen Imide; Perylentetracarbonsäuredianhydrid bzw. dessen Imide; und Stoffen basierend auf Silolen mit einer Silacyclopentadieneinheit.
  • Die Elektronentransportschicht kann eine Schichtdicke aufweisen in einem Bereich von ungefähr 5 nm bis ungefähr 50 nm, beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 10 nm bis ungefähr 30 nm, beispielsweise ungefähr 20 nm.
  • Auf oder über der Elektronentransportschicht kann eine Elektroneninjektionsschicht ausgebildet sein. Die Elektroneninjektionsschicht kann eines oder mehrere der folgenden Materialien aufweisen oder daraus gebildet sein: NDN-26, MgAg, Cs2CO3, Cs3PO4, Na, Ca, K, Mg, Cs, Li, LiF; 2,2',2"-(1,3,5-Benzinetriyl)-tris(1-phenyl-1-H-benzimidazole); 2-(4-Biphenylyl)-5-(4-tert-butylphenyl)-1,3,4-oxadiazole,2,9-Dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline (BCP); 8-Hydroxyquinolinolato-lithium, 4-(Naphthalen-1-yl)-3,5-diphenyl-4H-1,2,4-triazole; 1,3-Bis[2-(2,2'-bipyridine-6-yl)-1,3,4-oxadiazo-5-yl]benzene; 4,7-Diphenyl-1,10-phenanthroline (BPhen); 3-(4-Biphenylyl)-4-phenyl-5-tert-butylphenyl-1,2,4-triazole; Bis(2-methyl-8-quinolinolate)-4-(phenylphenolato)aluminium; 6,6'-Bis[5-(biphenyl-4-yl)-1,3,4-oxadiazo-2-yl]-2,2'-bipyridyl; 2-phenyl-9,10-di(naphthalen-2-yl)-anthracene; 2,7-Bis[2-(2,2'-bipyridine-6-yl)-1,3,4-oxadiazo-5-yl]-9,9-dimethylfluorene; 1,3-Bis[2-(4-tert-butylphenyl)-1,3,4-oxadiazo-5-yl]benzene; 2-(naphthalen-2-yl)-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline; 2,9-Bis(naphthalen-2-yl)-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline; Tris(2,4,6-trimethyl-3-(pyridin-3-yl)phenyl)borane; 1-methyl-2-(4-(naphthalen-2-yl)phenyl)-1H-imidazo[4,5-f][1,10]phenanthroline; Phenyl-dipyrenylphosphine oxide; Naphtahlintetracarbonsäuredianhydrid bzw. dessen Imide; Perylentetracarbonsäuredianhydrid bzw. dessen Imide; und Stoffen basierend auf Silolen mit einer Silacyclopentadieneinheit.
  • Die Elektroneninjektionsschicht kann eine Schichtdicke aufweisen in einem Bereich von ungefähr 5 nm bis ungefähr 200 nm, beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 20 nm bis ungefähr 50 nm, beispielsweise ungefähr 30 nm.
  • Bei einer organisch funktionellen Schichtenstruktur 106 mit zwei oder mehr organisch funktionellen Schichtenstruktur-Einheiten, kann die zweite organische optisch funktionelle Schichtenstruktur-Einheit über oder neben der ersten funktionellen Schichtenstruktur-Einheiten ausgebildet sein. Elektrisch zwischen den organisch funktionellen Schichtenstruktur-Einheiten kann eine Zwischenschichtstruktur ausgebildet sein.
  • In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die Zwischenschichtstruktur als eine Zwischenelektrode ausgebildet sein, beispielsweise gemäß einem der Ausführungsbeispiele der ersten Elektrode. Eine Zwischenelektrode kann mit einer externen Spannungsquelle elektrisch verbunden sein. Die externe Spannungsquelle kann an der Zwischenelektrode beispielsweise ein drittes elektrisches Potential bereitstellen. Die Zwischenelektrode kann jedoch auch keinen externen elektrischen Anschluss aufweisen, beispielsweise indem die Zwischenelektrode ein schwebendes elektrisches Potential aufweist.
  • In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die Zwischenschichtstruktur als eine Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schichtenstruktur (charge generation layer CGL) ausgebildet sein. Eine Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schichtenstruktur kann eine oder mehrere elektronenleitende Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht(en) und eine oder mehrere lochleitende Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht(en) aufweisen. Die elektronenleitende Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht(en) und die lochleitende Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht(en) können jeweils aus einem undotierten leitenden Stoff oder einem Dotierstoff in einer Matrix gebildet sein. Die Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schichtenstruktur sollte hinsichtlich der Energieniveaus der elektronenleitenden Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht(en) und der lochleitenden Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht(en) derart ausgebildet sein, dass an der Grenzfläche einer elektronenleitenden Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht mit einer lochleitenden Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht eine Trennung von Elektron und Loch erfolgen kann. Die Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schichtenstruktur kann ferner zwischen benachbarten Schichten eine Permeationsbarriere aufweisen.
  • Auf oder über der organisch optisch funktionellen Schichtenstruktur 106 oder gegebenenfalls auf oder über der einen oder den mehreren weiteren der organisch funktionellen Schichtenstruktur und/oder organisch funktionalen Schichten kann die zweite Elektrode 108 ausgebildet sein.
  • Die zweite Elektrode 108 bzw. die zweite Elektrodenstruktur 108 kann gemäß einer der Ausführungsbeispiele der ersten Elektrode 104 ausgebildet sein, wobei die erste Elektrode 104 und die zweite Elektrode 108 gleich oder unterschiedlich ausgebildet sein können. Die zweite Elektrode 108 kann als Anode, also als löcherinjizierende Elektrode ausgebildet sein oder als Kathode, also als eine elektroneninjizierende Elektrode.
  • Die zweite Elektrode 108 kann einen zweiten elektrischen Kontaktbereich aufweisen oder damit verbunden sein (vgl. beispielsweise 4A). An den zweiten elektrischen Kontaktbereich ist ein zweites elektrisches Potential anlegbar. Das zweite elektrische Potential kann von der gleichen oder einer anderen Energiequelle bereitgestellt werden wie das erste elektrische Potential und/oder das optionale dritte elektrische Potential einer Zwischenelektrode. Das zweite elektrische Potential kann unterschiedlich zu dem ersten elektrischen Potential und/oder dem optional dritten elektrischen Potential sein. Das zweite elektrische Potential kann beispielsweise einen Wert aufweisen derart, dass die Differenz zu dem ersten elektrischen Potential einen Wert in einem Bereich von ungefähr 1,5 V bis ungefähr 20 V aufweisen, 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.
