DE102017105946A1

DE102017105946A1 - Optoelektronisches Bauelement und Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements

Info

Publication number: DE102017105946A1
Application number: DE102017105946.6A
Authority: DE
Inventors: Nina Riegel; Thomas Wehlus; Arne Fleissner; Armin Heinrichsdobler; Sebastian Wittmann
Original assignee: Osram Oled GmbH
Current assignee: Pictiva Displays International Ltd
Priority date: 2017-03-20
Filing date: 2017-03-20
Publication date: 2018-09-20

Abstract

Ein optoelektronisches Bauelement (100) umfasst eine organische Schichtenfolge (1) mit einer organischen aktiven Schicht (10) zur Emission von elektromagnetischer Strahlung, sowie eine erste (2) und eine zweite Elektrode (3) zur elektrischen Kontaktierung der organischen Schichtenfolge (1), wobei die organische Schichtenfolge (1) zwischen den Elektroden (2, 3) angeordnet ist und direkt an die Elektroden (2, 3) angrenzt. Des Weiteren umfasst das optoelektronische Bauelement (100) mehrere von der zweiten Elektrode (3) vorstehende Fixierungselemente (4) zur Fixierung der zweiten Elektrode (3) auf der organischen Schichtenfolge (1). Die Fixierungselemente (4) erstrecken sich ausgehend von der zweiten Elektrode (3) durch die organische Schichtenfolge (1) in Richtung der ersten Elektrode (2) und durchdringen dabei die erste Elektrode (2) nicht vollständig. Die Fixierungselemente (4) sind mit der zweiten Elektrode (3) mechanisch verbunden. Im bestimmungsgemäßen Betrieb werden über die erste Elektrode (2) erste Ladungsträger in eine der ersten Elektrode (2) zugewandte erste Schicht (12) der organischen Schichtenfolge (1) injiziert und über die zweite Elektrode (3) zweite Ladungsträger in eine der zweiten Elektrode (3) zugewandte zweite Schicht (13) der organischen Schichtenfolge injiziert.

Description

Es wird ein optoelektronisches Bauelement angegeben. Darüber hinaus wird ein Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements angegeben.
Eine zu lösende Aufgabe besteht darin, ein optoelektronisches Bauelement anzugeben, bei dem es auch bei starker Belastung, wie Verbiegung des Bauelements, zu keiner Delamination der zur Kontaktierung des Bauelements verwendeten Elektroden kommt. Eine weitere zu lösende Aufgabe besteht darin, ein Verfahren für die Herstellung eines solchen Bauelements anzugeben.
Diese Aufgaben werden unter anderem durch den Gegenstand und das Verfahren der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das optoelektronische Bauelement eine organische Schichtenfolge mit einer organischen aktiven Schicht zur Emission von elektromagnetischer Strahlung. Bei dem optoelektronischen Bauelement handelt es sich bevorzugt also um ein organisches optoelektronisches Bauelement, wie eine organische Leuchtdiode, kurz OLED. Die organische aktive Schicht emittiert beispielsweise im bestimmungsgemäßen Betrieb Licht im sichtbaren Spektralbereich, wie blaues, grünes oder rotes Licht. Dies erfolgt aufgrund einer Rekombination von Elektronen und Löchern innerhalb der aktiven Schicht. Besonders bevorzugt ist das organische Bauelement flexibel oder biegsam ausgebildet, beispielsweise handelt es sich um eine flexible oder biegsame OLED.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das optoelektronische Bauelement eine erste Elektrode und eine zweite Elektrode zur elektrischen Kontaktierung der organischen Schichtenfolge. Die beiden Elektroden sind bevorzugt als Schichten ausgebildet, die beispielsweise je zwei parallel zueinander verlaufende, gegenüberliegende Hauptseiten aufweisen. Die Hauptseiten verlaufen beispielsweise parallel zur aktiven Schicht. Die organische Schichtenfolge ist zwischen den beiden Elektroden angeordnet und grenzt an diese an, befindet sich also in direktem mechanischem und elektrischem Kontakt mit je einer Hauptseite der beiden Elektroden. Bevorzugt sind die der organischen Schichtenfolge abgewandten Hauptseiten der Elektroden im Rahmen der Herstellungstoleranz glatt oder eben und frei von Vertiefungen oder Erhebungen.
Die erste und/oder die zweite Elektrode können ein Metall, wie Ag, Au, Ti, Cu, Al, AgMn, oder ein transparentes leitfähiges Material, beispielsweise ein transparentes leitfähiges Oxid, kurz TCO, wie Indiumzinnoxid, kurz ITO, aufweisen oder daraus bestehen. Beispielsweise ist die erste Elektrode strahlungsundurchlässig und die zweite Elektrode strahlungsdurchlässig für eine von der organischen Schichtenfolge emittierte elektromagnetische Strahlung. Es kann aber auch die erste Elektrode strahlungsdurchlässig und die zweite Elektrode strahlungsundurchlässig sein. Alternativ können beide Elektroden strahlungsdurchlässig sein. Das optoelektronische Bauelement kann als so genannter Top-Emitter oder Bottom-Emitter oder Top-Bottom-Emitter ausgebildet sein.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das optoelektronische Bauelement mehrere von der zweiten Elektrode vorstehende Fixierungselemente zur Fixierung der zweiten Elektrode auf der organischen Schichtenfolge. Die Fixierungselemente sind insbesondere von der zweiten Elektrode wegragende oder aus der zweiten Elektrode herausragende Strukturen, zum Beispiel Dornen oder Stäbchen, wie zylinderförmige Stäbchen, oder schmale Plättchen. Zum Beispiel sind die Fixierungselemente einstückig ausgebildet.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform erstrecken sich die Fixierungselemente ausgehend von der zweiten Elektrode durch die organische Schichtenfolge in Richtung der ersten Elektrode und durchdringen dabei die erste Elektrode nicht vollständig. Insbesondere weist die organische Schichtenfolge also Löcher oder Ausnehmungen auf, die von den Fixierungselementen aufgefüllt sind. Die Fixierungselemente durchstoßen die organische Schichtenfolge also teilweise oder vollständig. Bevorzugt sind die Fixierungselemente elektrisch von der ersten Elektrode isoliert.
Die Fixierungselemente können dabei bis zu der an die organische Schichtenfolge grenzenden Hauptseite der ersten Elektrode reichen und beispielsweise auf Höhe dieser Hauptseite enden. Alternativ ist es aber auch möglich, dass die Fixierungselemente nicht ganz bis zu der ersten Elektrode reichen und oberhalb der an die organische Schichtenfolge grenzenden Hauptseite der ersten Elektrode enden. Besonders bevorzugt ragen also die Fixierungselemente nicht in die erste Elektrode hinein und durchdringen die erste Elektrode weder teilweise noch vollständig.
