DE102016122803A1

DE102016122803A1 - Verfahren zum herstellen eines optoelektronischen bauelementes und optoelektronisches bauelement

Info

Publication number: DE102016122803A1
Application number: DE102016122803.6A
Authority: DE
Inventors: Sebastian Wittmann; Erwin Lang; Arne Fleissner; Thomas Wehlus
Original assignee: Osram Oled GmbH
Current assignee: Osram Oled GmbH
Priority date: 2016-11-25
Filing date: 2016-11-25
Publication date: 2018-05-30

Abstract

In verschiedenen Ausführungsbeispielen wird ein Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelementes bereitgestellt. Das Verfahren weist auf: Ausbilden eines Stapels mit einer Klebstoffschicht zwischen einem flächigen Substrat und einem flächigen Träger, wobei eine Klebstoffverbindung zwischen dem Substrat und dem Träger mittels der Klebstoffschicht ausgebildet wird, wobei die Klebstoffverbindung in Form einer Linie ausgebildet wird, die einen vorgegebenen Bereich umschließt, der frei ist von Klebstoffverbindung; Ausbilden mindestens einer optisch aktiven Schichtenstruktur auf dem Stapel über dem vorgegebenen Bereich; und Vereinzeln mindestens eines Bereiches des Trägers mit optisch aktiver Schichtstruktur.

Description

In verschiedenen Ausführungsbeispielen wird ein Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelementes bereitgestellt.
Flexible organische Leuchtdioden (OLEDs) weisen eine optisch aktive Schichtenstruktur auf einem flexiblen Träger auf. Für flexible OLEDs in anspruchsvollen Umgebungen, beispielsweise im Automobilbereich, sind möglichst robuste OLEDs erforderlich. Um dies zu erreichen, sind bei der Herstellung der OLEDs Temperaturen erforderlich, die wenigstens über der Einsatztemperatur der späteren Leuchtdioden liegen. Solche Temperaturen sind beispielsweise höher als 200 °C. Bei den OLEDs werden üblicherweise Isolatoren auf organischer Basis, z.B. Polymid verwendet, um elektrische leitende Struktur voneinander elektrisch zu isolieren. Zum Ausheizen der Isolatoren werden Temperaturen von teils mehr als 200 °C benötigt, wie beispielsweise aus ASM Handbook Volume 21, Composites (ASM International) published: 2001 Seiten 105 - 119 (15) ersichtlich ist.
Bei OLEDs mit einem Träger aus Glas sind Temperaturen von mehr als 200 °C diesbezüglich kein Problem, da der Träger rigide ist und eine Wölbung des Trägers während des Herstellens der optisch aktiven Schichtenstruktur kein Wesentliches Problem darstellt. Träger in Form einer Folie oder eines Bleches können auf Grund Ihrer Flexibilität und Lagerung auf Rollen hingegen eine Wölbung aufweisen. Daher ist es notwendig derartige Träger auf einem temporären, planarisierenden Substrat zu fixieren. Das heißt, um die optisch aktive Schichtenstruktur auf dem Träger auszubilden, wird ein flexibler Träger temporär auf einem Substrat aufgebracht, auch bezeichnet als temporäres Bonden.
Beim temporären Bonden wird der flexible Träger auf einem Substrat mittels eines Klebstoffes in planer Form fixiert. Die Klebstoffverbindung zwischen dem Substrat und dem Träger wird nach der Herstellung der optisch aktiven Schichtenstruktur - und einer optionalen Verkapselungsstruktur - gelöst. Dazu weist der Klebstoff herkömmlich einen Deaktivierungsmechanismus auf, auch bezeichnet als „Release“-Mechanismus.
Eine temporäre Bondlösung ist beispielsweise eine doppelseitig klebende Folie, deren Klebstoff mittels UV-Strahlung in dessen Klebekraft deaktiviert bzw. geschwächt werden kann. Derartige UV-deaktivierbare Folien sind auf eine maximale Temperatur von - 110 °C beschränkt, d.h. nicht für den Einsatz mit Polyimid-Resist geeignet. Der „Release“ Mechanismus wird bei höheren Temperaturen irreversibel deaktiviert. Zudem kann Material der UV-deaktivierbaren Folie signifikanten Schrumpf aufweisen und kann so eine Aufwölbung bzw. Verbiegung des auf das Substrat aufgeklebten, flexiblen Trägers verursachen. Solche UV-deaktivierbaren Folien sind zudem meist für den Einsatz auf Waver-Ebene konzipiert. Ein eventuell auftretender Schrumpf der UV-deaktivierbaren Folie zeigt bei größeren OLED-Trägern somit wesentlich stärkere Auswirkungen.
Klebefolien oder auch flächig aufgebrachte, flüssigprozessierte Klebstoffe, deren Klebekraft zum Substrat nicht durch einen UV-Stimulus oder einen anderen Stimulus deaktiviert werden können, können per Laser entfernt werden. Dies setzt jedoch ein Glas-Substrat voraus und es wird nur die Grenzfläche zwischen dem Substrat und dem Klebstoff gelöst. Dadurch verbleibt Klebstoff an der Rückseite des Trägers.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, die Fixierung von flexiblen Trägern für die Herstellung von optoelektronischen Bauelementen zu vereinfachen.
In einem Aspekt wird ein Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelementes bereitgestellt. Das Verfahren weist ein Ausbilden eines Stapels mit einer Klebstoffschicht zwischen einem flächigen Substrat und einem flächigen Träger auf. Eine Klebstoffverbindung wird dabei zwischen dem Substrat und dem Träger mittels der Klebstoffschicht ausgebildet. Die Klebstoffverbindung wird in Form einer Linie ausgebildet, die einen vorgegebenen Bereich umschließt, der frei ist von Klebstoffverbindung. Das Verfahren weist weiterhin ein Ausbilden mindestens einer optisch aktiven Schichtenstruktur auf dem Stapel über dem vorgegebenen Bereich auf. Das Verfahren weist zudem ein Vereinzeln mindestens eines Bereiches des Trägers mit optisch aktiver Schichtstruktur auf.
Die Linie ist beispielsweise kreisförmig, gebogen oder ein Linienzug. Ein Linienzug, auch bezeichnet als Polygonzug, ist eine Vereinigung von Verbindungsstrecken einer Folge von Punkten. Bei einem geschlossenen Linienzug Fallen der erste Punkt und der letzte Punkt der Folge von Punkten zusammen. Ein Linienzug kann auch als eine gebogene Linie oder eine Linie sein. Die Klebstoffverbindung erstreckt zwischen dem Substrat und dem Träger und verbindet diese miteinander ohne Unterbrechung. Die Klebstoffverbindung weist dabei eine Kohäsion auf, die ausreicht, die Position des Trägers auf dem Substrat während des Verfahrens zu stabilisieren bzw. zu fixieren. Der Linie erstreckt sich in der Fläche bzw. Ebene zwischen dem Träger und dem Substrat.
Ein Vereinzeln ist als ein Entfernen von Material des Trägers und optional optisch aktiver Schichtenstruktur zu verstehen. wobei das Material in Form einer Linie bzw. einer Grabenstruktur entfernt wird, beispielsweise bis auf eine oder mehrere Soll-Trennstrukturen. Mittels des Vereinzelns wird im Wesentlichen die Kontur des optoelektronischen Bauelementes festgelegt. Das Vereinzeln kann beispielsweise mittels eines Lasers, eines Plasmastrahls oder einer Säge erfolgen.
Dadurch, dass der vorgegebene Bereich frei ist von Klebstoffverbindung, wird der Ablösevorgang des flexiblen Trägers mit der optisch aktiven Schichtenstruktur von dem Substrat vereinfacht, da für das Vereinzeln und/oder Ablösen keine oder im Wesentlichen keine Klebstoffverbindung aufgetrennt wird.
In einer Weiterbildung wird das optoelektronische Bauelement als eine Flächenlichtquelle ausgebildet.
In noch einer Weiterbildung wird auf dem Träger mindestens eine erste optisch aktive Schichtenstruktur und in einem Abstand dazu, auf dem gleichen Träger, eine zweite optisch aktive Schichtenstruktur ausgebildet.
Dies ermöglicht, dass mehrere optoelektronische Bauelemente gleichzeitig hergestellt werden können. Das Vereinzeln und/oder Ablösen des Trägers von dem Substrat kann dabei nach Bedarf erfolgen.
In noch einer Weiterbildung wird auf dem Träger mindestens eine erste optisch aktive Schichtenstruktur und in einem Abstand dazu, auf dem gleichen Träger, eine zweite optisch aktive Schichtenstruktur ausgebildet und es wird eine weitere Klebstoffverbindung im Bereich zwischen der ersten optisch aktiven Struktur und der zweiten optisch aktiven Struktur zwischen dem Substrat und dem Träger ausgebildet wird.