  • In verschiedenen Ausführungsbeispielen ist die erste Elektrode 104 mittels eines Resists von der zweiten Elektrode 108 elektrisch isoliert (vgl. beispielsweise 4A). Der Resist kann beispielsweise ein Polyimid oder ein Harz sein oder ein Polyimid oder ein Harz aufweisen.
  • In verschiedenen Ausführungsbeispielen weist die Verkapselungsstruktur 210 (beispielsweise auf oder über der Varistorschichtstruktur 110) ein Gehäuse, eine Abdeckung, eine Formmasse und/oder eine oder mehrere Barriereschichten auf (vgl. beispielsweise 4A bis 4C). Die Formmasse kann beispielsweise ein Kunstharz oder ein Klebstoff sein oder aufweisen. Die Verkapselungsstruktur 210 kann eine Permeation von kleiner als ungefähr 10–6 g/(m2d) aufweisen.
  • In verschiedenen Ausführungsbeispielen weist die Verkapselungsstruktur 210 eine Formmasse auf, beispielsweise ein Kunstharz oder einen Klebstoff. In verschiedenen Ausführungsbeispielen bildet die Formmasse ein Gehäuse für das optoelektronische Bauelement 100 aus.
  • Die Verkapselungsstruktur 210 kann ferner eine Abdeckung aufweisen, wobei die Abdeckung über der Barriereschicht angeordnet ist, beispielsweise mittels einer Verbindungsschicht. Die Abdeckung kann mittels einer Verbindungsschicht mit der Barriereschicht verbunden sein. Alternativ ist eine Kavität zwischen der Abdeckung und der Barriereschicht ausgebildet. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Varistorschichtstruktur 110 als Barriereschicht der Verkapselungsstruktur 210 fungieren.
  • Mit anderen Worten: In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die Verkapselungsstruktur 210 eine Abdeckung und eine Verbindungsschicht aufweisen. Auf oder über der Verbindungsschicht kann eine Abdeckung ausgebildet oder angeordnet sein. Die Abdeckung kann mittels der Verbindungsschicht mit der Barriereschicht, dem Substrat 102 und/oder dem elektrisch aktiven Bereich 106 verbunden sein.
  • Die Abdeckung kann beispielsweise eine Glasabdeckung, eine Metallfolienabdeckung oder eine abgedichtete Kunststofffolien-Abdeckung sein. Die Glasabdeckung kann beispielsweise mittels einer Fritten-Verbindung (engl. Glas frit bonding/Glas soldering/seal Glas bonding) mittels eines herkömmlichen Glaslotes in den geometrischen Randbereichen des elektronischen Bauelements 100 mit der Barriereschicht bzw. dem elektrisch aktiven Bereich 106 und/oder dem Substrat 102 verbunden sein oder werden.
  • Die Abdeckung und/oder die Verbindungsschicht können einen Brechungsindex (beispielsweise bei einer Wellenlänge von 633 nm) von 1,55 aufweisen.
  • In verschiedenen Ausführungsbeispielen ist bei einer Verkapselungsstruktur 210 mit Abdeckung eine Verbindungsschicht optional, beispielsweise falls die Abdeckung direkt auf der Barriereschicht (oder beispielsweise gemäß verschiedenen Ausführungsformen direkt auf der Varistorschichtstruktur 110) ausgebildet wird, beispielsweise eine Abdeckung aus Glas, die mittels Plasmaspritzens ausgebildet wird.
  • In verschiedenen Ausführungsbeispielen ist eine Abdeckung und/oder eine Verbindungsschicht, beispielsweise in Form einer Harz-Schicht; optional. Die Barriereschicht kann beispielsweise als Ersatz und/oder anstatt des Abdeckung dienen.
  • Mit anderen Worten: In verschiedenen Ausführungsbeispielen ist auf oder über der Barriereschicht eine Verbindungsschicht vorgesehen sein, beispielsweise aus einem Klebstoff oder einem Lack. Mittels der Verbindungsschicht kann beispielsweise eine Abdeckung auf der Barriereschicht verbunden werden, beispielsweise aufgeklebt sein.
  • Eine Verbindungsschicht aus einem transparenten Material kann beispielsweise Partikel aufweisen, die elektromagnetische Strahlung streuen, beispielsweise lichtstreuende Partikel. Dadurch kann die Verbindungsschicht als Streuschicht wirken und zu einer Verbesserung des Farbwinkelverzugs und der Auskoppeleffizienz führen.
  • Die Verbindungsschicht kann eine Schichtdicke von größer als 1 µm aufweisen, beispielsweise eine Schichtdicke von mehreren µm. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die Verbindungsschicht einen Laminations-Klebstoff aufweisen oder ein solcher sein.
  • Die Verbindungsschicht kann derart eingerichtet sein, dass sie einen Klebstoff mit einem Brechungsindex aufweisen, der kleiner ist als der Brechungsindex der Abdeckung. Weiterhin können mehrere unterschiedliche Klebstoffe vorgesehen sein, die eine Kleberschichtenfolge bilden.
  • Ferner können in verschiedenen Ausführungsbeispielen zusätzlich noch eine oder mehrere Ein-/Auskoppelschichten in dem elektronischen Bauelements 100 ausgebildet sein, beispielsweise eine externe Auskoppelfolie auf oder über dem Substrat (vgl. beispielsweise 4A) oder eine interne Auskoppelschicht (nicht dargestellt) im Schichtenquerschnitt des optoelektronischen Bauelements 100. Die Ein-/Auskoppelschicht kann eine Matrix und darin verteilt Streuzentren aufweisen, wobei der mittlere Brechungsindex der Ein-/Auskoppelschicht größer oder kleiner ist als der mittlere Brechungsindex der Schicht, aus der die elektromagnetische Strahlung bereitgestellt werden. Ferner können in verschiedenen Ausführungsbeispielen zusätzlich eine oder mehrere Entspiegelungsschichten (beispielsweise kombiniert mit der Barriereschicht) in dem optoelektronischen Bauelement 100 vorgesehen sein.
  • Auf oder über dem elektrisch aktiven Bereich 106 (auch als optisch funktionelle Schichtenstruktur 106 bezeichnet) und/oder dem Substrat 102 kann ferner eine sogenannte Getter-Schicht oder Getter-Struktur, beispielsweise eine lateral strukturierte Getter-Schicht, angeordnet sein.