Bevorzugt sind die Fixierungselemente in lateraler Richtung, die parallel zu einer Haupterstreckungsrichtung der organischen Schichtenfolge gemessen ist, voneinander durch die organische Schichtenfolge beabstandet. In lateraler Richtung kann also der Bereich zwischen zwei benachbarten Fixierungselementen zumindest teilweise durch die organische Schichtenfolge aufgefüllt sein.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind die Fixierungselemente mit der zweiten Elektrode mechanisch verbunden, bevorzugt mechanisch stabil verbunden. Beispielsweise grenzen die Fixierungselemente direkt an die zweite Elektrode und sind an dieser befestigt. Beispielsweise ist also zwischen den Fixierungselementen und der zweiten Elektrode kein zusätzliches Material angeordnet. Die Fixierungselemente gehen in diesem Fall direkt in die zweite Elektrode über. Alternativ ist aber auch die Verwendung eines Verbindungsmaterials zwischen den Fixierungselementen und der zweiten Elektrode möglich, wobei das Verbindungsmaterial dann bevorzugt anorganisch ist.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform werden im bestimmungsgemäßen Betrieb des optoelektronischen Bauelements über die erste Elektrode erste Ladungsträger in eine der ersten Elektrode zugewandte erste Schicht der organischen Schichtenfolge injiziert. Die erste Schicht ist also zwischen der aktiven Schicht und der ersten Elektrode angeordnet. Die erste Schicht grenzt zum Beispiel an die erste Elektrode. Bei der ersten Schicht handelt es sich bevorzugt um eine organische Schicht, wie eine Elektroneninjektionsschicht, kurz EIL, oder eine Löcherinjektionsschicht, kurz HIL.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform werden im bestimmungsgemäßen Betrieb des optoelektronischen Bauelements über die zweite Elektrode zweite Ladungsträger in eine der zweiten Elektrode zugewandte zweite Schicht der organischen Schichtenfolge injiziert. Die zweite Schicht ist also zwischen der aktiven Schicht und der zweiten Elektrode angeordnet. Die zweite Schicht grenzt zum Beispiel an die zweite Elektrode. Auch bei der zweiten Schicht handelt es sich bevorzugt um eine organische Schicht der organischen Schichtenfolge, wie eine Elektroneninjektionsschicht, kurz EIL, oder eine Löcherinjektionsschicht, kurz HIL.
Insbesondere werden im bestimmungsgemäßen Betrieb also von den beiden Elektroden Ladungsträger in die direkt an die Elektroden grenzenden Schichten der organischen Schichtenfolge injiziert. Zwischen den Elektroden und der organischen Schichtenfolge sind also bevorzugt keine elektrisch isolierenden Schichten angeordnet. Bei den ersten Ladungsträgern handelt es sich beispielsweise um Löcher, bei den zweiten Ladungsträgern um Elektronen. Entsprechend ist dann die erste Elektrode die Anode, die zweite Elektrode die Kathode. Alternativ kann aber auch die erste Elektrode die Kathode und die zweite Elektrode die Anode sein.
In mindestens einer Ausführungsform umfasst das optoelektronische Bauelement eine organische Schichtenfolge mit einer organischen aktiven Schicht zur Emission von elektromagnetischer Strahlung, sowie eine erste und eine zweite Elektrode zur elektrischen Kontaktierung der organischen Schichtenfolge, wobei die organische Schichtenfolge zwischen den Elektroden angeordnet ist und direkt an die Elektroden angrenzt. Des Weiteren umfasst das optoelektronische Bauelement mehrere von der zweiten Elektrode vorstehende Fixierungselemente zur Fixierung der zweiten Elektrode auf der organischen Schichtenfolge. Die Fixierungselemente erstrecken sich ausgehend von der zweiten Elektrode durch die organische Schichtenfolge in Richtung der ersten Elektrode und durchdringen dabei die erste Elektrode nicht vollständig. Die Fixierungselemente sind mit der zweiten Elektrode mechanisch verbunden. Im bestimmungsgemäßen Betrieb werden über die erste Elektrode erste Ladungsträger in eine der ersten Elektrode zugewandte erste Schicht der organischen Schichtenfolge injiziert und über die zweite Elektrode zweite Ladungsträger in eine der zweiten Elektrode zugewandte zweite Schicht der organischen Schichtenfolge injiziert.
Der vorliegenden Erfindung liegt insbesondere die Erkenntnis zugrunde, dass organische optoelektronische Bauelemente, besonders flexible organische optoelektronische Bauelemente, bei Biegung zur Delamination neigen. Insbesondere kommt es zu einer Delamination zwischen Schichten, die untereinander eine geringe Haftung aufweisen. Häufig ist dies an der Grenzfläche zwischen einer organischen Schichtenfolge und den Elektroden der Fall. Besonders häufig tritt die Delamination im Randbereich auf, sowie in Bereichen starker Biegung und zwar sowohl im Bereich von aktiven Leuchtflächen als auch in passiven Bereichen, über die im Betrieb keine elektromagnetische Strahlung emittiert wird. Die Folge dieser Delamination ist entweder die Bildung dunkler Streifen, der vollständige elektrooptische Ausfall des Bauteils oder eine verringerte Lebensdauer.
Dieses Problem wird vorliegend unter anderem dadurch gelöst, dass ausgehend von der zweiten Elektrode Fixierungselemente durch die organische Schichtenfolge geführt sind. Diese Fixierungselemente erhöhen die Stabilität der zweiten Elektrode auf der organischen Schichtenfolge und verhindern eine Delamination der zweiten Elektrode auch bei höheren mechanischen Belastungen wie zum Beispiel einem Verbiegen.
Vorteilhafterweise durchdringen dabei die Fixierungselemente nicht die erste Elektrode. Bei einer mechanischen Belastung würde es nämlich in den Bereichen, in denen die Fixierungselemente die erste Elektrode durchdringen, zu anderen Verspannungen kommen, als in den übrigen Bereichen der ersten Elektrode. Dies wiederum kann dazu führen, dass gerade in diesen Bereichen Sollbruchstellen entstehen, in denen die Fixierungselemente und/oder die erste Elektrode leicht brechen. Da im vorliegenden Fall die Fixierungselemente aber gerade nicht die erste Elektrode durchdringen, können die elastischen Eigenschaften der ersten Elektrode über die gesamte laterale Ausdehnung der ersten Elektrode nahezu konstant gehalten werden. Die Gefahr, dass die Fixierungselemente oder die erste Elektrode brechen, ist damit reduziert.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird im bestimmungsgemäßen Betrieb über die Fixierungselemente kein Strom durch die organische Schichtenfolge hindurch geführt. Bei den Fixierungselementen handelt es sich bevorzugt also nicht um Durchkontaktierungen zur Stromversorgung der zweiten Elektrode. Durch die Fixierungselemente fließt in diesem Fall kein Strom in vertikaler Richtung, wobei die vertikale Richtung senkrecht zur lateralen Richtung verläuft. Vielmehr tragen die Fixierungselemente im Betrieb dann nicht zur elektrischen Stromführung oder zum elektrischen Anschluss des optoelektronischen Bauelements bei.