Die weitere Klebstoffverbindung bewirkt eine Fixierung und Planarisierung des Trägers. Dadurch bleibt beispielsweise der Träger planar oder im Wesentlichen planar, wenn eines der ausgebildeten, optoelektronischen Bauelemente bereits von dem Substrat vereinzelt und/oder abgelöst wurde, während eines oder mehrere, der weiteren, ausgebildeten optoelektronischen Bauelemente auf dem Substrat verbleibt. Weiterhin kann die weitere Klebstoffverbindung eine Wölbung des Trägers, beispielsweise bedingt durch dessen Eigenspannung, verhindert oder reduziert werden. Die Eigenspannung kann beispielsweise durch Lagerung eines folienartigen Trägers auf einer Rolle hervorgerufen werden, und kann bei einem großflächigen Träger, der nur an den Randbereichen fixiert wäre, zu einer Wölbung in der flächigen Mitte des Trägers führen.
In noch einer Weiterbildung wird die Klebstoffschicht aus einem Klebstoff gebildet, der währenden oder nach der Vernetzung keine gasförmigen Stoffe abscheidet. Volatile Lösungsmittelkomponenten oder unreagierte Monomere könnten andernfalls unkontrolliert während oder nach der Vernetzung des Klebstoffes in die Gasphase übergehen.
Dies verhindert, dass sich die beim oder nach dem Vernetzen andernfalls entstehenden Gase in dem vorgegebenen Bereich ansammeln. Diese Gase könnten einen Druck auf den Träger bewirken, der zu einer Wölbung des Trägers, d.h. zu einem nicht-planaren Zustand, führen könnte.
In noch einer Weiterbildung ist der Träger mechanisch flexibel und das Substrat ist mechanisch rigide.
Mit anderen Worten: der Träger weist eine geringere Steifigkeit auf als das Substrat. Der Träger wird somit mittels der Klebstoffverbindung und dem Substrat in einer vorgegebenen, beispielsweise planaren Anordnung, fixiert.
In noch einer Weiterbildung ist der Träger ein Metallblech, eine Metallfolie, eine metallbeschichtete Folie eine Kunststofffolie oder eine Glasfolie.
Dies ermöglicht eine elektrische Kontaktierung der optisch aktiven Struktur durch den Träger, beispielsweise mittels der Unterseite des Trägers, die dem Substrat zugewandt ist. Alternativ oder zusätzlich kann der Träger zur Abfuhr von Wärme dienen bzw. entsprechend eingerichtet sein, die während des Betrieb des optoelektronischen Bauelements entsteht. Alternativ oder zusätzlich kann der Träger als lichtreflektierende oder lichtspiegelnde Schicht des optoelektronischen Bauelements eingerichtet sein bzw. dienen. In noch einer Weiterbildung wird die Klebstoffverbindung hermetisch dicht ausgebildet bezüglich einer Diffusion eines chemisch reaktiven Materials, beispielsweise Wasser, Sauerstoff, ein Ätzmittel, und/oder ein Lösungsmittel. Dies verhindert beispielsweise ein Eindringen von Lösungsmitteln oder anderen chemisch reaktiven Materialien in den vorgegebenen Bereich, beispielsweise während des Ausbildens der optisch aktiven Schichtenstruktur. Das chemisch reaktive Material kann mit dem Material des Trägers, des Substrates oder einer weiteren Struktur in dem vorgegeben Struktur chemisch reagieren, beispielsweise in Form einer Redoxreaktion, oder lösen. Mittels der hermetisch dichten Klebstoffverbindung kann beispielsweise ein Hinterätzen des Trägers während des Herstellens der optisch aktiven Schichtenstruktur verhindert werden.
Eine hermetisch dichte Klebstoffverbindung kann beispielsweise eine Diffusionsrate bezüglich eines vorgegebenen chemisch reaktiven Materials von kleiner ungefähr 10^-1 g/(m²d) aufweisen, beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 10^-4 g/ (m²d) bis ungefähr 10^-1 g/ (m²d) , beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 10^-4 g/ (m²d) bis ungefähr 10^-6 g/ (m²d).
Eine geringere Diffusionsrate durch die Klebstoffverbindung ist optional, da die Einwirkzeit des schädlichen Stoffs auf die Klebstoffverbindung in der Regel nur wenigen Minuten beträgt.
In noch einer Weiterbildung weisen der Träger und das Substrat jeweils einen Randbereich auf und die Klebstoffverbindung wird im Randbereich des Trägers und/oder des Substrats ausgebildet. Dies bewirkt eine Reduzierung des über die Klebeverbindung überstehenden Teils an Träger bzw. Substrat. Dadurch kann die Gefahr der Delamination, d.h. die Gefahr einer Beschädigung der Klebstoffverbindung, reduziert werden.
In noch einer Weiterbildung wird die Klebstoffschicht teilweise in dem vorgegebenen Bereich ausgebildet. Die Klebstoffschicht verbleibt in dem vorgegebenen Bereich beim Ausbilden der Klebstoffverbindung im Wesentlichen nicht-klebend. Mit anderen Worten: der vorgegebene Bereich ist frei von Klebstoffverbindung, aber nicht notwendigerweise frei von Klebstoffschicht. Die Klebstoffschicht in dem vorgegebenen Bereich hat eine geringere Verbindungskraft als die Klebstoffverbindung. Mit anderen Worten: zum Auftrennen der Klebstoffschicht im vorgegebenen Bereich ist eine geringere Kraft bzw. Energie notwendig als zum Auftrennen der Klebstoffverbindung. Dies bewirkt eine Stabilisierung der Anordnung des Trägers auf dem Substrat. Beispielsweise kann die Klebstoffschicht in dem vorgegebenen Bereich Vibrationen bzw. Schwingungen dämpfen.
In noch einer Weiterbildung wird in dem vorgegebenen Bereich mindestens eine Kavität angeordnet bzw. ausgebildet und die optisch aktive Schichtenstruktur wird über der Kavität ausgebildet. Dies bewirkt, dass für das Vereinzeln und/oder Ablösen des Trägers mit der optisch aktiven Schichtenstruktur von dem Substrat kein bzw. im Wesentlichen kein, über den Träger hinausgehender, mechanischer Widerstand überwunden zu werden braucht.
In noch einer Weiterbildung wird vor dem Ausbilden der Klebstoffverbindung ein nicht-klebender Kunststoff in dem vorgegebenen Bereich zwischen dem Träger und dem Substrat angeordnet, wobei der nicht-klebende Kunststoff den Träger mit dem Substrat verbindet. Der Kunststoff in dem vorgegebenen Bereich hat eine geringere Verbindungskraft als die Klebstoffverbindung. Mit anderen Worten: zum Auftrennen der Verbindung des Kunststoffes mit dem Träger bzw. Substrat im vorgegebenen Bereich ist eine geringere Kraft bzw. Energie notwendig als zum Auftrennen der Klebstoffverbindung. Dies bewirkt eine Stabilisierung der Anordnung des Trägers auf dem Substrat. Beispielsweise kann der Kunststoff in dem vorgegebenen Bereich Vibrationen bzw. Schwingungen dämpfen oder Topologie-Unterschiede ausgleichen. Der Kunststoff ist nicht-reaktiv bezüglich des Materials des Substrats und des Materials des Trägers eingerichtet. Beispielsweise ist der Kunststoff ein Acrylat oder Epoxid.
In noch einer Weiterbildung ist die optisch aktive Schichtenstruktur mit dem Träger nach dem Vereinzeln von dem Substrat gemeinsam ablösbar. Mit anderen Worten: die optisch aktive Schichtenstruktur ist als eine Beschichtung auf dem Träger ausgebildet und mit diesem fest verbunden.
In noch einer Weiterbildung wird der Träger beim Vereinzeln bis auf mindestens eine Soll-Trennstelle entfernt. Die Soll-Trennstelle kann ein Herausfallen oder Verschieben des Trägers bis zum Ablösen verhindern. Eine Soll-Trennstelle kann beispielsweise ein Steg sein, der in dem Träger ausgebildet ist. Der Steg kann beispielsweise vor oder während des Ablösens aufgetrennt, beispielsweise aufgerissen, werden.
In einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein optoelektronisches Bauelement bereitgestellt. Das Bauelement weist einen Stapel mit einer Klebstoffschicht zwischen einem flächigen Substrat und einem flächigen Träger auf. Eine Klebstoffverbindung ist zwischen dem Substrat und dem Träger mittels der Klebstoffschicht ausgebildet. Die Klebstoffverbindung ist in Form einer Linie ausgebildet, die einen vorgegebenen Bereich umschließt, der frei ist von Klebstoffverbindung. Mindestens eine optisch aktive Schichtenstruktur ist auf dem Stapel über dem vorgegebenen Bereich ausgebildet.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert.