  • In verschiedenen Ausführungsbeispielen wird im Betrieb des elektronischen Bauelementes eine elektromagnetische Strahlung aus einem elektrischen Strom in dem elektrisch aktiven Bereich 106 erzeugt, oder umgekehrt. Der elektrisch aktive Bereich 106 ist derart ausgebildet, beispielsweise mit transparenten oder transluzenten Schichten oder Strukturen, dass die elektromagnetische Strahlung wenigstens durch eine Seite (optisch aktive Seite) transmittierbar ist. Beispielsweise kann der elektrisch aktive Bereich derart ausgebildet sein, dass er zwei gegenüberliegende optisch aktive Seiten aufweist, beispielsweise in eine Blickrichtung transparent oder transluzent sein. Das optoelektronische Bauelement 100 kann derart ausgebildet sein, dass die elektromagnetische Strahlung lateral und/oder flächig durch das Substrat 102, die Barriereschicht (oder gemäß einigen Ausführungsbeispielen die Varistorschichtstruktur 110), die Verbindungschicht und/oder die Abdeckung transmittierbar ist. Alternativ kann eine der genannten Schichten oder Strukturen reflektierend oder spiegelnd ausgebildet sein, so dass eine auf diese Schicht oder Struktur einfallende elektromagnetische Strahlung von dieser Schicht oder Struktur umlenkbar ist.
  • Das elektronische Bauelement 100 ist mittels Kontaktbereichen mit einer Bauelement-externen elektrischen Energiequelle kontaktierbar, beispielsweise bestrombar. Das elektronische Bauelement ist derart ausgebildet, dass ein elektrischer Strom von den Kontaktbereichen mittelbar, beispielsweise durch eine Verbindungsschicht; oder unmittelbar, beispielsweise mittels einer in einen Kontaktbereich verlängerten Elektrode des elektrisch aktiven Bereichs; elektrisch mit dem elektrisch aktiven Bereich 106 fließen kann, und umgekehrt. Der Strompfad des elektrischen Stromes führt durch den elektrisch aktiven Bereich 106 von einem Kontaktbereich zum anderen Kontaktbereich. Der elektrisch aktive Bereich 106 ist ausgebildet, dass eine vorgegebene elektrische Wirkung bewirkt werden kann, beispielsweise eine elektromagnetische Strahlung und/oder ein elektrisches Feld und/oder ein magnetisches Feld erzeugt werden kann. Alternativ oder zusätzlich kann in dem elektrisch aktiven Bereich 106 ein elektrischer Strom von einer solchen Strahlung oder einem solchen Feld erzeugt werden. Alternativ oder zusätzlich kann der elektrisch aktive Bereich 106 einen oder mehrere Schaltkreise aufweisen, beispielsweise mit einem oder mehreren Schaltern, beispielsweise elektrisch schaltbaren Schaltern, beispielsweise Transistoren; beispielsweise in Form eines Logik-Schaltkreises.
  • Im Folgenden werden verschiedene Modifikationen und Konfigurationen des optoelektronischen Bauelements 100 und Details zu der optisch funktionelle Schichtenstruktur 106 und der Varistorschichtstruktur 110 beschrieben, wobei sich die vorangehend beschriebenen grundlegenden Merkmale und Funktionsweisen analog einbeziehen lassen. Ferner können die nachfolgend beschriebenen Merkmale und Funktionsweisen analog auf das in den 1 und 2 beschriebene optoelektronische Bauelement 100 übertragen werden oder mit dem in den 1 und 2 beschriebenen optoelektronische Bauelement 100 kombiniert werden.
  • Im Allgemeinen können optoelektronische Bauelemente, wie beispielsweise OLEDs, sehr empfindlich auf Störungen, wie beispielsweise Spannungsspitzen, Temperaturbeeinflussung, etc. reagieren. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen wird mindestens eine dieser Störungen mittels funktioneller Materialeigenschaften in der Verkapselung 210 beseitigt (z.B. ohne zusätzliche Kosten zu verursachen) oder eine zusätzliche Funktionalität (zur der Barrieren-Funktion) der Verkapselung 210 wird geschaffen.
  • Herkömmlicherweise wird eine externe Schutzdiode mittels Verbindungstechnik aufgebracht, um ein Bauelement zu schützen. Dies verursacht beispielsweise zusätzliche Kosten. Ferner können herkömmlicherweise externe Schutzdioden oder Varistoren in der elektronischen Schaltung (z.B. Lawinendioden) verwendet werden. Auch kann eine externe Suppressor-Diode verwendet werden. Auch rein externe elektronische Schaltungen mittels beispielsweise Filtern, Drosseln, etc. können zum Schützen des Bauelements verwendet werden. Beispielsweise werden gasgefüllte Überspannungsschutzschalter (z.B. für hohe Leistungen) verwendet sowie Dioden-Kombinationen mit harter oder weicher Ableitung von Überspannungen.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen wird ein optoelektronisches Bauelement 100 bereitgestellt, welches derart eingerichtet ist, dass dessen Verkapselungsschichten mehrere Funktionalitäten vereinen, wobei eine Funktionalität die Verkapselung selbst ist (beispielsweise die Barrieren-Funktion). Wie vorangehend beschrieben kann eine weitere Funktionalität die Varistor-Funktion sein zum Schutz des optoelektronischen Bauelements 100. Ferner kann eine weitere Funktionalität das Ableiten von Wärme sein.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen wird SiC (Siliziumkarbid) bei der Verkapselung des optoelektronischen Bauelements 100 (z.B. einer OLED) als relativ dicke TFE Schicht verwendet (z.B. mit einer Dicke von mehr als 1 µm, 2 µm, 3 µm, 4 µm oder 5 µm). Dabei hat das Siliziumkarbid der Verkapselung auch die Eigenschaft, dass bei hohen Spannungen dessen elektrischer Widerstand um mehrere Dekaden sinken kann (Varistor-Eigenschaft). Spannungsspitzen können somit geglättet werden, indem bei hohen Spannungen der Strom über die Dünnfilmverkapselung 210 abgeleitet wird. Dabei wirkt das SiC 110 als Isolator zwischen Anode und Kathode im Normalbetrieb (ohne Spannungsspitzen), und als Varistor zwischen Anode und Kathode bei einer Überspannung, so dass bei einer Überspannung das SiC 110 die Anode und Kathode kurz schließt und diese dadurch schützt.