Die Fixierungselemente können aus einem elektrisch leitfähigen Material gebildet sein. In diesem Fall sind die Fixierungselemente aber bevorzugt nicht unmittelbar elektrisch leitend mit der ersten Elektrode oder einer weiteren leitfähigen Schicht auf der der organischen Schichtenfolge abgewandten Seite der ersten Elektrode verbunden. Vielmehr sind die Fixierungselemente dann zum Beispiel nur elektrisch leitend mit der zweiten Elektrode verbunden, gegenüber allen übrigen Bestandteilen des optoelektronischen Bauelements aber elektrisch abisoliert. Alternativ können die Fixierungselemente auch aus einem nicht leitfähigen Material, beispielsweise aus einem anorganischen nicht leitfähigen Material, gebildet sein oder ein solches Material aufweisen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind die Fixierungselemente mechanisch mit der ersten Elektrode über anorganisches Material verbunden. Zwischen den Fixierungselementen und der ersten Elektrode, das heißt entlang der kürzesten Verbindung zwischen den Fixierungselementen und der zweiten Elektrode, ist zum Beispiel nur anorganisches Material zur mechanischen Verbindung angeordnet. Alternativ können die Fixierungselemente aber auch mit der ersten Elektrode in direktem mechanischem Kontakt stehen, zum Beispiel bei Verwendung von elektrisch isolierenden Fixierungselementen. Beispielsweise weist die organische Schichtenfolge dann also Löcher auf, die sich vollständig von der zweiten Elektrode zur ersten Elektrode durch die organische Schichtenfolge hindurch erstrecken und die mit den Fixierungselementen und optional einem zusätzlichen anorganischen Material aufgefüllt sind.
Dies ist insbesondere deshalb vorteilhaft, da die mechanische Haftung zwischen der zweiten Elektrode beziehungsweise den Fixierungselementen und der organischen Schichtenfolge üblicherweise schwach ist. Dadurch dass die zweite Elektrode mit Hilfe der Fixierungselemente und optional rein anorganischen Verbindungsmaterialien mit der ersten Elektrode verbunden ist, und zwischen anorganischen Materialien die Hafteigenschaften üblicherweise besser sind, kann die Wahrscheinlichkeit einer Delamination der zweiten Elektrode weiter verringert werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die aktive Schicht der organischen Schichtenfolge zusammenhängend ausgebildet und ist im Bereich der Fixierungselemente von den Fixierungselementen durchstoßen. Insbesondere ist die aktive Schicht also eine zusammenhängende Schicht, die mehrere Löcher aufweist, durch die die Fixierungselemente verlaufen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die organische Schichtenfolge einen zusammenhängenden aktiven Bereich auf, in dem im bestimmungsgemäßen Betrieb elektromagnetische Strahlung erzeugt wird. Insbesondere überlappt in dem aktiven Bereich die organische Schichtenfolge beziehungsweise die aktive Schicht sowohl mit der ersten Elektrode als auch mit der zweiten Elektrode. Der aktive Bereich ist also ein Bereich der organischen Schichtenfolge, in dem sowohl Löcher als auch Elektronen injiziert werden und es somit im aktiven Bereich zu einer Rekombination von Ladungsträgern und einer Emission von elektromagnetischer Strahlung kommt. Neben dem aktiven Bereich kann die organische Schichtenfolge auch einen passiven Bereich aufweisen, indem beispielsweise keine elektromagnetische Strahlung erzeugt wird, beispielsweise weil dieser Bereich nicht von beiden Elektroden überlappt ist.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform verläuft eine Mehrzahl der Fixierungselemente durch den aktiven Bereich. Das heißt, der im bestimmungsgemäßen Betrieb strahlungserzeugende Bereich ist von einer Mehrzahl der Fixierungselemente durchdrungen. Zusätzlich oder alternativ können aber die Fixierungselemente auch in dem passiven Bereich angeordnet sein. Der passive Bereich ist zum Beispiel ein Randbereich der organischen Schichtenfolge.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind die Fixierungselemente mit der zweiten Elektrode einstückig ausgebildet. In diesem Fall sind die Fixierungselemente und die zweite Elektrode also aus einem Guss, insbesondere aus dem gleichen Material gebildet, und hängen zusammen und bilden eine Einheit. Dadurch sind die Fixierungselemente besonders stabil mit der zweiten Elektrode verbunden. Es ist alternativ aber auch möglich, dass die Fixierungselemente ein von der zweiten Elektrode unterschiedliches Material, bevorzugt anorganisches Material, aufweisen oder daraus bestehen.