Es zeigen:

1A in einer schematischen Querschnittsansicht und
1B in einer schematischen Schnittansicht A-A ein optoelektronisches Bauelement gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen im Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements;
2 zeigt eine schematische Querschnittsansicht eines optoelektronischen Bauelementes gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen;
3 in schematischen Querschnittsansichten einen Verfahrensablauf eines Verfahrens zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen;
4 eine schematische Aufsicht auf einen Stapel mit einer Klebstoffschicht zwischen einem Substrat und einem Träger;
5 eine schematische Aufsicht auf einen Stapel mit einer Klebstoffschicht zwischen einem Substrat und einem Träger; und
6 eine schematische Aufsicht auf einen Stapel mit einer Klebstoffschicht zwischen einem Substrat und einem Träger.

In der folgenden ausführlichen Beschreibung wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, die Teil dieser Beschreibung bilden und in denen zur Veranschaulichung spezifische Ausführungsbeispiele gezeigt sind, in denen die Erfindung ausgeübt werden kann. Da Komponenten von Ausführungsbeispielen in einer Anzahl verschiedener Orientierungen positioniert werden können, dient die Richtungsterminologie zur Veranschaulichung und ist auf keinerlei Weise einschränkend. Es versteht sich, dass andere Ausführungsbeispiele benutzt und strukturelle oder logische Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Es versteht sich, dass die Merkmale der hierin beschriebenen verschiedenen Ausführungsbeispiele miteinander kombiniert werden können, sofern nicht spezifisch anders angegeben. Die folgende ausführliche Beschreibung ist deshalb nicht in einschränkendem Sinne aufzufassen, und der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung wird durch die angefügten Ansprüche definiert. In den Figuren sind identische oder ähnliche Elemente mit identischen Bezugszeichen versehen, soweit dies zweckmäßig ist.
Eine optoelektronische Baugruppe kann ein, zwei oder mehr optoelektronische Bauelemente aufweisen. Optional kann eine optoelektronische Baugruppe auch ein, zwei oder mehr elektronische Bauelemente aufweisen. Ein elektronisches Bauelement kann beispielsweise ein aktives und/oder ein passives Bauelement aufweisen. Ein aktives elektronisches Bauelement kann beispielsweise eine Rechen-, Steuer- und/oder Regeleinheit und/oder einen Transistor aufweisen. Ein passives elektronisches Bauelement kann beispielsweise einen Kondensator, einen Widerstand, eine Diode oder eine Spule aufweisen.
Ein optoelektronisches Bauelement kann ein elektromagnetische Strahlung emittierendes Bauelement oder ein elektromagnetische Strahlung absorbierendes Bauelement sein. Ein elektromagnetische Strahlung absorbierendes Bauelement kann beispielsweise eine Solarzelle sein. Ein elektromagnetische Strahlung emittierendes Bauelement kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen ein elektromagnetische Strahlung emittierendes Halbleiter-Bauelement sein und/oder als eine elektromagnetische Strahlung emittierende Diode, als eine organische elektromagnetische Strahlung emittierende Diode, als ein elektromagnetische Strahlung emittierender Transistor oder als ein organischer elektromagnetische Strahlung emittierender Transistor ausgebildet sein. Die Strahlung kann beispielsweise Licht im sichtbaren Bereich, UV-Licht und/oder Infrarot-Licht sein. In diesem Zusammenhang kann das elektromagnetische Strahlung emittierende Bauelement beispielsweise als Licht emittierende Diode (light emitting diode, LED) als organische Licht emittierende Diode (organic light emitting diode, OLED), als Licht emittierender Transistor oder als organischer Licht emittierender Transistor ausgebildet sein. Das Licht emittierende Bauelement kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen Teil einer integrierten Schaltung sein. Weiterhin kann eine Mehrzahl von Licht emittierenden Bauelementen vorgesehen sein, beispielsweise untergebracht in einem gemeinsamen Gehäuse.
In verschiedenen Ausgestaltungen kann ein Klebstoff einen der folgenden Stoffe aufweisen oder daraus gebildet sein: ein Silikon, ein Acrylat, Epoxid, eine Cellulose, ein Harz, ein Lignin, einen organischen Stoff mit Sauerstoff. Stickstoff, Chlor und/oder Schwefel; ein Metalloxid, ein Silikat ein Phosphat, ein Borat.
In verschiedenen Ausgestaltungen kann ein Klebstoff als ein Schmelzklebstoff, beispielsweise ein lösemittelhaltiger Nassklebstoff, ein Kontaktklebstoff, ein Dispersionsklebstoff, ein Wasserbasierter Klebstoff, ein Plastisol; ein Polymerisationsklebstoff, beispielsweise ein Cyanacrylat-Klebstoff, ein Methylmethacrylat-Klebstoff, ein anaerob härtender Klebstoff, ein ungesättigter Polyester, ein Strahlenhärtender Klebstoff; ein Polykondensationsklebstoff, beispielsweise ein Phenol-Formaldehydharz-Klebstoff, ein Silikon, ein Silanvernetzender Polymerklebstoff, ein Polyimidklebstoff, ein Polysulfidklebstoff; und/oder ein Polyadditionsklebstoffe, beispielsweise ein Epoxidharz-Klebstoff, ein Polyurethan-Klebstoff, ein Silikon, ein Haftklebstoff; aufweisen oder daraus gebildet sein.
Der Klebstoff ist beispielsweise ein Schmelzverbinder. Der Schmelzverbinder kann beispielsweise ein Werkstoff sein, der in einem Temperaturbereich von beispielsweise -40 °C bis 80 °C unter Normaldruck hart ist und der zum Verbinden des Substrats mit dem Träger zunächst verflüssigt und dann wieder gehärtet wird. Dabei kann der Schmelzverbinder bereits vor dem Verflüssigen oder erst in flüssigem Zustand mit den beiden Körpern in Kontakt gebracht werden. Der Schmelzverbinder kann beispielsweise in einem Konvektionsofen oder einem Reflow-Ofen verflüssigt werden. Der Schmelzverbinder kann beispielsweise ein Kunststoff, beispielsweise ein Kunstharz sein.
Klebstoffe ohne Verhärtungsmechanismus sind als weitere Strukturen im vorgegebenen Bereich geeignet, um den Abstand zwischen dem Träger und dem Substrat zu stabilisieren, beispielsweise bezüglich Schwingungen, Vibrationen und/oder mechanische Erschütterungen.
Eine Klebstoffverbindung kann abhängig von der Ausgestaltung des Klebstoffs durch einen Verfestigungsschritt ausgebildet werden, bei dem die Kohäsion des Klebstoffes erhöht wird, beispielsweise mittels physikalisches Abbinden oder chemisches Härten.
Ein flächiges Substrat bzw. ein flächiger Träger kann verstanden werden, dass die Fläche auf oder über der die optisch aktive Schichtenstruktur ausgebildet wird, eine zusammenhängende Fläche beispielsweise von größer oder gleich einigen Quadratmillimetern, beispielsweise größer oder gleich einem Quadratzentimeter, beispielsweise größer oder gleich einem Quadratdezimeter aufweist.
1A zeigt in einer schematischen Querschnittsansicht und 1B in einer schematischen Schnittansicht A-A ein optoelektronisches Bauelement gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen im Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements.
Veranschaulicht ist ein Stapel 100 mit einer Klebstoffschicht 106 zwischen einem flächigen Substrat 102 und einem flächigen Träger 104. Eine Klebstoffverbindung 108 ist zwischen dem Substrat 102 und dem Träger 104 mittels der Klebstoffschicht 106 ausgebildet. Die Klebstoffverbindung 108 ist in Form einer Linie ausgebildet. Die Linie umschließt einen vorgegebenen Bereich 110, beispielsweise in Form eines Linienzuges. Der vorgegebene Bereich 110 ist mindestens teilweise frei von Klebstoffverbindung 108 (in 1A, B veranschaulicht mittels des Bezugszeichens 114). Mindestens eine optisch aktive Schichtenstruktur 112 ist auf dem Stapel 100 über dem vorgegebenen Bereich 110 ausgebildet. In dem vorgegebenen Bereich können/kann jedoch auch eine oder mehrere weitere Struktur(en), beispielsweise Klebstoffverbindung(en), vorgesehen sein.
Unter den Bauteilen ist kein Klebstoff aufgebracht bzw. keine Klebstoffverbindung ausgebildet worden. Die optoelektronischen Bauelemente können so nach der Vereinzelung des Trägers, beispielsweise mittels Laservereinzelung, einfach von dem Substratabgenommen werden.
Durch geeignete Lösungsmittel lassen sich die Klebstoffrückstände auf dem Substrat entfernen, so dass dieses wiederverwendet werden kann.
Gegenüber bisher verwendeten Bondlösungen entfällt das sehr aufwändige Entfernen der Klebstoffschicht unterhalb der Bauelemente.