  • Gleichzeitig können in einer funktionalen Struktur weitere Schichten eingebracht werden, z.B. für einen Temperatursensor als Heißleiter oder Kaltleiter, z.B. für einen Kondensator, einen Piezosensor (z.B. Drucksensor), für eine integrierte Druckanzeige, oder für selbstrückstellende Sicherungen.
  • Somit entstehen beispielsweise keine zusätzlichen Kosten für einen Überspannungsschutz. Ferner kann der Überspannungsschutz bereitgestellt werden, ohne beispielsweise die erste Elektrodenstruktur 104 auf dem Substrat zu beeinflussen oder zu verändern, wie beispielsweise in 4A bis 4C veranschaulicht ist. Der integrierte Überspannungsschutz kann beispielsweise die Ausfallsicherheit bei Spannungsspitzen erhöhen. Ferner kann die Geometrie der Varistorschichtstruktur 110 derart bereitgestellt sein, dass die Einsatzspannung der Varistorschichtstruktur 110 in gewissen Grenzen definiert ist (z.B. kann eine Dicke der Varistorschichtstruktur 110 die Einsatzspannung definieren).
  • 4A, 4B und 4C veranschaulichen jeweils ein optoelektronisches Bauelement 100 in einer schematischen Querschnittsansicht, gemäß verschiedenen Ausführungsformen, wobei das optoelektronische Bauelement 100 zumindest Folgendes aufweisen kann: einen Träger 102, zwei Elektrodenstrukturen 104, 108, eine optisch funktionelle Schichtenstruktur 106 zwischen den zwei Elektrodenstrukturen 104, 108, und eine Varistorschichtstruktur 110 in körperlichem Kontakt mit den zwei Elektrodenstrukturen 104, 108, analog zum vorangehend Beschriebenen. In diesen Ausgestaltungen ist die Varistorschichtstruktur 110 als Verkapselungsschicht 210 (vgl. 4A) oder als Teil der Verkapselungsschicht 210 (vgl. 4B und 4C) eingerichtet.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Träger 102 (auch als Substrat bezeichnet, wie beispielsweise vorangehend beschrieben ist) Glas aufweisen oder aus Glas bestehen. Ferner kann jeder andere geeignete Träger 102 für das optoelektronische Bauelement 100 verwendet werden. Auf oder über der Varistorschichtstruktur 110 bzw. der Verkapselungsschicht 210 kann ein Schutzglas 402 (auch als Abdeckung bezeichnet, wie beispielsweise vorangehend beschrieben ist) angeordnet sein, welches beispielsweise mittels einer Klebeschicht 412 (auch als Verbindungschicht bezeichnet, wie beispielsweise vorangehend beschrieben ist) befestigt sein kann.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die erste Elektrodenstruktur 104 transparent sein bzw. zumindest einen transparenten Bereich 104t aufweisen. Ferner kann auf der Seite des Trägers 102, welche von der optisch funktionellen Schichtenstruktur 106 weg gerichtet ist, eine funktionelle Auskoppelschicht 422 angeordnet sein oder werden (z.B. optional).
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die erste Elektrodenstruktur 104 eine erste elektrische Kontaktzuführung 404z aufweisen sowie eine erste Kontaktierungsstruktur 404k, so dass beispielsweise der transparente Bereich 104t der ersten Elektrodenstruktur 104 in einem ersten elektrischen Kontaktbereich elektrisch kontaktiert wird, wie vorangehend beschrieben ist. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die zweite Elektrodenstruktur 108 eine zweite elektrische Kontaktzuführung 408z aufweisen sowie eine zweite Kontaktierungsstruktur 408k, so dass die zweite Elektrodenstruktur 108 beispielsweise in einem zweiten elektrischen Kontaktbereich elektrisch kontaktiert wird, wie vorangehend beschrieben ist.
  • Dabei können die Kontaktzuführungen 404z, 408z entsprechend der Funktionsweise des optoelektronischen Bauelements 100 eingerichtet sein, z.B. transparent oder intransparent sein. Beispielsweise kann eine der Kontaktzuführungen 404z, 408z oder können beide Kontaktzuführungen 404z, 408z ein Metall oder eine Metalllegierung aufweise sowie als eine einzelne Schicht oder als Schichtstapel ausgestaltet sein, z.B. aufweisend: Mo/Al(Mo, Cr/Al/Cr, Ag/Mg, Al). Ferner können die Kontaktierungsstrukturen 404k, 408k entsprechend der Funktionsweise des optoelektronischen Bauelements 100 eingerichtet sein, z.B. als Kontaktierungsschicht oder Kontaktierungsfolie (z.B. ACF-Folie, auch als anisotrop leitfähige Schicht bezeichnet) ausgestaltet sein.
  • Anschaulich können die erste Elektrodenstruktur 104 und die zweite Elektrodenstruktur 108 in verschiedenen Weisen ausgestaltet sein, wie hierin beispielhaft veranschaulicht ist, wobei die Varistorschichtstruktur 110 beide Elektrodenstrukturen 104, 108 kontaktiert. Beispielsweise kann die Varistorschichtstruktur 110 direkt die zweite Elektrode 108 im Bereich oberhalb der optisch funktionellen Schichtenstruktur 106 kontaktieren. Ferner kann die Varistorschichtstruktur 110 die erste Elektrode 104 im Bereich der ersten Kontaktzuführung 404z und/oder der ersten Kontaktierungsstruktur 404k kontaktieren. Ferner kann die Varistorschichtstruktur 110 auch die zweite Elektrodenstruktur 108 im Bereich der zweiten Kontaktzuführung 408z und/oder der zweiten Kontaktierungsstruktur 408k kontaktieren. Ferner kann die Varistorschichtstruktur 110 direkt die erste Elektrode 104 im beispielsweise transparenten Bereich 104t unterhalb der optisch funktionellen Schichtenstruktur 106 kontaktieren.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die erste Elektrodenstruktur 104 und die zweite Elektrodenstruktur 108 mittels einer Isolatorschicht 430 oder mittels mehrerer Isolatorschichten 430 voneinander elektrisch und räumlich separiert sein oder werden. Dazu kann ein Polyimid verwendet werden, oder jeder andere geeignete Resist.
  • Die optisch funktionelle Schichtenstruktur 106 kann zumindest eine Schicht mit organischem (optisch und/oder elektrisch funktionellen) Material aufweisen, wie vorangehend beschrieben ist.
  • Wie in 4A in einer schematischen Querschnittsansicht veranschaulicht ist, kann das optoelektronische Bauelement 100 nur eine Verkapselungsschicht 110, 210 aufweisen, welche gleichzeitig als Varistorschichtstruktur 110 fungiert, z.B. mittels Verwendens von SiC, wie vorangehend beschrieben ist.