Die Fixierungselemente können beispielsweise ein Metall wie Ag, Au, Al, Cu, Ti, AgMg aufweisen oder daraus bestehen. Die Fixierungselemente können aber auch aus einem transparenten leitfähigen Material, wie einem TCO, beispielsweise ITO gebildet sein oder ein solches Material aufweisen. Aber auch nicht leitfähige, bevorzugt transparente und/oder anorganische Materialien sind für die Fixierungselemente denkbar. Zum Beispiel weisen die Fixierungselemente ein transparentes anorganisches Glas, insbesondere ein bleifreies Glas, auf oder bestehen daraus.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist auf einer der organischen Schichtenfolge abgewandten Seite der ersten Elektrode ein Träger angebracht, der das Bauelement mechanisch stabilisiert und trägt, sodass das Bauelement zum Beispiel selbsttragend ist. Außer dem Träger weist das Bauelement dann zum Beispiel keine weitere, das Bauelement stabilisierende Komponente auf. Der Träger kann elektrisch isolierend oder elektrisch leitend ausgebildet sein. Der Träger kann direkt an die erste Elektrode angrenzen oder von dieser durch eine weitere Schicht, beispielsweise eine Planarisierungsschicht, beabstandet sein. Insbesondere kann der Träger transparent für eine von der organischen Schichtenfolge erzeugte elektromagnetische Strahlung sein, sodass das optoelektronische Bauelement als Bottom-Emitter oder Top-Bottom-Emitter betrieben werden kann. Es ist aber auch möglich, dass der Träger des optoelektronischen Bauelements ein strahlungsundurchlässiges Material aufweist oder daraus besteht. Bevorzugt ist der Träger biegsam oder flexibel. Beispielsweise handelt es sich bei dem Träger um einen Plastikträger oder um einen Glasträger.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform erstrecken sich die Fixierungselemente bis hin zur ersten Elektrode. Das heißt, die Fixierungselemente enden bevorzugt auf der gleichen Höhe, auf der die organische Schichtenfolge an die erste Elektrode angrenzt. Unter dem Begriff „Höhe“ wird dabei eine Position entlang einer Normalen zur Haupterstreckungsebene der aktiven Schicht verstanden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die erste Elektrode zusammenhängend ausgebildet und weist im Bereich der Fixierungselemente Ausnehmungen auf. Die Ausnehmungen sind zum Beispiel mit einem elektrisch isolierenden Material teilweise oder vollständig aufgefüllt, bevorzugt mit einem anorganischen Material, wie zum Beispiel einem Silikon oder einem Harz oder einem Siliziumoxid. Besonders bevorzugt schließt das elektrisch isolierende Material bündig mit der an die organische Schichtenfolge grenzende Hauptseite der ersten Elektrode ab, so dass die gesamte der organischen Schichtenfolge zugewandte Seite, bestehend aus der ersten Elektrode und dem isolierenden Material, im Rahmen der Herstellungstoleranz eben und/oder glatt ist.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind die Fixierungselemente durch das elektrisch isolierende Material von der ersten Elektrode elektrisch isoliert. Beispielsweise grenzen die Fixierungselemente unmittelbar an das elektrisch isolierende Material, nicht aber an das Material der ersten Elektrode. Jedem Fixierungselement ist in diesem Fall beispielsweise eine Ausnehmung, gefüllt mit dem elektrisch isolierenden Material, eineindeutig zugeordnet.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform enden die Fixierungselemente auf einer Höhe oberhalb der ersten Elektrode, reichen also ausgehend von der zweiten Elektrode nicht bis auf die Höhe der an die organische Schichtenfolge grenzenden Hauptseite der ersten Elektrode. Die Fixierungselemente weisen in vertikaler Richtung, senkrecht zu der lateralen Richtung, dann also einen positiven Abstand zu der ersten Elektrode auf.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die erste Elektrode einfach zusammenhängend ausgebildet, beispielsweise als eine einfach zusammenhängende Schicht. Die erste Elektrode weist in diesem Fall zum Beispiel über die gesamte laterale Ausdehnung des Bauelements keine Löcher oder Unterbrechungen auf. Die der organischen Schichtenfolge zugewandte Seite oder Hauptseite der ersten Elektrode ist besonders bevorzugt über die gesamte laterale Ausdehnung im Rahmen der Herstellungstoleranz eben und/oder glatt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind auf die der organischen Schichtenfolge zugewandte Seite der ersten Elektrode Inseln beziehungsweise inselartige Abschnitte aus einem elektrisch isolierenden Material aufgebracht. Bei den Inseln aus dem elektrisch isolierenden Material handelt es sich beispielsweise um kreisförmige oder längliche, punktuell auf die erste Elektrode aufgebrachte Bereiche aus dem elektrisch isolierenden Material. Bei dem elektrisch isolierenden Material handelt es sich beispielsweise um ein Silikon oder ein Harz oder ein Siliziumoxid.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind die Fixierungselemente durch die Inseln aus dem elektrisch isolierenden Material von der ersten Elektrode elektrisch isoliert. Die Fixierungselemente können beispielsweise direkt an die Inseln angrenzen. Dabei ist beispielsweise jedem Fixierungselement eine Insel aus dem elektrisch isolierenden Material auf der ersten Elektrode eineindeutig zugeordnet. In Draufsicht auf die erste Elektrode überlappen die Inseln mit den zugeordneten Fixierungselementen zum Beispiel vollständig.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die erste Elektrode zusammenhängend ausgebildet und weist eine Mehrzahl von Löchern auf. Die Löcher erstrecken sich bevorzugt vollständig durch die erste Elektrode.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind die Löcher mit Isolationssegmenten aus dem Material der ersten Elektrode gefüllt. Die erste Elektrode und die Isolationssegmente sind also aus demselben Material gebildet. Zum Beispiel sind die erste Elektrode und die Isolationssegmente durch Strukturierung einer einzigen Schicht gebildet. Die Isolationssegmente und die erste Elektrode schließen zum Beispiel an den Hauptseiten der ersten Elektrode bündig miteinander ab.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist jedes Isolationssegment der ersten Elektrode in lateraler Richtung vollständig von der ersten Elektrode umgeben.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist jedes Isolationssegment durch einen zusammenhängenden Spalt von der ersten Elektrode elektrisch isoliert. Die Spalte sind beispielsweise mit einem isolierenden Material, bevorzugt einem anorganisch isolierenden Material, aufgefüllt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist jedes Fixierungselement eineindeutig einem Isolationssegment zugeordnet und überlappt in Draufsicht auf eine Hauptseite der ersten Elektrode mit dem zugeordneten Isolationssegment teilweise oder vollständig. Besonders bevorzugt steht das jeweilige Fixierungselement mit dem zugehörigen Isolationssegment in direktem mechanischem und elektrischem Kontakt. Weiter bevorzugt steht jedes Fixierungselement außer mit dem zugeordneten Isolationssegment mit keinem weiteren Isolationssegment oder der ersten Elektrode in direktem mechanischem und/oder elektrischem Kontakt. Die Fixierungselemente sind also zum Beispiel durch die Isolationssegmente und die Spalte elektrisch von der ersten Elektrode isoliert.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist auf einer der organischen Schichtenfolge abgewandten Seite der ersten Elektrode ein elektrisch leitender Träger angebracht. Bei dem Träger kann es sich beispielsweise um einen Metallträger oder einen transparent leitfähigen Träger handeln.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind die Isolationssegmente der ersten Elektrode elektrisch leitend mit dem Träger verbunden. Insbesondere grenzen die Isolationssegmente der ersten Elektrode direkt an den elektrisch leitenden Träger. Die erste Elektrode selbst hingegen ist bevorzugt von dem Träger elektrisch isoliert. Die elektrische Isolierung der ersten Elektrode von dem Träger kann beispielsweise durch eine Planarisierungsschicht zwischen dem Träger und der ersten Elektrode erfolgen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform werden im bestimmungsgemäßen Betrieb des Bauelements zweite Ladungsträger vom Träger über die Isolationssegmente und über die Fixierungselemente zur zweiten Elektrode transportiert. Dies ist zum Beispiel vorteilhaft, um eine mäßige Querleitfähigkeit der zweiten Elektrode zu kompensieren. Die Fixierungselemente können in diesem Fall sowohl zur Fixierung der zweiten Elektrode als auch zur elektrischen Stromführung genutzt werden. Nach wie vor reichen die Fixierungselemente aber ausgehend von der zweiten Elektrode nicht hindurch durch die erste Elektrode, was wie oben erläutert für die mechanische Stabilität vorteilhaft ist.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die Dichte der Fixierungselemente in Randbereichen des Bauelements größer als in einem inneren Bereich des Bauelements. Beispielsweise ist die Dichte der Fixierungselemente in einem passiven Bereich des Bauelements größer als in dem aktiven Bereich des Bauelements. Die Dichte im Randbereich kann beispielsweise um einen Faktor von zumindest 2 oder zumindest 3 oder zumindest 4 größer sein als im inneren Bereich des Bauelements. Unter der Dichte der Fixierungselemente wird vorliegend die Anzahl der Fixierungselemente pro Flächeneinheit, in Draufsicht auf eine parallel zur aktiven Schicht verlaufende Hauptseite des Bauelements gesehen, verstanden. Der Randbereich ist entsprechend der in Draufsicht auf die Hauptseite betrachtet äußere, an die Kanten des Bauelements grenzende Bereich. Der innere Bereich ist der in Draufsicht betrachtet vom Randbereich umgebene Bereich.