Temporäre Bond-Lösungen, welche in der Halbleiterindustrie verwendet werden, sind sehr kostspielig. „Normale“ Flüssigklebstoffe dagegen wesentlich kostengünstiger.
Bei Verwendung eines vollflächigen Substrates ist die Wärmeanbindung an Anlagenauflageflächen, beispielweise während eines Atomlagenabscheidens (ALD) im Vergleich zu einer Fixierung des Träger auf oder in einem in Rahmen gewährleistet.
Die Klebstoffverbindung 108 kann strukturiert ausgebildet werden, wodurch der vorgegebene Bereich 110 gebildet wird. Alternativ oder zusätzlich kann die Klebstoffschicht 106 strukturiert ausgebildet werden, so dass ein Teil des Bereiches zwischen dem Träger 104 und dem Substrat 102 frei ist von Klebstoffschicht 106 und Klebstoffverbindung 108, wodurch der vorgegebene Bereich 110 gebildet wird. Die Klebstoffschicht 106 kann auf dem Substrat 102 aufgebracht werden und anschließend der Träger 104 auf der Klebstoffschicht 106 angeordnet werden. Die Klebstoffschicht 106 kann vor dem Aufbringen des Trägers 104 auf die Klebstoffschicht 106 getrocknet wird.
Das optoelektronische Bauelement wird beispielsweise als eine Flächenlichtquelle ausgebildet.
Die Klebstoffschicht 106 wird beispielsweise mittels eines Tintenstrahlverfahrens (Inkjet), eines Siebrucks, eines Tiefdrucks oder eines Dispensverfahrens ausgebildet. Um die Verarbeitbarkeit des Klebstoffes zu verbessern, beispielsweise mittels Siebdrucks, kann ein Klebstoff mit Lösungsmittel auf geeignete Viskositätsbereiche verdünnt werden. Die Klebstoffschicht kann nach dem Aufbringen auf das Substrat und/oder den Träger getrocknet werden, um das Lösungsmittel zu entfernen.
Der Klebstoff der Klebstoffschicht wird nur außerhalb der späteren Fläche des optoelektronischen Bauelements auf oder über dem Substrat angeordnet. Ein derartiger Randbereich des Trägers bzw. Substrates wird auch als „Exclusion Zone“ bezeichnet. Werden mehrere optoelektronische Bauelemente auf dem gleichen Träger ausgebildet, d.h. gleichzeitig, kann der Randbereich auch zwischen den einzelnen, optoelektronischen Bauelementen liegen. Mit anderen Worden: die Klebstoffschicht und die Klebstoffverbindungen werden auf dem Träger am Rand der jeweiligen optoelektronischen Bauelemente ausgebildet. Es kann dabei auch eine Klebstoffverbindung in einem Mittenbereich des Trägers ausgebildet werden.
Geeignete Klebstoffe der Klebstoffschicht sind beispielsweise unter Vernetzung nicht-ausgasende Polymere. Während der Vernetzung freigesetzte Gase könnten sich andernfalls innerhalb des vorgegebenen Bereiches ansammeln. Die Klebstoffschicht 106 ist beispielsweise aus einem Klebstoff gebildet, der nicht-gasbildend vernetzend ist. Die Klebstoffschicht 106 ist beispielsweise aus einem Schmelzklebstoff gebildet oder kann einen solchen aufweisen. Geeignete Materialien sind beispielsweise Acryl-Gießharze, Epoxide oder Polyimide. Alternativ kann auch ein flüssig prozessierbarer, druckempfindlicher Klebstoff (pressure sensitive adhesive - PSA) verwendet werden.
Um die Verarbeitbarkeit des Klebstoffes zu verbessern, beispielsweise mittels Siebdrucks, kann ein Klebstoff mit Lösungsmittel auf geeignete Viskositätsbereiche verdünnt werden. Die Klebstoffschicht kann nach dem Aufbringen auf das Substrat und/oder den Träger getrocknet werden, um das Lösungsmittel zu entfernen.
Alternativ oder zusätzlich kann das Material der Klebstoffschicht derart eingerichtet sein, dass eine Klebstoffverbindung durch eine Heißverarbeitung ausgebildet wird. Das Material der Klebstoffschicht kann dazu als Granulat oder schon in vorgeschnittener Folienform vorliegen. Geeignete Materialien weisen eine Schmelztemperatur oberhalb der späteren maximal zu erwartenden Temperatur beim Ausbilden der optisch aktiven Schichtenstruktur auf bzw. die beim Erhitzen auf die Verarbeitungstemperatur auspolymerisieren. Diese Materialien werden im heißen Zustand strukturiert aufgebracht. Im selben Schritt kann auch das Substrat mit dem Träger verpresst bzw. (heiß)-laminiert werden.
Materialien der Heißverarbeitung können alternativ auch für Spritzgussapplikation verwendet werden, um die Klebstoffschicht auszubilden. Die Klebstoffschicht kann beispielsweise durch strukturiertes Abscheiden ausgebildet werden. Alternativ kann das Substrat mit der Klebstoffschicht mittels Spritzguss hergestellt werden, beispielsweise als ein Stück.
Das Substrat 102 ist beispielsweise ein Glasträger 104. Alternativ oder zusätzlich ist das Substrat 102 in Form eines Rahmes, eines Siebs oder eines Gitters eingerichtet.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen ist der Träger 104 eine Folie oder ein Blech. Beispielsweise ist der Träger 104 ein Metallblech, eine Metallfolie, eine metallbeschichtete Folie, eine Kunststofffolie oder eine Glasfolie sein.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen ist der Träger 104 mechanisch flexibel und das Substrat 102 mechanisch rigide.
Die Klebstoffverbindung 108 ist dicht ausgebildet bezüglich einer Diffusion eines chemisch reaktiven Materials, beispielsweise Wasser, Sauerstoff, ein Ätzmittel, und/oder ein Lösungsmittel. Die chemische Reaktivität bezieht sich dabei auf die Materialien des Substrats, des Trägers und der in dem vorgegebenen Bereich angeordneten Materialien.
Die Klebstoffschicht 106 wird beispielsweise zum Ausbilden der Klebstoffverbindung 108 ausgehärtet.
Alternativ wird der Klebstoff der Klebstoffschicht 106 zum Ausbilden der Klebstoffverbindung 108 chemisch vernetzt.
Die Klebstoffverbindung zwischen dem Substrat und dem Träger kann beispielsweise mittels Vakuumlamination oder Rollenlamination ausgebildet werden. Das Substrat und der Träger können dabei formschlüssig miteinander verbunden werden. Acrylate werden vor der Lamination angehärtet, um noch genügend Klebekraft zu besitzen und werden dann im Nachgang voll ausgehärtet. Bei flüssig prozessiertem PSA ist dies nicht nötig. Für eine bessere Haftung, d.h. eine stärkere Klebstoffverbindung, ist eine Heißlamination anwendbar.
Der Träger 104 und das Substrat 102 weisen jeweils einen Randbereich auf. Die Klebstoffverbindung 108 wird im Randbereich des Trägers 104 und/oder des Substrats 102 ausgebildet.
Die Klebstoffschicht 106 kann beispielsweise teilweise in dem vorgegebenen Bereich 110 ausgebildet werden. Die Klebstoffschicht 106 verbleibt in dem vorgegebenen Bereich 110 beim Ausbilden der Klebstoffverbindung 108 jedoch im Wesentlichen nicht-klebend, d.h. es wird in dem vorgegebenen Bereich keine oder im Wesentlichen keine Klebstoffverbindung ausgebildet.
Alternativ oder zusätzlich ist mindestens ein Teil des vorgegebenen Bereichs 110 frei von der Klebstoffschicht 106.
Alternativ oder zusätzlich ist in dem vorgegebenen Bereich 110 mindestens eine Kavität angeordnet. Die optisch aktive Schichtenstruktur 112 wird über der Kavität ausgebildet.
Alternativ oder zusätzlich wird vor dem Ausbilden der Klebstoffverbindung 108 eine Flüssigkeit in dem vorgegebenen Bereich 110 zwischen dem Träger 104 und dem Substrat 102 angeordnet. Die Flüssigkeit verbindet den Träger 104 mit dem Substrat 102.
Die optisch aktive Schichtenstruktur 112 weist eine erste Elektrode, eine organische, elektrolumineszierende Schicht und eine zweite Elektrode auf bzw. wird damit ausgebildet.
Eine Verkapselungsstruktur wird auf der optisch aktiven Schichtenstruktur 112 ausgebildet.
Vor dem Vereinzeln kann eine Verkapselungsstruktur auf der optisch aktiven Schichtenstruktur 112 ausgebildet werden.