  • In analoger Weise kann die Verkapselungsschicht 210 des optoelektronischen Bauelements 100 mehrere Schichten aufweisen, d.h. als Verkapselungsschichtstapel eingerichtet sein, so dass beispielsweise mehrere Funktionalitäten gewährleistet sein können, wie vorangehend beschrieben ist. Wie in 4B in einer schematischen Querschnittsansicht veranschaulicht ist, kann die Verkapselungsschicht 210 eine Varistorschichtstruktur 110 aufweisen, welche beispielsweise die zweite Elektrodenstruktur 108 im Bereich oberhalb der optisch funktionellen Schichtenstruktur 106 kontaktiert. Ferner kann die Verkapselungsschicht 210 eine Wärmeleitschicht 410 aufweisen, z.B. in direktem Kontakt mit der Varistorschichtstruktur 110. Die Wärmeleitschicht 410 kann auf der Varistorschichtstruktur 110 angeordnet sein oder werden. Die Wärmeleitschicht 410 kann beispielsweise Aluminiumnitrid aufweisen oder aus Aluminiumnitrid bestehen, sowie aus jedem anderen geeigneten Material mit entsprechend hoher Wärmeleitfähigkeit. Die Wärmeleitschicht 410 kann beispielsweise ein Metall aufweisen, z.B. Kupfer oder Aluminium sowie eine Metalllegierung, z.B. Al/Cu.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können/kann die Varistorschichtstruktur 110 und/oder die Wärmeleitschicht 410 lateral strukturiert sein. Ferner können auch Schichtsysteme verwendet werden, z.B. Nanolaminate.
  • In analoger Weise kann die Verkapselungsschicht 210 des optoelektronischen Bauelements 100 mehrere Schichten aufweisen, d.h. als Verkapselungsschichtstapel eingerichtet sein, so dass beispielsweise mehrere Funktionalitäten gewährleistet sein können, wie vorangehend beschrieben ist. Wie in 4C in einer schematischen Querschnittsansicht veranschaulicht ist, kann die Verkapselungsschicht 210 eine Varistorschichtstruktur 110 aufweisen, welche beispielsweise die zweite Elektrodenstruktur 108 im Bereich oberhalb der optisch funktionellen Schichtenstruktur 106 kontaktiert. Ferner kann die Verkapselungsschicht 210 eine oder mehrere weitere Schichten 440, 450 aufweisen, welche beispielsweise zumindest auf oder über der Varistorschichtstruktur 110 angeordnet sind. Beispielsweise kann eine erste zusätzliche Barriereschicht 440 verwendet werden, welche beispielsweise Siliziumnitrid (SiN), Siliziumoxid (SiOx), Siliziumoxinitrid (SiNOx), Silizium-Oxikarbonitrid (SiCNOx) aufweisen kann, z.B. auch als Schichtstapel. Beispielsweise kann eine zweite zusätzliche Barriereschicht 450 verwendet werden, welche beispielsweise Aluminiumoxid (AlOx), Titanoxid (TiOx) und/oder Antimon-Zinn-Oxid (ATO) aufweisen kann, z.B. auch als Schichtstapel.
  • Analog zum vorangehend Beschriebenen kann die Varistorschichtstruktur 110 die zweite Elektrodenstruktur 104 auch nur seitlich der optisch funktionellen Schichtenstruktur 106 kontaktieren.
  • Im Folgenden werden verschiedene Modifikationen und Konfigurationen des optoelektronischen Bauelements 100 und Details zu der optisch funktionelle Schichtenstruktur 106 und der Varistorschichtstruktur 110 beschrieben, wobei sich die vorangehend beschriebenen grundlegenden Merkmale und Funktionsweisen analog einbeziehen lassen. Ferner können die nachfolgend beschriebenen Merkmale und Funktionsweisen analog auf das in 3 beschriebene optoelektronische Bauelement 100 übertragen werden oder mit dem in 3 beschriebenen optoelektronische Bauelement 100 kombiniert werden.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen wird ein optoelektronisches Bauelement 100 bereitgestellt, welches eine hybride Integration von transparenten nichtleitenden ZnO-Schichten aufweist. Mit anderen Worten wird eine Schichtstruktur auf einem Substrat 102 (auch als Träger bezeichnet) bereitgesellt, welche sowohl als Elektrodenstruktur 104 fungiert als auch als Varistorschichtstruktur 110. Beispielsweise kann ZnO im Normalbetrieb als Isolator zwischen Anode und Kathode (d.h. beispielsweise ohne Spannungsspitzen) fungieren sowie bei einer Überspannung (z.B. bei auftretenden Spannungsspitzen) als Varistor. Dabei können die Varistorschichtstruktur 110 aus ZnO und ein transparenter elektrischer Kontakt 104 in einer Ebene bereitgestellt sein oder werden.
  • Anschaulich kann eine Varistorschichtstruktur 110 zumindest teilweise zwischen der zweiten Elektrodenstruktur 108 und dem Träger 102 oder zwischen der organischen optisch funktionellen Schichtenstruktur 106 und dem Träger 102 angeordnet sein oder werden. Anschaulich kann eine Varistorschichtstruktur 110 neben einem transparenten Bereich 104t einer ersten Elektrodenstruktur 104 bereitgestellt sein oder werden. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann beispielsweise ein transparenter Bereich 104t einer ersten Elektrodenstruktur 104 und die Varistorschichtstruktur 110 in einer gemeinsamen Schichtstruktur bereitgestellt sein oder werden. Dabei kann AZO (ZnO:Al) als transparenter elektrischer Kontakt 104 und ZnO als anorganischer Isolator/Varistor verwendet werden.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das ZnO als Varistor zwischen Anode und Kathode angeordnet sein oder werden und diese beiden kurzschließen, wenn eine Überspannung auftritt. Somit schützt das ZnO die beiden Elektroden eines optoelektronischen Bauelements 100. Somit entstehen beispielsweise keine zusätzlichen Kosten gegenüber Substraten (oder OLEDs) mit AZO-Kontakten bei Verwendung von reinem ZnOx.