Die laterale Ausdehnung der Fixierungselemente, also die Breite der Fixierungselemente, beträgt beispielsweise zumindest 100 µm oder zumindest 300 µm oder zumindest 600 µm oder zumindest 1 mm. Alternativ oder zusätzlich ist die laterale Ausdehnung der Fixierungselemente höchstens 2 mm oder höchstens 1,5 mm oder höchstens 1 mm oder höchstens 500 µm.
Die Dichte der Fixierungselemente im inneren Bereich beziehungsweise im aktiven Bereich der organischen Schichtenfolge ist beispielsweise so gewählt, dass in Draufsicht auf eine Hauptseite des Bauelements betrachtet höchstens 15 % oder höchstens 10 % oder höchstens 5 % der Fläche des inneren Bereichs oder des aktiven Bereichs von den Fixierungselementen gebildet ist.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform nimmt die Dichte der Fixierungselemente ausgehend vom inneren Bereich oder von einem Zentrum des inneren Bereichs in Richtung der Randbereiche des Bauelements stetig zu. Die Dichte der Fixierungselemente hat also in lateraler Richtung einen graduellen Verlauf.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind die Fixierungselemente ausschließlich in einem Randbereich oder in einem passiven Bereich des Bauelements angeordnet. Beispielsweise bildet der Randbereich oder der passive Bereich höchstens 10 % oder höchstens 5 % der in Draufsicht gesehenen Gesamtfläche des organischen Bauelements. Der Rest wird dann von dem inneren Bereich oder dem aktiven Bereich gebildet. Der innere Bereich beziehungsweise der aktive Bereich kann frei von den Fixierungselementen sein.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist das gesamte optoelektronische Bauelement biegsam ausgebildet. In diesem Fall sind beispielsweise sowohl die Elektroden als auch die organische Schichtenfolge als auch der Träger des Bauelements biegsam ausgebildet. Das heißt insbesondere, dass das optoelektronische Bauelement dazu eingerichtet ist, im bestimmungsgemäßen Betrieb verbogen oder gekrümmt zu werden. Beispielsweise können zwei sich in lateraler Richtung gegenüberliegende äußeren Randbereiche des Bauelements im bestimmungsgemäßen Betrieb um zumindest 45° oder zumindest 60° oder zumindest 90° zueinander verbogen werden. Zum Beispiel kann das Bauelement mit einem Krümmungsradius von ≤ 50 cm oder ≤ 10 cm oder ≤ 5 cm oder ≤ 1 cm oder ≤ 0,5 cm verbogen werden, ohne zu brechen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist im Bereich, in denen im Betrieb des Bauelements eine große Durchbiegung erwartet oder vorgesehen ist, die Dichte der Fixierungselemente größer gewählt, beispielsweise um einen Faktor von zumindest zwei oder zumindest drei oder zumindest vier, als in Bereichen, in denen die Durchbiegung geringer erwartet oder vorgesehen ist, oder in denen keine Durchbiegung erwartet ist. Auf diese Weise kann das Verhältnis von mechanischer Stabilität zu ausgenutzter Leuchtfläche des Bauelements möglichst groß gehalten werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind die Fixierungselemente aus einem elektrisch leitfähigen Material gebildet, beispielsweise dem gleichen Material wie das Material der ersten und/oder zweiten Elektrode.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform grenzt das elektrisch leitfähige Material der Fixierungselemente direkt an die organische Schichtenfolge und die aktive Schicht. Die Fixierungselemente sind also von der organischen Schichtenfolge elektrisch nicht isoliert. Aufgrund der üblicherweise geringen Querleitfähigkeit der organischen Schichtenfolge kann auf solch eine Isolierung der Fixierungselemente verzichtet werden, was die Herstellung des gesamten Bauelements vereinfacht. Alternativ kann aber auch jedes Fixierungselement durch eine Isolierungsschicht um das Fixierungselement von der organischen Schichtenfolge elektrisch isoliert sein. Beispielsweise ist dann jedes Fixierungselement insbesondere im Bereich zwischen der aktiven Schicht und der ersten Elektrode elektrisch von der organischen Schichtenfolge isoliert.
Darüber hinaus wird ein Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements angegeben. Das Verfahren eignet sich insbesondere dazu, ein zuvor beschriebenes Bauelement herzustellen. Alle für das Bauelement offenbarten Merkmale sind somit auch für das Verfahren offenbart und umgekehrt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements einen Schritt A), in dem ein Träger bereitgestellt wird.
In einem Schritt B) wird dann eine erste Elektrode auf eine Hauptseite des Trägers aufgebracht.
In einem Schritt C) wird eine organische Schichtenfolge mit einer ersten Schicht, einer organischen aktiven Schicht zur Emission von elektromagnetischer Strahlung und eine zweite Schicht in dieser Reihenfolge auf die erste Elektrode aufgebracht, wobei die erste Schicht in direktem Kontakt zur ersten Elektrode gebracht wird.
In einem Schritt D) werden von einer der ersten Elektrode abgewandten Seite Löcher in der organischen Schichtenfolge ausgebildet, wobei die Löcher die aktive Schicht durchstoßen und die Löcher in lateraler Richtung, parallel zu einer Haupterstreckungsrichtung der organischen Schichtenfolge, voneinander durch die organische Schichtenfolge beabstandet sind.
In einem Schritt E) werden die Löcher mit Fixierungselementen aufgefüllt, die die erste Elektrode nicht oder nicht vollständig durchdringen.