Zwischen der optisch aktiven Schichtenstruktur 112 und der Klebstoffstruktur kann ein lateraler Abstandsbereich vorgesehen sein. Der Abstandsbereich kann ein Vereinzeln des Trägers 104 und der optisch aktiven Schichtenstruktur 112 bewirken. Beispielsweise ist ein Schnittgraben in dem Abstandsbereich vorgesehen, so dass beim Vereinzeln nicht oder nur im reduzierten Umfang erforderlich ist, eine Klebstoffverbindung 108 zwischen dem Substrat 102 und dem Träger 104 zu durchtrennen.
Die optisch aktive Schichtenstruktur 112 ist mit dem Träger 104 nach dem Vereinzeln von dem Substrat 102 gemeinsam ablösbar.
Der Träger 104 wird beispielsweise beim Vereinzeln bis auf mindestens eine Soll-Trennstelle entfernt.
Das Verfahren kann ferner nach dem Vereinzeln ein Entfernen mindestens einer optisch aktiven Schichtstruktur mit dem Träger 104 von dem Substrat 102 aufweisen.
Die dem Substrat 102 zugewandte Seite des Trägers 104 kann nach dem Vereinzeln gereinigt werden.
2 zeigt eine schematische Querschnittsansicht eines optoelektronischen Bauelementes 1 gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen. Ein in den Weiterbildungen bzw. Ausführungsbeispielen beschriebenes, optoelektronisches Bauelement kann einem in 2 beschriebenen, optoelektronischen Bauelement entsprechen.
Das optoelektronische Bauelement 1 weist einen Träger 104 auf. Der Träger 104 kann transluzent oder transparent ausgebildet sein. Der Träger 104 dient als Trägerelement für elektronische Elemente oder Schichten, beispielsweise lichtemittierende Elemente.
Der Träger 104 kann transluzent oder transparent ausgebildet sein. Der Träger 104 dient als Trägerelement für elektronische Elemente oder Schichten, beispielsweise lichtemittierende Elemente. Der Träger 104 kann beispielsweise Glas, Quarz, Keramik und/oder ein Halbleitermaterial oder irgendein anderes geeignetes Material aufweisen oder daraus gebildet sein.
Ferner kann der Träger 104 eine Kunststofffolie oder ein Laminat mit einer oder mit mehreren Kunststofffolien aufweisen oder daraus gebildet sein. Der Kunststoff kann ein oder mehrere Polyolefine aufweisen. Ferner kann der Kunststoff Polyvinylchlorid (PVC), Polystyrol (PS), Polyester und/oder Polycarbonat (PC), Polyethylenterephthalat (PET), Polyethersulfon (PES) und/oder Polyethylennaphthalat (PEN), Polyimid (PI), Polyetheretherketon (PEEK) aufweisen. Der Träger 104 kann ein Metall aufweisen oder daraus gebildet sein, beispielsweise Kupfer, Silber, Gold, Platin, Eisen, beispielsweise eine Metallverbindung, beispielsweise Stahl. Der Träger 104 kann als Metallfolie oder metallbeschichtete Folie ausgebildet sein. Der Träger 104 kann ein Teil einer Spiegelstruktur sein oder diese bilden. Der Träger 104 kann einen mechanisch rigiden Bereich und/oder einen mechanisch flexiblen Bereich aufweisen oder derart ausgebildet sein.
Auf dem Träger 104 ist eine optisch aktive Schichtenstruktur 112 ausgebildet. Die optisch aktive Schichtenstruktur 112 weist eine erste Elektrodenschicht 14 auf, die einen ersten Kontaktabschnitt 16, einen zweiten Kontaktabschnitt 18 und eine erste Elektrode 20 aufweist. Der Träger 104 mit der ersten Elektrodenschicht 14 kann auch als Substrat bezeichnet werden. Zwischen dem Träger 104 und der ersten Elektrodenschicht 14 kann eine erste nicht dargestellte Barriereschicht, beispielsweise eine erste Barrieredünnschicht, ausgebildet sein.
Die erste Elektrode 20 ist von dem ersten Kontaktabschnitt 16 mittels einer elektrischen Isolierungsbarriere 21 elektrisch isoliert. Der zweite Kontaktabschnitt 18 ist mit der ersten Elektrode 20 der optoelektronischen Schichtenstruktur elektrisch gekoppelt. Die erste Elektrode 20 kann als Anode oder als Kathode ausgebildet sein. Die erste Elektrode 20 kann transluzent oder transparent ausgebildet sein. Die erste Elektrode 20 weist ein elektrisch leitfähiges Material auf, beispielsweise Metall und/oder ein leitfähiges transparentes Oxid (transparent conductive oxide, TCO) oder einen Schichtenstapel mehrerer Schichten, die Metalle oder TCOs aufweisen. Die erste Elektrode 20 kann beispielsweise einen Schichtenstapel einer Kombination einer Schicht eines Metalls auf einer Schicht eines TCOs aufweisen, oder umgekehrt. Ein Beispiel ist eine Silberschicht, die auf einer Indium-ZinnOxid-Schicht (ITO) aufgebracht ist (Ag auf ITO) oder ITO-Ag-ITO Multischichten. Die erste Elektrode 20 kann alternativ oder zusätzlich zu den genannten Materialien aufweisen: Netzwerke aus metallischen Nanodrähten und -teilchen, beispielsweise aus Ag, Netzwerke aus Kohlenstoff-Nanoröhren, Graphen-Teilchen und -Schichten und/oder Netzwerke aus halbleitenden Nanodrähten.
Über der ersten Elektrode 20 ist eine optisch funktionelle Schichtenstruktur, beispielsweise eine organische funktionelle Schichtenstruktur 22, der optoelektronischen Schichtenstruktur ausgebildet. Die organische funktionelle Schichtenstruktur 22 kann beispielsweise eine, zwei oder mehr Teilschichten aufweisen. Beispielsweise kann die organische funktionelle Schichtenstruktur 22 eine Lochinjektionsschicht, eine Lochtransportschicht, eine Emitterschicht, eine Elektronentransportschicht und/oder eine Elektroneninjektionsschicht aufweisen. Die Lochinjektionsschicht dient zum Reduzieren der Bandlücke zwischen erster Elektrode und Lochtransportschicht. Bei der Lochtransportschicht ist die Lochleitfähigkeit größer als die Elektronenleitfähigkeit. Die Lochtransportschicht dient zum Transportieren der Löcher. Bei der Elektronentransportschicht ist die Elektronenleitfähigkeit größer als die Lochleitfähigkeit. Die Elektronentransportschicht dient zum Transportieren der Elektronen. Die Elektroneninjektionsschicht dient zum Reduzieren der Bandlücke zwischen zweiter Elektrode und Elektronentransportschicht. Ferner kann die organische funktionelle Schichtenstruktur 22 ein, zwei oder mehr funktionelle Schichtenstruktur-Einheiten, die jeweils die genannten Teilschichten und/oder weitere Zwischenschichten aufweisen.
Über der organischen funktionellen Schichtenstruktur 22 ist eine zweite Elektrode 23 der optoelektronischen Schichtenstruktur ausgebildet, die elektrisch mit dem ersten Kontaktabschnitt 16 gekoppelt ist. Die zweite Elektrode 23 kann gemäß einer der Ausgestaltungen der ersten Elektrode 20 ausgebildet sein, wobei die erste Elektrode 20 und die zweite Elektrode 23 gleich oder unterschiedlich ausgebildet sein können. Die erste Elektrode 20 dient beispielsweise als Anode oder Kathode der optoelektronischen Schichtenstruktur. Die zweite Elektrode 23 dient korrespondierend zu der ersten Elektrode als Kathode bzw. Anode der optoelektronischen Schichtenstruktur.
Die optisch aktive Schichtenstruktur 112 ist ein elektrisch und/oder optisch aktiver Bereich. Der aktive Bereich ist beispielsweise der Bereich des optoelektronischen Bauelements 1, in dem elektrischer Strom zum Betrieb des optoelektronischen Bauelements 1 fließt und/oder in dem elektromagnetische Strahlung erzeugt oder absorbiert wird. Auf oder über dem aktiven Bereich kann eine Getter-Struktur (nicht dargestellt) angeordnet sein. Die Getter-Schicht kann transluzent, transparent oder opak ausgebildet sein. Die Getter-Schicht kann ein Material aufweisen oder daraus gebildet sein, das Stoffe, die schädlich für den aktiven Bereich sind, absorbiert und bindet.
Über der zweiten Elektrode 23 und teilweise über dem ersten Kontaktabschnitt 16 und teilweise über dem zweiten Kontaktabschnitt 18 ist eine Verkapselungsschicht 24 der optisch aktiven Schichtenstruktur 112 ausgebildet, die die optisch aktive Schichtenstruktur 112 verkapselt. Die Verkapselungsschicht 24 kann als zweite Barriereschicht, beispielsweise als zweite Barrieredünnschicht, ausgebildet sein. Die Verkapselungsschicht 24 kann auch als Dünnschichtverkapselung bezeichnet werden. Die Verkapselungsschicht 24 bildet eine Barriere gegenüber chemischen Verunreinigungen bzw. atmosphärischen Stoffen, insbesondere gegenüber Wasser (Feuchtigkeit) und Sauerstoff.