  • Ferner kann mindestens eines der folgenden Materialien als Varistor-Material verwendet werden (auch in Kombination): ZnOx, BiOx, CrOx, MnOx, SbOx, CoOx und/oder SnOx, z.B. mit einem Hauptbestandteil an ZnOx.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen wird ein optoelektronisches Bauelement 100 bereitgestellt, welches eine reduzierte Ausfallwahrscheinlichkeit am Isolator/transparenter Kontakt/Metallübergang aufweist, beispielsweise aufgrund einer besseren Schichtumformung und/oder dadurch, dass scharfen Kanten vermieden werden, welche sonst eine Diskontinuität in der Schicht bewirken könnten. Ferner erhöht der integrierte Überspannungsschutz die Ausfallsicherheit bei Spannungsspitzen.
  • Mittels der hybriden Integration wird das als Varistor fungierende ZnO in dem optoelektronischen Bauelement 100 mit verkapselt und ist somit gegen Feuchte geschützt.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein optoelektronisches Bauelement 100 einen Träger 102 aufweisen, sowie auf dem Träger lateral nebeneinander angeordnete ZnOx-Strukturen bzw. Mischstrukturen, wobei diese derart bereitgestellt sind (z.B. undotiert sind, z.B. im Wesentlichen frei von Aluminium sind), dass diese als Varistoren (d.h. Strukturen mit spannungsabhängigem elektrischen Widerstand) wirken können. Gleichzeitig ist das ZnOx (z.B. abschnittsweise) mit Aluminium dotiert, so dass ein leitfähiger transparenter Kontakt bereitgestellt sein kann.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein optoelektronisches Bauelement 100 einen Träger 102 aufweisen, sowie eine auf dem Träger angeordnete ZnOx-Schicht aufweist, wobei die ZnOx-Schicht in einem ersten Bereich 104t derart mit Aluminium dotiert ist, dass der erste Bereich 104t transparent und elektrisch leitfähig ist, und wobei die ZnOx-Schicht in einem zweiten Bereich 110 derart bereitgestellt ist (z.B. undotiert ist oder beispielsweise im Wesentlichen frei von Aluminium ist), dass der zweite Bereich 110 als Varistor fungieren kann.
  • 5A veranschaulicht ein optoelektronisches Bauelement 100 in einer schematischen Draufsicht und 5B und 5C veranschaulichen jeweils Querschnitte 500b, 500c des in 5A dargestellten optoelektronischen Bauelements 100, gemäß verschiedenen Ausführungsformen, wobei das optoelektronische Bauelement 100 zumindest Folgendes aufweisen kann: einen Träger 102, zwei Elektrodenstrukturen 104, 108, eine optisch funktionelle Schichtenstruktur 106 zwischen den zwei Elektrodenstrukturen 104, 108, und eine Varistorschichtstruktur 110 in körperlichem Kontakt mit den zwei Elektrodenstrukturen 104, 108, analog zum vorangehend Beschriebenen. In diesen Ausgestaltungen ist die Varistorschichtstruktur 110 zumindest teilweise zwischen der zweiten Elektrodenstruktur 108 und dem Träger 102 oder zwischen der organischen optisch funktionellen Schichtenstruktur 106 und dem Träger 102 angeordnet.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das optoelektronische Bauelement 100 mittels einer Verkapselungsschicht 210 verkapselt sein, wobei diese frei von Varistor-Material ist. Anschaulich kann in diesem Fall die Varistorschichtstruktur 110 in die erste Elektrodenstruktur 104 integriert sein oder werden.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Träger 102 (auch als Substrat bezeichnet, wie beispielsweise vorangehend beschrieben ist) Glas aufweisen oder aus Glas bestehen. Ferner kann jeder andere geeignete Träger 102 für das optoelektronische Bauelement 100 verwendet werden. Auf oder über der Verkapselungsschicht 210 kann ein Schutzglas 402 (auch als Abdeckung bezeichnet, wie beispielsweise vorangehend beschrieben ist) angeordnet sein, welches beispielsweise mittels einer Klebeschicht 412 (auch als Verbindungschicht bezeichnet, wie beispielsweise vorangehend beschrieben ist) befestigt sein kann.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die erste Elektrodenstruktur 104 transparent sein bzw. zumindest einen transparenten Bereich 104t aufweisen. Ferner kann auf der Seite des Trägers 102, welche von der optisch funktionellen Schichtenstruktur 106 weg gerichtet ist, eine funktionelle Auskoppelschicht 422 angeordnet sein oder werden (z.B. optional), wie vorangehend beschrieben ist.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die erste Elektrodenstruktur 104 eine erste elektrische Kontaktzuführung 404z aufweisen (sowie eine erste Kontaktierungsstruktur 404k, welche nicht dargestellt, vgl. 4A), so dass beispielsweise der transparente Bereich 104t der ersten Elektrodenstruktur 104 in einem ersten elektrischen Kontaktbereich elektrisch kontaktiert wird, wie vorangehend beschrieben ist. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die zweite Elektrodenstruktur 108 eine zweite elektrische Kontaktzuführung 408z aufweisen (sowie eine zweite Kontaktierungsstruktur 408k, welche nicht dargestellt ist, vgl. 4A), so dass die zweite Elektrodenstruktur 108 beispielsweise in einem zweiten elektrischen Kontaktbereich elektrisch kontaktiert wird, wie vorangehend beschrieben ist.
  • Dabei können die Kontaktzuführungen 404z, 408z entsprechend der Funktionsweise des optoelektronischen Bauelements 100 eingerichtet sein, z.B. transparent oder intransparent sein. Beispielsweise kann eine der Kontaktzuführungen 404z, 408z oder können beide der Kontaktzuführungen 404z, 408z ein Metall oder eine Metalllegierung aufweise sowie als eine einzelne Schicht oder als Schichtstapel ausgestaltet sein, z.B. aufweisend: Mo/Al(Mo, Cr/Al/Cr, Ag/Mg, Al).
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Varistorschichtstruktur 110 (auch als Varistorbereich 110 bezeichnet) in die erste Elektrodenstruktur 104 integriert sein, beispielsweise zwischen einem transparenten Bereich 104t und der ersten Kontaktzuführungen 404z der ersten Elektrodenstruktur 104 angeordnet sein oder werden. Anschaulich können die beiden Elektrodenstruktur 104, 108 des optoelektronischen Bauelements 100 im Normalbetrieb zumindest abschnittsweise mittels der Varistorschichtstruktur 110 voneinander isoliert sein. Der Rest der Isolierung kann mittels einer Isolatorschicht 430 (z.B. mittels eines Polyimides oder eines Resists) erfolgen, wie hierin beschrieben ist.