In einem Schritt F) wird eine zweite Elektrode auf der zweiten Schicht ausgebildet, wobei die zweite Elektrode in direkten Kontakt mit der zweiten Schicht und den Fixierungselementen gebracht wird.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform werden die Schritte E) und F) gleichzeitig ausgeführt, indem beim Aufbringen der zweiten Elektrode die Löcher mit dem Material der zweiten Elektrode aufgefüllt werden und dabei die Fixierungselemente gebildet werden. Auf diese Weise werden die Fixierungselemente einstückig mit der zweiten Elektrode ausgebildet.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform werden die Schritte A) bis E) nacheinander in der angegebenen Reihenfolge ausgeführt. Der Schritt F) kann nach oder gleichzeitig mit dem Schritt E) ausgeführt werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform werden die Löcher in der organischen Schichtenfolge mit Hilfe von Laserstrukturierung oder Lithographie oder Trockenätzen hergestellt.
Nachfolgend werden ein hier beschriebenes optoelektronisches Bauelement und ein hier beschriebenes Verfahren unter Bezugnahme auf Zeichnungen anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Zudem werden Abwandlungen des optoelektronischen Bauelements beschrieben. Gleiche Bezugszeichen geben dabei gleiche Elemente in den einzelnen Figuren an. Es sind dabei jedoch keine maßstäblichen Bezüge dargestellt, vielmehr können einzelne Elemente zum besseren Verständnis übertrieben groß dargestellt sein.
Es zeigen:

1A bis 4 Ausführungsbeispiele eines optoelektronischen Bauelements in Querschnittsansicht sowie in Draufsicht,
5A bis 6B Ausführungsbeispiele von optoelektronischen Bauelementen in Draufsicht und 3D-Ansicht,
7A und 7B Abwandlungen von optoelektronischen Bauelementen in Querschnittsansicht.

In 1A ist ein Ausführungsbeispiel eines optoelektronischen Bauelements 100 in Querschnittsansicht gezeigt. Bei dem optoelektronischen Bauelement 100 handelt es sich beispielsweise um eine organische Leuchtdiode, kurz OLED, insbesondere um eine flexible oder biegsame OLED. Das Bauelement 100 weist einen Träger 5, zum Beispiel einen Plastikträger, auf. Auf einer Hauptseite des Trägers 5 ist eine Planarisierungsschicht 6 aus einem elektrisch isolierenden Material, das zum Beispiel ein Silikon oder Epoxid oder Polyimid oder Acrylat oder Polyurethan oder eine Mischung dieser Materialien umfasst, aufgebracht. Auf eine dem Träger 5 abgewandte Seite der Planarisierungsschicht 6 ist eine erste Elektrode 2, beispielsweise eine Aluminiumelektrode aufgebracht.
Direkt auf eine dem Träger 5 abgewandten Seite der ersten Elektrode 2 wiederum ist eine organische Schichtenfolge 1 aufgebracht, die eine erste organische Schicht 12 und eine zweite organische Schicht 13 aufweist, zwischen denen sich eine organische aktive Schicht 10 befindet. Die erste organische Schicht 12 grenzt direkt an die erste Elektrode 2. Die aktive Schicht 10 dient im bestimmungsgemäßen Betrieb zur Emission von elektromagnetischer Strahlung, zum Beispiel sichtbarem Licht.
Auf die dem Träger 5 abgewandte Seite der organischen Schichtenfolge 1 ist eine zweite Elektrode 3 aufgebracht, die beispielsweise aus AgMg gebildet ist und die sich in direktem elektrischem und mechanischem Kontakt mit der zweiten organischen Schicht 13 der organischen Schichtenfolge 1 befindet.
Über die erste Elektrode 2 und die zweite Elektrode 3 wird die organische Schichtenfolge 1 im bestimmungsgemäßen Betrieb des Bauelements 100 elektrisch kontaktiert und bestromt. Beispielsweise handelt es sich bei der zweiten Elektrode 3 um eine Kathode und bei der ersten Elektrode 2 um eine Anode. Über die Kathode 3 werden dann im bestimmungsgemäßen Betrieb Elektronen in die zweite organische Schicht 13 eingebracht, über die Anode 2 werden Löcher in die erste organische Schicht 12 injiziert.
Die zweite Elektrode 3, die organische Schichtenfolge 1, die erste Elektrode 2 und die Planarisierungsschicht 6 sind von einer Dünnfilmverkapselung 7 umgeben. Auf einer dem Träger 5 abgewandten Seite der Dünnfilmverkapselung 7 ist eine Lackschicht 8 aufgebracht und auf diese Lackschicht 8 wiederum ist eine Kratzschutzfolie 9 aufgebracht.
Die erste Elektrode 2 und/oder die zweite Elektrode 3 sind beispielsweise transparent für eine im Betrieb von der aktiven Schicht 10 erzeugte elektromagnetische Strahlung, so dass das gesamte Bauelement 100 als Bottom-Emitter oder Top-Emitter oder Top-Bottom-Emitter ausgeführt sein kann. Ausgehend von der zweiten Elektrode 3 erstrecken sich Fixierungselemente 4 durch die organische Schichtenfolge 1 und die aktive Schicht 10 in Richtung der ersten Elektrode 2. Die Fixierungselemente 4 können dabei, wie in 1A gezeigt, einstückig mit der zweiten Elektrode 3 ausgebildet sein, also aus dem gleichen Material bestehen und mit der zweiten Elektrode 3 zusammenhängen. Alternativ ist es aber auch möglich, dass die Fixierungselemente 4 aus einem anderen Material als die zweite Elektrode 3 gebildet sind.
Die Fixierungselemente 4 erstrecken sich in 1A nicht bis in die erste Elektrode 2 hinein, sondern enden auf Höhe der der organischen Schichtenfolge 1 zugewandten Hauptseite der ersten Elektrode 2. Außerdem sind die Fixierungselemente 4 elektrisch von der ersten Elektrode 2 isoliert, was im Zusammenhang mit den Figuren 2A, 2B und 3A näher erläutert wird. Durch die Fixierungselemente 4, die die zweite Elektrode 3 mechanisch mit der ersten Elektrode 2 verbinden, wird auch bei Biegung des Bauelements 100 eine Delamination der zweiten Elektrode 3 weitgehend verhindert.
Weiterhin ist in 1A zu erkennen, dass die Fixierungselemente 4 auch in einem aktiven Bereich 14 der organischen Schichtenfolge 10 angeordnet sind. Der aktive Bereich 14 ist dabei ein Bereich der organischen Schichtenfolge 1, in dem im bestimmungsgemäßen Betrieb elektromagnetische Strahlung erzeugt wird. Dieser Bereich ist vorliegend dadurch charakterisiert, dass in diesem Bereich die erste Elektrode 2 und die zweite Elektrode 3 miteinander überlappen.