Die Verkapselungsschicht 24 kann als eine einzelne Schicht, ein Schichtstapel oder eine Schichtstruktur ausgebildet sein. Die Verkapselungsschicht 24 kann aufweisen oder daraus gebildet sein: Aluminiumoxid, Zinkoxid, Zirkoniumoxid, Titanoxid, Hafniumoxid, Tantaloxid, Lanthaniumoxid, Siliziumoxid, Siliziumnitrid, Siliziumoxinitrid, Indiumzinnoxid, Indiumzinkoxid, Aluminium-dotiertes Zinkoxid, Poly(p-phenylenterephthalamid), Nylon 66, sowie Mischungen und Legierungen derselben. Gegebenenfalls kann die erste Barriereschicht auf dem Träger 104 korrespondierend zu einer Ausgestaltung der Verkapselungsschicht 24 ausgebildet sein.
In der Verkapselungsschicht 24 sind über dem ersten Kontaktabschnitt 16 eine erste Ausnehmung der Verkapselungsschicht 24 und über dem zweiten Kontaktabschnitt 18 eine zweite Ausnehmung der Verkapselungsschicht 24 ausgebildet. In der ersten Ausnehmung der Verkapselungsschicht 24 ist ein erster Kontaktbereich 32 freigelegt und in der zweiten Ausnehmung der Verkapselungsschicht 24 ist ein zweiter Kontaktbereich 34 freigelegt. Der erste Kontaktbereich 32 dient zum elektrischen Kontaktieren des ersten Kontaktabschnitts 16 und der zweite Kontaktbereich 34 dient zum elektrischen Kontaktieren des zweiten Kontaktabschnitts 18.
Über der Verkapselungsschicht 24 ist eine Haftmittelschicht 36 ausgebildet. Die Haftmittelschicht 36 weist beispielsweise ein Haftmittel, beispielsweise einen Klebstoff, beispielsweise einen Laminierklebstoff, einen Lack und/oder ein Harz auf. Die Haftmittelschicht 36 kann beispielsweise Partikel aufweisen, die elektromagnetische Strahlung streuen, beispielsweise lichtstreuende Partikel.
Über der Haftmittelschicht 36 ist ein Abdeckkörper 38 ausgebildet. Die Haftmittelschicht 36 dient zum Befestigen des Abdeckkörpers 38 an der Verkapselungsschicht 24. Der Abdeckkörper 38 weist beispielsweise Kunststoff, Glas und/oder Metall auf. Beispielsweise kann der Abdeckkörper 38 im Wesentlichen aus Glas gebildet sein und eine dünne Metallschicht, beispielsweise eine Metallfolie, und/oder eine Graphitschicht, beispielsweise ein Graphitlaminat, auf dem Glaskörper aufweisen. Der Abdeckkörper 38 dient zum Schützen des herkömmlichen optoelektronischen Bauelements 1, beispielsweise vor mechanischen Krafteinwirkungen von außen. Ferner kann der Abdeckkörper 38 zum Verteilen und/oder Abführen von Hitze dienen, die in dem herkömmlichen optoelektronischen Bauelement 1 erzeugt wird. Beispielsweise kann das Glas des Abdeckkörpers 38 als Schutz vor äußeren Einwirkungen dienen und die Metallschicht des Abdeckkörpers 38 kann zum Verteilen und/oder Abführen der beim Betrieb des herkömmlichen optoelektronischen Bauelements 1 entstehenden Wärme dienen.
3 zeigt in schematischen Querschnittsansichten einen Verfahrensablauf eines Verfahrens zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen, beispielsweise gemäß einem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel.
Das Verfahren weist ein Ausbilden eines Stapels 100 mit einer Klebstoffschicht 106 zwischen einem flächigen Substrat 102 und einem flächigen Träger 104 auf.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen wird ein Substrat 102 bereitgestellt (in 3 veranschaulicht mittels des Bezugszeichens 300). Das Substrat 102 ist rigide, d.h. das Substrat 102 weist eine hohe Steifigkeit auf, beispielsweise eine hohe Biegesteifigkeit.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen weist das Verfahren ferner ein Ausbilden 310 einer Klebstoffschicht 108 auf dem Substrat 102 auf.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen weist das Verfahren ferner ein Anordnen 320 eines Trägers 104 auf oder über dem Substrat 102 und/oder der Klebstoffschicht 108.
Das Verfahren weist ferner ein Ausbilden einer Klebstoffverbindung 108 zwischen dem Substrat 102 und dem Träger 104 mittels der Klebstoffschicht 106 ausgebildet. Die Klebstoffverbindung 108 wird in Form einer Linie ausgebildet, die einen vorgegebenen Bereich 110 umschließt, der frei ist von Klebstoffverbindung 108.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen weist das Verfahren ferner ein Ausbilden 330 einer optisch aktiven Schichtenstruktur 112 auf dem Träger 104, d.h. auf einer freiliegenden Oberfläche des Trägers 104.
Die optisch aktive Schichtenstruktur 112 wird auf dem Träger 104 in einem Bereich ausgebildet (auch als vorgegebener Bereich bezeichnet), der frei ist von Klebstoffverbindung mit dem Substrat 102.
Weiterhin weist das Verfahren ein Vereinzeln 340 mindestens eines Bereiches des Trägers 104 mit optisch aktiver Schichtstruktur 112 auf (in FIg.3 mittels der gestichelten Linien 342, 344 veranschaulicht).
4 zeigt eine schematische Aufsicht auf einen Stapel 100 mit einer Klebstoffschicht 106 zwischen einem Substrat 102 und einem Träger 104. Der Stapel 100 kann einem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel zum Ausbilden eines optoelektronischen Bauelements entsprechen.
In einem Ausführungsbeispiel ist die Klebstoffschicht 106 derart strukturiert ausgebildet, dass ein einziger, vorgegebener Bereich zwischen dem Substrat 102 und dem Träger 104 ausgebildet ist, der frei ist von Klebstoffverbindung. Innerhalb dieses Bereiches bzw. über diesem Bereich wird auf dem Träger 104 eine einzige, optisch aktive Schichtenstruktur ausgebildet.
Aus 4 ist ersichtlich, dass der Rand des Trägers 104 und der Rand des Substrates 102 lateral zueinander beabstandet sein können. Dazu kann beispielsweise der Träger 104 und das Substrat 102 zueinander verschoben sind oder unterschiedliche Abmessungen aufweisen (in 4 veranschaulicht). Dadurch kann die Klebstoffschicht bei dem Substrat 102 bzw. bei dem Träger 104 in einem Abstand zu dem jeweiligen Rand aufgebracht werden. Dies vereinfacht das Aufbringen und Anordnen der Klebstoffschicht 106.
5 zeigt eine schematische Aufsicht auf einen Stapel 100 mit einer Klebstoffschicht 106 zwischen einem Substrat 102 und einem Träger 104. Der Stapel 100 kann einem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel zum Ausbilden eines optoelektronischen Bauelements entsprechen.
Das in 5 veranschaulichte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem in 4 veranschaulichten Ausführungsbeispiel unter anderem darin, dass mehrere optisch aktive Schichtenstrukturen, die jeweils zueinander beabstandet sind, auf dem Träger 104 ausgebildet sind.
Mit anderen Worten: in verschiedenen Ausführungsbeispielen wird auf dem Träger 104 mindestens eine erste optisch aktive Schichtenstruktur und in einem Abstand dazu, auf dem gleichen Träger 104, eine zweite optisch aktive Schichtenstruktur ausgebildet. Eine weitere Klebstoffverbindung 108 kann im Bereich zwischen der ersten optisch aktiven Struktur und der zweiten optisch aktiven Struktur zwischen dem Substrat 102 und dem Träger 104 ausgebildet werden.
Die in 1 veranschaulichte, weitere Struktur 116 kann in verschiedenen Weiterbildungen aus Klebstoff ausgebildet sein oder einen solchen aufweisen, beispielsweise den gleichen, der den vorgegebenen Bereich umschließt. Mit anderen Worten: mehrere vorgegebene Bereich können auf in einem Stapel mit einem gemeinsamen Träger vorgesehen sein. Über den mehreren, vorgegebenen Bereichen kann jeweils eine optisch aktive Schichtenstruktur ausgebildet werden. Die mehreren optisch aktiven Schichtenstrukturen können mit dem Träger vereinzelt werden. Dadurch können mehrere optoelektronische Bauelemente dann als einzelne, optoelektronische Bauelement gleichzeitig ausgebildet werden.
Die weiteren Strukturen können jeweils als Linie zwischen den Bereichen ausgebildet werden, in denen die optisch aktiven Schichtenstrukturen auf dem Träger 104 ausgebildet werden (in 4 veranschaulicht mittels der gestrichelten Linien 502).