  • Anschaulich können die erste Elektrodenstruktur 104 und die zweite Elektrodenstruktur 108 in verschiedenen Weisen ausgestaltet sein, wie hierin beispielhaft veranschaulicht ist, wobei die Varistorschichtstruktur 110 beide Elektrodenstrukturen 104, 108 kontaktiert. Beispielsweise kann die Varistorschichtstruktur 110 direkt die zweite Elektrode 108 von unten kontaktieren. Ferner kann die Varistorschichtstruktur 110 die erste Elektrode 104 (bzw. den transparenten Bereich 104t der ersten Elektrodenstruktur 104) seitlich kontaktieren.
  • Die optisch funktionelle Schichtenstruktur 106 kann zumindest eine Schicht mit organischem (optisch und/oder elektrisch funktionellen) Material aufweisen, wie vorangehend beschrieben ist.
  • Wie vorangehend beschrieben ist, kann die Verkapselungsschicht 210 des optoelektronischen Bauelements 100 beispielsweise mehrere Schichten aufweisen, d.h. als Verkapselungsschichtstapel eingerichtet sein, so dass beispielsweise mehrere Funktionalitäten gewährleistet sein können, wie vorangehend beschrieben ist. Beispielsweise kann die Verkapselungsschicht 210 eine Barriereschicht aufweisen sowie eine Wärmeleitschicht, analog zum vorangehend Beschriebenen. Beispielsweise kann die Verkapselungsschicht 210 eine Barriereschicht aufweisen, welche beispielsweise Siliziumnitrid (SiN), Siliziumoxid (SiOx), Siliziumoxinitrid (SiNOx), Silizium-Oxikarbonitrid (SiCNOx) aufweist, z.B. auch als Schichtstapel. Beispielsweise kann die Verkapselungsschicht 210 eine Barriereschicht aufweisen, welche beispielsweise Aluminiumoxid (AlOx), Titanoxid (TiOx) und/oder Antimon-Zinn-Oxid (ATO) aufweist, z.B. auch als Schichtstapel.
  • Analog zu dem in den 5A bis 5C dargestellten optoelektronischen Bauelement 100 ist in den 6A bis 6C ein optoelektronisches Bauelement 100 dargestellt, bei welche die beiden Elektrodenstrukturen 104, 108 ausschließlich mittels des Varistor-Materials (bzw. mittels der Varistorschichtstruktur 110) im Normalbetrieb voneinander elektrisch isoliert sind. Anschaulich kann somit der Aufbau des optoelektronischen Bauelements 100 ohne Polyimid 430 oder Resist 430 erfolgen.
  • 6A veranschaulicht ein optoelektronisches Bauelement 100 in einer schematischen Draufsicht, gemäß verschiedenen Ausführungsformen, wobei der optisch transparente Bereich 104t der ersten Elektrodenstruktur 104 bzw. die erste Elektrodenstruktur 104 selbst nur mittels der Varistorschichtstruktur 110 von der zweiten Elektrodenstruktur 108 separiert ist. Wie in 6B in einer schematischen Querschnittsansicht dargestellt ist, kann der transparente Bereich 104t der ersten Elektrodenstruktur 104 (bzw. die erste Elektrodenstruktur 104 selbst) seitlich umlaufend von der Varistorschichtstruktur 110 eingegrenzt sein. Im Falle einer Spannungsspitze sind beispielsweise die beiden Kontaktzuführungen 404z, 408z sowie die beiden Elektroden 104t, 108 elektrisch leitend miteinander verbunden.
  • Wie in 6C in einer schematischen Querschnittsansicht dargestellt ist, kann der transparente Bereich 104t der ersten Elektrodenstruktur 104 (bzw. die erste Elektrodenstruktur 104 selbst) mittels der Varistorschichtstruktur 110 von der zweiten Elektrodenstruktur 104 separiert sein. Im Falle einer Spannungsspitze sind beispielsweise die zweite Kontaktzuführung 408z und der transparente Bereich 104t der ersten Elektrodenstruktur 104 elektrisch leitend miteinander verbunden sowie die zweite Elektrodenstruktur 108 und der transparente Bereich 104t der ersten Elektrodenstruktur 104. Im Gegensatz zu dem in 6B dargestellten optoelektronischen Bauelement 100 ist die zweite Elektrodenstruktur 104 nicht direkt mit der ersten Kontaktzuführung 404z der ersten Elektrodenstruktur 104 körperlich verbunden.
  • Im Standardbetrieb wird somit der elektrische Strom durch die Organik 106 der OLED 100 geleitet, da der Varistor 110 einen sehr hohen elektrischen Widerstand zeigt, so dass die OLED 100 leuchten kann. Bei Überspannung (z.B. bei auftretenden Spannungsspitzen oder einem ESD-Ereignis) wird der elektrische Strom über die Elektroden 104, 108 abgeleitet, da der Varistor 110 einen sehr niedrigen elektrischen Widerstand zeigt, so dass die OLED 100 nicht leuchtet. Die Einjustage des Schaltpunkts des Varistors kann über die Schichtdicke und die Fläche des Zinkoxids erfolgen.
  • 7 veranschaulicht ein schematisches Ablaufdiagramm für ein Verfahren 700 zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements 100, wobei das Verfahren 700 Folgendes aufweisen kann: in 710, Bilden einer ersten Schichtstruktur 204 auf einen Träger, wobei die erste Schichtstruktur 204 einen optisch transparenten elektrisch leitfähigen ersten Elektrodenbereich 104t und einen Varistorbereich 110 aufweist, wobei der Varistorbereich 110 (z.B. direkt) an den optisch transparenten elektrisch leitfähigen Elektrodenbereich 104t angrenzt; in 720, Bilden einer organischen optisch funktionellen Schichtenstruktur 106, welche zumindest teilweise über dem optisch transparenten elektrisch leitfähigen Elektrodenbereich 104t angeordnet ist; und, in 730, Bilden einer Elektrodenstruktur 108 (z.B. einer zweiten Elektrode), welche zumindest teilweise über der organischen optisch funktionellen Schichtenstruktur 106 angeordnet ist, wobei der erste Elektrodenbereich 104t und die Elektrodenstruktur 108 die organische optisch funktionelle Schichtenstruktur 106 elektrisch kontaktieren, wobei die Elektrodenstruktur 108 ferner den Varistorbereich 110 kontaktiert. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der optisch transparente elektrisch leitfähige erste Elektrodenbereich 104t Teil der ersten Elektrodenstruktur 104 sein, wie vorangehend beschrieben.