Im Ausführungsbeispiel der 1B ist ein Bauelement 100 in Draufsicht auf eine Schnittebene parallel zu einer Hauptseite des Bauelements 100 gezeigt. Die Querschnittsansicht der 1A ist beispielsweise eine Querschnittsansicht entlang der gestrichelten Linie aus der 1B.
In der 2A ist ein Ausführungsbeispiel eines Halbleiterbauelements 100 gezeigt, bei dem die elektrische Isolierung der Fixierungselemente 4 von der ersten Elektrode 2 deutlich gezeigt ist. Anders als in der 1A sind in der 2A weder die Dünnfilmverkapselung 7 noch die Lackschicht 8 noch die Kratzschutzfolie 9 gezeigt. Diese können aber auch bei dem Bauelement 100 der Figur 2A oder allen anderen Ausführungsbeispielen vorhanden sein.
Die erste Elektrode 2 weist in 2A eine Mehrzahl von Ausnehmungen 20 auf, die die erste Elektrode 2 in vertikaler Richtung, senkrecht zur lateralen Richtung gemessen, vollständig durchdringen. Die Ausnehmungen 20 sind mit einem elektrisch isolierenden Material 21, beispielsweise einem Silikon, aufgefüllt. Die erste Elektrode 2 bildet vorliegend also eine zusammenhängende Schicht, die von einer Mehrzahl von Löchern durchdrungen ist. Jeder der Ausnehmungen 20 beziehungsweise dem darin enthaltenen isolierenden Material 21 ist ein Fixierungselement 4 eineindeutig zugeordnet. Die Fixierungselemente 4 befinden sich dabei jeweils in direktem mechanischem Kontakt zu dem elektrisch isolierenden Material 21 und sind auf diese Weise von der ersten Elektrode 2 elektrisch isoliert. Die mechanische Verbindung zwischen dem Fixierungselement 4 und dem elektrisch isolierenden Material 21 ist vorteilhafterweise stärker als die mechanische Verbindung, die die Fixierungselemente 4 mit einem organischen Material der organischen Schichtenfolge 1 eingehen. Auf diese Weise ist die zweite Elektrode 3 besonders stabil mit der ersten Elektrode 2 beziehungsweise dem Träger 5 verbunden.
Im Ausführungsbeispiel der 2B ist eine weitere Möglichkeit gezeigt, wie die Fixierungselemente 4 mechanisch mit der ersten Elektrode 2 verbunden sein können, ohne einen elektrischen Kontakt zwischen den Fixierungselementen 4 und der ersten Elektrode 2 herzustellen. In der 2B ist die erste Elektrode 2 als eine einfach zusammenhängende Schicht ausgebildet, die frei von Unterbrechungen oder Ausnehmungen ist. Dafür ist auf eine der organischen Schichtenfolge 1 zugewandten Seite der ersten Elektrode 2 eine Mehrzahl von Inseln 22 aus einem elektrisch isolierenden Material 21 aufgebracht. Die Inseln 22 sind beispielsweise flächige Abschnitte aus dem elektrisch isolierenden Material 21. Jeder Insel 22 ist dabei ein Fixierungselement 4 wiederum eineindeutig zugeordnet, wobei jedes Fixierungselement 4 mit der zugeordneten Insel 22 in direktem mechanischem Kontakt steht, ohne die erste Elektrode 2 selbst zu berühren.
Im Ausführungsbeispiel der 3A ist eine weitere Möglichkeit gezeigt, wie die Fixierungselemente 4 mechanisch mit der ersten Elektrode 2 verbunden sein können, ohne diese in elektrischen Kontakt mit der ersten Elektrode 2 zu bringen. Dafür ist in 3A die zusammenhängende erste Elektrode 2 von einer Mehrzahl von Löchern durchdrungen, die jeweils mit einem Isolationssegment 24 aufgefüllt sind. Die erste Elektrode 2 und die Isolationssegmente 24 sind aus dem gleichen Material, bevorzugt sogar aus der gleichen Materialschicht, gebildet. Jedes Isolationssegment 24 ist dabei in lateraler Richtung vollständig von der zusammenhängenden ersten Elektrode 2 umgeben. Ferner sind die Isolationssegmente 24 von der ersten Elektrode 2 durch Spalte 25 elektrisch isoliert. Die Spalte 25 umgeben ebenfalls die Isolationssegmente 24 in lateraler Richtung vollständig.
In 3A dienen die in die erste Elektrode 2 eingebetteten Isolationssegmente 24 im bestimmungsgemäßen Betrieb nicht zur Bestromung der ersten organischen Schicht 12. Jedem Isolationssegment 24 ist ein Fixierungselement 4 eineindeutig zugeordnet, wobei die Fixierungselemente 4 mit den zugehörigen Isolationssegmenten 24 in unmittelbarem Kontakt stehen. Auf diese Weise sind wiederum die Fixierungselemente 4 mit der ersten Elektrode 2 beziehungsweise dem Träger 5 stabil verbunden. Die elektrische Isolierung der Fixierungselemente 4 von der ersten Elektrode 2 erfolgt über die Segmente 24 und die diese umgebenden Spalte 25.
In 3B ist eine Draufsicht auf die erste Elektrode 2 aus dem Ausführungsbeispiel der 3A gezeigt. Zu erkennen ist, dass die erste Elektrode 2 zusammenhängend ausgebildet ist. Die erste Elektrode 2 ist an mehreren Stellen von den Isolationssegmenten 24 durchdrungen, die von der ersten Elektrode 2 durch Spalte 25 elektrisch isoliert sind.
In den bisher gezeigten Ausführungsbeispielen sind die Fixierungselemente 4 so ausgebildet, dass diese im bestimmungsgemäßen Betrieb der Bauelemente 100 keinen Strom durch die organische Schichtenfolge 1 hindurch transportieren. Die Fixierungselemente 4 sind in den vorangegangenen Ausführungsbeispielen also insbesondere nicht als Durchkontaktierungen ausgebildet und tragen zur elektrischen Kontaktierung der organischen Schichtenfolge 1 nicht bei. Insbesondere ist mit den Fixierungselementen 4 der vorangegangenen Ausführungsbeispiele im bestimmungsgemäßen Betrieb ein vertikaler Stromtransport durch die organische Schichtenfolge 1 hindurch nicht gegeben.