Die weiteren Strukturen 116 können, beispielsweise zusammen mit der Klebstoffschicht 108 jeweils eine Linie, beispielsweise einen Linienzug ausbilden, die einen vorgegebenen Bereich, in dem eine optisch aktive Schichtenstruktur ausgebildet wird, umschließen. Die weiteren Strukturen 116 können als Stützstrukturen für den flexiblen Träger 104 wirken. Beispielweise können die weiteren Strukturen 116 eine Klebstoffverbindung zwischen dem Substrat 102 und dem Träger 104 bewirken. Diese Klebstoffverbindung kann dabei allein auf den Oberflächenspannungen basieren, d.h. rein Adhäsions-basiert sein. Dies kann ein Wölben des flexiblen Trägers verhindern oder reduzieren bzw. eine Planarisierung des Trägers 104 bewirken.
Die weitere Struktur 116 kann ein aushärtender oder ausgehärteter Klebstoff sein oder einen solchen aufweisen. Die Klebstoffverbindung der weiteren Struktur kann beispielsweise eine geringere Stärke bzw. Haftkraft aufweisen als die Klebstoffverbindung 108 im Randbereich des Trägers 104.
In dem in 5 veranschaulichten Ausführungsbeispiel ist eine weitere Struktur 116 zwischen dem Substrat 102 und dem Träger 104 vorgesehen. Die weitere Struktur 116 ist gitterförmig ausgebildet. Die weitere Struktur 116 wird von der linienförmigen Klebstoffverbindung 108 umschlossen.
6 zeigt eine schematische Aufsicht auf einen Stapel 100 mit einer Klebstoffschicht 106 zwischen einem Substrat 102 und einem Träger 104. Der Stapel 100 kann einem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel zum Ausbilden eines optoelektronischen Bauelements entsprechen.
Das in 6 veranschaulichte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem in 5 veranschaulichten Ausführungsbeispiel unter anderem darin, dass mehrere weitere Strukturen 116 zwischen dem Substrat 102 und dem Träger 104 angeordnet sind. Die mehreren weiteren Strukturen 116 sind zwischen den Bereichen 502 der optisch aktiven Schichtenstrukturen ausgebildet. Die mehreren, weiteren Strukturen 116 sind zueinander beabstandet. Die mehreren, weiteren Strukturen 116 können jeweils als ein Linienzug oder säulenförmige Struktur ausgebildet sein.
In einem Ausführungsbeispiel wird die Klebstoffschicht strukturiert ausgebildet, indem Flächen aus Klebstoff aufgedruckt werden. Dazu wird der Klebstoff beispielsweise mittels eines Lösungsmittels verdünnt, so dass er druckbar wird. Der verdünnte Klebstoff kann beispielsweise mittels Siebdrucks, Tintenstrahldrucks, Flexodrucks oder Gravurdrucks auf das Substrat aufgebracht werden.
Geeignete Klebstoffe sind beispielsweise unter Vernetzung nicht-ausgasende oder lösungsmittelfreie Klebstoffe, beispielsweise Plexit® 55 Rohm, Acryl-Gießharz Viapal UP 223 BS/65, Polyesterharz DIEPAL UP 130, Polyesterharz Beckocoat, Polyurethanharz DIEPUR, Polyurethanharz Voltatex, Polyurethan. Plexit® 55 Rohm weist eine Viskosität von 5000 mPa auf und kann für eine Verarbeitung beispielsweise mittels Siebdrucks auf 500 mPa verdünnt werden.
Anschließend wird der verdünnte Klebstoff getrocknet. Beim Trocknen wird im Wesentlichen das meiste Lösungsmittel aus der aufgedruckten Klebstoffschicht entfernt, beispielsweise abgedampft. Es steht dann ein lösungsmittelfreier Klebstoff zur Verfügung. Der Klebstoff verbleibt klebend bzw. klebrig. Die Trocknung der Klebstoffschicht ist optional. Beispielsweise kann eine Trocknung nicht erforderlich sein, wenn der Klebstoff für das Aufdrucken nicht verdünnt wurde.
Anschließend wird der Träger 104 auf oder über dem Substrat und der Klebstoffschicht angebracht. Der Träger 104 ist beispielsweise als Folie ausgebildet.
Anschließend wird die Klebstoffverbindung zwischen dem Substrat 102 und dem Träger 104 mittels der Klebstoffschicht ausgebildet. Die Klebstoffverbindung kann - abhängig von der spezifischen Ausgestaltung des Klebstoffes - beispielsweise ausgebildet werden, indem der Klebstoff ausgehärtet wird, beispielsweise mittels chemischer oder thermischer Vernetzung; durch Druck bei einem druckempfindlichen Klebstoff oder UV-Strahlung bei einem UV-härtenden Klebstoff.
In einem weiteren Ausführungsbespiel wird die Klebstoffverbindung mittels eines Heißverbindens von Substrat und Träger ausgebildet. Das Substrat wird dazu erhitzt, anschließend der Klebstoff auf das Substrat aufgebracht und auf den Klebstoff der Träger aufgebracht. Alternativ kann auch der Klebstoff auf den Träger aufgebracht werden und das Substrat auf den Klebstoff aufgebracht werden. Anschließend wird der Stapel aus Substrat, Klebstoffschicht und Träger verpresst und abgekühlt.
Zum Heißverbinden von temperaturstabilen Substraten und Trägern kann ein Granulat verwendet werden, das bei Temperaturen oberhalb der späteren Prozesstemperaturen schmilzt. Hierfür sind z.B. Polyimid-Harze bzw. Spritzguss-Harz geeignet. Diese werden auf den über die Schmelztemperatur des Harzes erhitzen Träger und/oder das erhitzte Substrat strukturiert aufgebracht, schmelzen an und haften an der Oberfläche des Trägers bzw. Substrats. Dies ist beispielsweise durch das Auflegen von vorgestanzten Folien aus dem Klebstoffmaterial möglich. Durch Aufpressen des flexiblen Trägers wird dann eine haltbare Verbindung zwischen Substrat und Träger hergestellt. Nach Abkühlen des Substrat/ Träger-Stapels sind beide fest miteinander verbunden.
Geeignete Klebstoffe sind beispielsweise von der Firma Du Pont: Kapton; GE: Ultem; herkömmliche Polyimid-Resins sowie Acryl-Heißklebstoffe.
In einem weiteren Ausführungsbespiel wird die Klebstoffverbindung mittels eines Spritzgusses von Substrat auf dem Träger ausgebildet. Dazu wird der Träger in eine Spritzguss-Maschine eingelegt, die Form in der Spritzguss-Maschine geschlossen, Klebstoff in die Form eingespritzt und anschließend abgekühlt. Anschaulich wird das Substrat somit aus Spritzgussmaterial hergestellt und gleichzeitig mit dem Träger verbunden. Substrat und Klebstoff sind in diesem Beispiel somit gleich.
Als Klebstoffe für den Spritzguss können die gleichen verwendet werden, wie die oben für das Heißverbinden beschriebenen Klebstoffe.
In einem ersten Ausführungsbeispiel, das im Zusammenhang mit der 1 bis 6 beschrieben ist, wird ein Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelementes bereitgestellt. Das Verfahren weist ein Ausbilden eines Stapels mit einer Klebstoffschicht zwischen einem flächigen Substrat und einem flächigen Träger auf. Eine Klebstoffverbindung wird dabei zwischen dem Substrat und dem Träger mittels der Klebstoffschicht ausgebildet. Die Klebstoffverbindung wird in Form einer Linie ausgebildet, die einen vorgegebenen Bereich umschließt, der frei ist von Klebstoffverbindung. Das Verfahren weist weiterhin ein Ausbilden mindestens einer optisch aktiven Schichtenstruktur auf dem Stapel über dem vorgegebenen Bereich auf. Das Verfahren weist zudem ein Vereinzeln mindestens eines Bereiches des Trägers mit optisch aktiver Schichtstruktur auf.
In einem zweiten Ausführungsbeispiel kann das Verfahren gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel optional aufweisen, dass das optoelektronische Bauelement als eine Flächenlichtquelle ausgebildet wird.
In einem dritten Ausführungsbeispiel kann das Verfahren gemäß dem ersten oder zweiten Ausführungsbeispiel optional aufweisen, dass auf dem Träger mindestens eine erste optisch aktive Schichtenstruktur und in einem Abstand dazu, auf dem gleichen Träger, eine zweite optisch aktive Schichtenstruktur ausgebildet wird.
In einem vierten Ausführungsbeispiel kann das Verfahren gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel optional aufweisen, dass eine weitere Klebstoffverbindung im Bereich zwischen der ersten optisch aktiven Struktur und der zweiten optisch aktiven Struktur zwischen dem Substrat und dem Träger ausgebildet wird.