  • 8A veranschaulicht einen Träger 102 (z.B. ein Substrat 102 des optoelektronischen Bauelements 100, wie hierin beschrieben ist, während des Herstellens, z.B. während des Verfahrens 700 zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements 100, gemäß verschiedenen Ausführungsformen. In einem ersten Prozessschritt 800a wird der Träger 102 mit einer Zinkoxid-Schicht 804 beschichtet. Dies kann beispielsweise mittels Sputterns (einer so genannten Sputterdeposition) oder mittels Sinterns etc. erfolgen. In einem zweiten Prozessschritt 800b wird die Zinkoxid-Schicht 804 abschnittsweise mit Aluminium dotiert, z.B. kann die Zinkoxid-Schicht 804 mittels einer Maskenstruktur (z.B. einer Lack-Maske etc.) abschnittsweise abgedeckt sein oder werden, während das Aluminium in die nicht abgedeckten Bereiche der Zinkoxid-Schicht 804 eindiffundieren kann oder implantiert werden kann, so dass dort aluminiumdotiertes Zinkoxid (AZO) entsteht. Das Dotieren kann beispielsweise mittels thermischer Diffusion oder mittels Ionenimplantation erfolgen.
  • Alternativ dazu, wie in 9 schematisch veranschaulicht ist, kann auch zunächst in einem ersten Prozessschritt 900a die Varistorschichtstruktur 110 strukturiert auf dem Träger 102 gebildet werden, wobei dann anschließend in einem zweiten Prozessschritt 900b zumindest ein Teil (z.B. der optisch transparente elektrisch leitfähige erste Elektrodenbereich 104t) der ersten Elektrodenstruktur 104 gebildet wird.
  • Alternativ kann auch zuerst eine aluminiumdotierte Zinkoxid-Schicht auf dem Träger 102 gebildet werden, wobei diese dann wieder teilweise entfernt wird (z.B. mittels eines Lasers oder mittels Ätzens), so dass Varistor-Material in die somit bereitgestellten Varistor-Bereiche zwischen dem verbleibenden aluminiumdotierten Zinkoxid gefüllt werden kann.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen ist in den 8 und 9 jeweils ein Verfahren zur Substratfertigung zu verschiedenen Prozesszeitpunkten veranschaulicht, gemäß verschiedenen Ausführungsformen. Das somit hergestellte Substrat 102 kann beispielsweise der Träger 102 in dem optoelektronischen Bauelement 100 sein, wobei die erste Elektrodenstruktur 104 und die Varistorschichtstruktur 110 bereits auf dem Träger 102 vorhanden sind.

Claims (10)

  1. Optoelektronisches Bauelement (100), aufweisend: • einen Träger (102); • eine erste Elektrodenstruktur (104), welche auf dem Träger (102) angeordnet ist; • eine organische optisch funktionelle Schichtenstruktur (106), welche zumindest teilweise über der ersten Elektrodenstruktur (104) angeordnet ist; • eine zweite Elektrodenstruktur (108), welche zumindest teilweise über der organischen optisch funktionellen Schichtenstruktur (106) angeordnet ist, wobei die erste Elektrodenstruktur (104) und die zweite Elektrodenstruktur (108) die organische optisch funktionelle Schichtenstruktur (106) elektrisch kontaktieren; und • mindestens eine Varistorschichtstruktur (110), welche zwischen der ersten Elektrodenstruktur (104) und der zweiten Elektrodenstruktur (108) angeordnet ist und die beiden Elektrodenstrukturen (104, 108) kontaktiert.
  2. Optoelektronisches Bauelement gemäß Anspruch 1, wobei die Varistorschichtstruktur (110) als Verkapselungsschicht (210) eingerichtet ist, welche zumindest teilweise über der zweiten Elektrodenstruktur (108) und/oder der organischen optisch funktionellen Schichtenstruktur (106) angeordnet ist.
  3. Optoelektronisches Bauelement gemäß Anspruch 2, wobei die Varistorschichtstruktur (110, 210) eine polykristalline Siliziumkarbid-Schicht ist.
  4. Optoelektronisches Bauelement gemäß Anspruch 2 oder 3, ferner aufweisend: eine Wärmeleitschicht (410), welche in direktem Kontakt mit der Varistorschichtstruktur (110) ist.
  5. Optoelektronisches Bauelement gemäß Anspruch 1, wobei die Varistorschichtstruktur (110) zumindest teilweise zwischen der zweiten Elektrodenstruktur (108) und dem Träger (102) oder zwischen der organischen optisch funktionellen Schichtenstruktur (106) und dem Träger (102) angeordnet ist.
  6. Optoelektronisches Bauelement gemäß Anspruch 5, wobei die erste Elektrodenstruktur (104) einen optisch transparenten Bereich (104t) aufweist und wobei die Varistorschichtstruktur (110) an den optisch transparenten Bereich (104t) angrenzt.
  7. Optoelektronisches Bauelement gemäß Anspruch 6, wobei die Varistorschichtstruktur (110) und der optisch transparente Bereich (104t) der ersten Elektrodenstruktur (104) das gleiche Material aufweisen.
  8. Optoelektronisches Bauelement gemäß Anspruch 7, wobei das Material der Varistorschichtstruktur (110) eine geringere Dotierung aufweist als das Material des optisch transparenten Bereichs (104t) der ersten Elektrodenstruktur (104).
  9. Optoelektronisches Bauelement gemäß Anspruch 8, wobei das Material polykristallines Zinkoxid ist und wobei die Dotierung eine Aluminiumdotierung ist.
  10. Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements (100), das Verfahren aufweisend: • Bilden einer ersten Schichtstruktur auf einen Träger, wobei die erste Schichtstruktur einen optisch transparenten elektrisch leitfähigen ersten Elektrodenbereich (104t) und einen Varistorbereich (110) aufweist, wobei der Varistorbereich (110) an den optisch transparenten elektrisch leitfähigen Elektrodenbereich (104t) angrenzt; • Bilden einer optisch funktionellen Schichtenstruktur (106), welche zumindest teilweise über dem optisch transparenten elektrisch leitfähigen Elektrodenbereich (104t) angeordnet ist; und • Bilden einer Elektrodenstruktur (108), welche zumindest teilweise über der optisch funktionellen Schichtenstruktur (106) angeordnet ist, wobei der erste Elektrodenbereich (104t) und die Elektrodenstruktur (108) die optisch funktionelle Schichtenstruktur (106) elektrisch kontaktieren, • wobei die Elektrodenstruktur (108) ferner den Varistorbereich (110) kontaktiert.
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