In einem fünften Ausführungsbeispiel kann das Verfahren gemäß einem des ersten bis vierten Ausführungsbeispiels optional aufweisen, dass das die Klebstoffschicht aus einem Klebstoff gebildet, der nicht-gasbildend vernetzend ist.
In einem sechsten Ausführungsbeispiel kann das Verfahren gemäß einem des ersten bis fünften Ausführungsbeispiels optional aufweisen, dass das der Träger mechanisch flexibel und das Substrat ist mechanisch rigide.
In einem siebten Ausführungsbeispiel kann das Verfahren gemäß einem des ersten bis sechsten Ausführungsbeispiels optional aufweisen, dass das der Träger ein Metallblech, eine Metallfolie, eine metallbeschichtete Folie, eine Kunststofffolie oder eine Glasfolie.
In einem achten Ausführungsbeispiel kann das Verfahren gemäß einem des ersten bis siebten Ausführungsbeispiels optional aufweisen, dass das die Klebstoffverbindung dicht ausgebildet bezüglich einer Diffusion eines chemisch reaktiven Materials, beispielsweise Wasser, Sauerstoff, ein Ätzmittel, und/oder ein Lösungsmittel.
In einem neunten Ausführungsbeispiel kann das Verfahren gemäß einem des ersten bis achten Ausführungsbeispiels optional aufweisen, dass das weisen der Träger und das Substrat jeweils einen Randbereich auf und die Klebstoffverbindung wird im Randbereich des Trägers und/oder des Substrats ausgebildet.
In einem zehnten Ausführungsbeispiel kann das Verfahren gemäß einem des ersten bis neunten Ausführungsbeispiels optional aufweisen, dass das die Klebstoffschicht mindestens teilweise in dem vorgegebenen Bereich ausgebildet. Die Klebstoffschicht verbleibt in dem vorgegebenen Bereich beim Ausbilden der Klebstoffverbindung im Wesentlichen nicht-klebend.
In einem elften Ausführungsbeispiel kann das Verfahren gemäß einem des ersten bis zehnten Ausführungsbeispiels optional aufweisen, dass das in dem vorgegebenen Bereich mindestens eine Kavität angeordnet und die optisch aktive Schichtenstruktur wird über der Kavität ausgebildet.
In einem zwölften Ausführungsbeispiel kann das Verfahren gemäß einem des ersten bis elften Ausführungsbeispiels optional aufweisen, dass vor dem Ausbilden der Klebstoffverbindung ein nicht-klebender Kunststoff in dem vorgegebenen Bereich zwischen dem Träger und dem Substrat angeordnet, wobei der Kunststoff den Träger mit dem Substrat verbindet.
In einem 13. Ausführungsbeispiel kann das Verfahren gemäß einem des ersten bis zwölften Ausführungsbeispiels optional aufweisen, dass das die optisch aktive Schichtenstruktur mit dem Träger nach dem Vereinzeln von dem Substrat gemeinsam ablösbar.
In einem 14. Ausführungsbeispiel kann das Verfahren gemäß einem des ersten bis 13. Ausführungsbeispiels optional aufweisen, dass das der Träger beim Vereinzeln bis auf mindestens eine Soll-Trennstelle entfernt.
Das 15. Ausführungsbeispiel, das im Zusammenhang mit der 1 bis 6 beschrieben ist, ist ein optoelektronisches Bauelement. Das Bauelement weist einen Stapel mit einer Klebstoffschicht zwischen einem flächigen Substrat und einem flächigen Träger auf. Eine Klebstoffverbindung ist zwischen dem Substrat und dem Träger mittels der Klebstoffschicht ausgebildet. Die Klebstoffverbindung ist in Form einer Linie ausgebildet, die einen vorgegebenen Bereich umschließt, der frei ist von Klebstoffverbindung. Mindestens eine optisch aktive Schichtenstruktur ist auf dem Stapel über dem vorgegebenen Bereich ausgebildet.
Die Erfindung ist nicht auf die angegebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Beispielsweise können mehrere unterschiedliche nebeneinander oder übereinander angeordnete optoelektronische Bauelemente in Form eines Displays, eines Leuchtmittels, eines Fotodetektors oder einer Solarzelle verwendet werden.
Bezugszeichenliste

100: Stapel
102: flächiges Substrat
104: flächiger Träger
106: Klebstoffschicht
108: Klebstoffverbindung
110: vorgegebener Bereich
112: optisch aktive Schichtenstruktur
114: Bereich frei von Klebstoffverbindung
116: weitere Struktur
1: optoelektronisches Bauelement
16, 18: Kontaktabschnitt
20, 23: Elektrode
21: Isolierungsbarriere
22: organisch funktionelle Schichtenstruktur
24: Verkapselungsschicht
32,: 34 Kontaktbereich
36: Haftmittelschicht
38: Abdeckkörper
300, 310, 320, 330, 340, 350: Verfahrensschritte
342, 344: Trennstellen
352: Ablösen
502: Bereich, in dem die optisch aktive Schichtenstruktur auf
dem: Träger ausgebildet wird

Claims

Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelementes (1), das Verfahren aufweisend: • Ausbilden (300, 310, 320) eines Stapels (100) mit einer Klebstoffschicht (106) zwischen einem flächigen Substrat (102) und einem flächigen Träger (104), o wobei eine Klebstoffverbindung (108) zwischen dem Substrat (102) und dem Träger (104) mittels der Klebstoffschicht (106) ausgebildet wird, o wobei die Klebstoffverbindung (108) in Form einer Linie ausgebildet wird, die einen vorgegebenen Bereich (114) umschließt, der frei ist von Klebstoffverbindung; • Ausbilden (330) mindestens einer optisch aktiven Schichtenstruktur (112) auf dem Stapel (100) über dem vorgegebenen Bereich; und • Vereinzeln (340) mindestens eines Bereiches des Trägers (104) mit optisch aktiver Schichtstruktur (112).
Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei das optoelektronische Bauelement (1) eine Flächenlichtquelle ist.
Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei auf dem Träger (104) mindestens eine erste optisch aktive Schichtenstruktur und in einem Abstand dazu, auf dem gleichen Träger (104), eine zweite optisch aktive Schichtenstruktur ausgebildet wird.
Verfahren gemäß Anspruch 3, wobei eine weitere Klebstoffverbindung im Bereich zwischen der ersten optisch aktiven Struktur und der zweiten optisch aktiven Struktur zwischen dem Substrat (102) und dem Träger (104) ausgebildet wird.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Klebstoffschicht (106) aus einem Klebstoff gebildet ist, der während oder nach der Vernetzung nicht ausgast.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Träger (104) mechanisch flexibel ist und das Substrat (102) mechanisch rigide ist.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Träger (104) ein Metallblech, eine Metallfolie, eine metallbeschichtete Folie, eine Kunststofffolie oder eine Glasfolie ist.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Klebstoffverbindung (108) dicht ausgebildet ist bezüglich einer Diffusion eines chemisch reaktiven Materials.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der Träger (104) und das Substrat (102) jeweils einen Randbereich aufweisen, wobei die Klebstoffverbindung (108) im Randbereich des Trägers (104) und/oder des Substrats (102) ausgebildet wird.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Klebstoffschicht (106) mindestens teilweise in dem vorgegebenen Bereich ausgebildet wird, und die Klebstoffschicht (106) in dem vorgegebenen Bereich beim Ausbilden der Klebstoffverbindung (108) im Wesentlichen nicht-klebend verbleibt.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei in dem vorgegebenen Bereich (114) mindestens eine Kavität angeordnet ist und die optisch aktive Schichtenstruktur (112) über der Kavität ausgebildet wird.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei vor dem Ausbilden der Klebstoffverbindung (108) ein nicht-klebender Kunststoff in dem vorgegebenen Bereich (114) zwischen dem Träger (104) und dem Substrat (102) angeordnet wird, wobei der nicht-klebende Kunststoff den Träger (104) mit dem Substrat (102) verbindet.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei die optisch aktive Schichtenstruktur (112) mit dem Träger (104) nach dem Vereinzeln (340) von dem Substrat (102) gemeinsam ablösbar sind.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei der Träger (104) beim Vereinzeln (340) bis auf mindestens eine Soll-Trennstelle entfernt wird.
Optoelektronischen Bauelementes (1), aufweisend: • einen Stapel mit einer Klebstoffschicht (106) zwischen einem flächigen Substrat (102) und einem flächigen Träger (104), o wobei eine Klebstoffverbindung (108) zwischen dem Substrat (102) und dem Träger (104) mittels der Klebstoffschicht (106) ausgebildet ist, o wobei die Klebstoffverbindung (108) in Form einer Linie ausgebildet ist, die einen vorgegebenen Bereich (114) umschließt, der frei ist von Klebstoffverbindung (108); und • Mindestens eine optisch aktive Schichtenstruktur (112) auf dem Stapel über dem vorgegebenen Bereich (114).