In dem Ausführungsbeispiel der 4 dagegen dienen die Fixierungselemente 4 auch zu einer gleichmäßigen Stromverteilung entlang der lateralen Ausdehnung des Bauelements 100. Dazu ist die erste Elektrode 2 ähnlich wie im Ausführungsbeispiel der 3A ausgebildet. Allerdings sind die Isolationssegmente 24 nun durch die Planarisierungsschicht 6 bis hin zum Träger 5 geführt und sind mit dem Träger 5 elektrisch leitend verbunden. Der Träger 5 selbst ist ebenfalls elektrisch leitend und besteht beispielsweise aus einem Metall oder einem transparent leitfähigen Oxid.
Über den elektrisch leitfähigen Träger 5 können Ladungsträger durch die Isolationssegmente 24 und die Fixierungselemente 4 bis hin zur zweiten Elektrode 3 transportiert werden und dann wiederum über die zweite Elektrode 3 in die zweite organische Schicht 13 injiziert werden. Die Fixierungselemente 4 und die Isolationssegmente 24 sind dabei von der ersten Elektrode 2 durch die Spalte 25 elektrisch isoliert. Die erste Elektrode 2 wiederum ist von dem Träger 5 durch die Planarisierungsschicht 6 elektrisch isoliert. Auf diese Weise kann beispielsweise auch mit einer zweiten Elektrode 3, die eine schlechte Querleitfähigkeit aufweist, beispielsweise aufgrund einer geringen Dicke oder der spezifischen Eigenschaften des verwendeten Materials, ein Bauelement mit einer homogenen Leuchtfläche, realisiert werden.
In dem Ausführungsbeispiel der 5A ist ein Bauelement 100 gezeigt, in dem nur in einem bestimmten Bereich, für den im bestimmungsgemäßen Betrieb des Bauelements 100 eine besonders hohe Verkrümmung oder Verbiegung erwartet wird, Fixierungselemente 4 angeordnet sind. Ein anderer Bereich des Bauelements 100, bei dem eine Verkrümmung im bestimmungsgemäßen Betrieb nicht oder weniger stark erwartet ist, ist dagegen frei von den Fixierungselementen 4.
In dem Ausführungsbeispiel der 5B ist eine 3D-Ansicht des Bauelements 100 aus der 5A gezeigt.
Im Ausführungsbeispiel der 6A ist wiederum ein Bauelement 100 in Draufsicht gezeigt, bei dem die Dichte der Fixierungselemente 4 von einem Randbereich des Bauelements 100 in Richtung der Mitte des Bauelements 100 abnimmt. Insbesondere in Randbereichen ist die mechanische Beanspruchung des Bauelements 100 besonders hoch, beispielsweise aufgrund besonders starker Verbiegung. Daher sind in den Randbereichen höhere Dichten an Fixierungselementen 4 von Vorteil. Im Zentrum oder der Mitte des Bauelements 100, wo eine mechanische Beanspruchung geringer sein kann, kann eine geringere Dichte an Fixierungselementen 4 genügen. Auf diese Weise wird aber zusätzlich erreicht, dass die zur Strahlungserzeugung nutzbare Fläche im inneren Bereich des Bauelements 100 besonders groß gehalten wird.
In den bisherigen Ausführungsbeispielen waren die Fixierungselemente 4 als zylinderförmige Stäbe dargestellt. In dem Ausführungsbeispiel der 6B ist eine Alternative gezeigt, bei der die Fixierungselemente 4 als Plättchen ausgebildet sind, die sich ausgehend von der zweiten Elektrode 3 in Richtung der ersten Elektrode 2 erstrecken. Die Plättchen in der in der 6B gezeigten Draufsicht auf einer Hauptseite des Bauelements 100 haben die Grundformen von Rechtecken, mit jeweils einer kurzen Seite und einer langen Seite, wobei die lange Seite beispielsweise zumindest drei Mal oder zumindest fünf Mal oder zumindest zehn Mal größer ist als die kurze Seite. Die langen Seiten der Rechtecke verlaufen dabei alle parallel zueinander.
In den 7A und 7B sind Abwandlungen des zuvor beschriebenen Bauelements in Querschnittsansicht gezeigt. Bei den Abwandlungen sind insbesondere keine Fixierungselemente verwendet.
7A zeigt einen Ausschnitt des Bauelements. Eine organische Schichtenfolge 1 umfasst eine Mehrzahl von organischen Schichten. Eine solche Vielzahl von organischen kann bei jedem zuvor beschrieben Ausführungsbeispiel ebenfalls vorhanden sein. Die organische Schichtenfolge 1 ist auf einer ersten Elektrode 2 angeordnet. Die erste Elektrode 2 wiederum ist auf einem Träger 5 angeordnet. Auf einer dem Träger 5 gegenüberliegenden Seite der organischen Schichtenfolge 1 ist eine zweite Elektrode 3 angebracht, die im Randbereich des Bauelements in Richtung des Trägers 5 gezogen ist. Auf die zweite Elektrode 3 ist eine Dünnfilmverkapselung 7 aufgebracht. In dem Randbereich ist die zweite Elektrode 3 zuverlässig mit dem Träger 5 verbunden. Im Bereich der organischen Schichtenfolge 1 hingegen ist die mechanische Verbindung zwischen dem Träger 5 und der zweiten Elektrode 3 wesentlich schwächer, insbesondere da keine Fixierungselemente verwendet sind. In diesem Bereich kann es leichter zu einer Delamination der zweiten Elektrode 3 kommen.
In der 7B ist im Wesentlichen das gleiche Bauelement wie in der 7A gezeigt. Zusätzlich ist in der 7B zwischen der ersten Elektrode 2 und dem Träger 5 eine Planarisierungsschicht 6 angebracht. Auf die Dünnfilmverkapselung 7 sind eine Lackschicht 8 und eine Kratzschutzschicht 9 aufgebracht.
Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele auf diese beschränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen aus den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn diese Merkmale oder diese Kombinationen selbst nicht explizit in den Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist.
Bezugszeichenliste

1: organische Schichtenfolge
2: erste Elektrode
3: zweite Elektrode
4: Fixierungselement
5: Träger
6: Planarisierungsschicht
7: Dünnfilmverkapselung
8: Lackschicht
9: Kratzschutzschicht
10: organische aktive Schicht
12: erste Schicht
13: zweite Schicht
14: aktiver Bereich
20: Ausnehmung
21: elektrisch isolierendes Material
22: Insel
24: Isolationssegment
25: Spalt
100: optoelektronisches Bauelement

Claims

Optoelektronisches Bauelement (100) aufweisend: - eine organische Schichtenfolge (1) mit einer organischen aktiven Schicht (10) zur Emission von elektromagnetischer Strahlung, - eine erste Elektrode (2) und eine zweite Elektrode (3) zur elektrischen Kontaktierung der organischen Schichtenfolge (1), wobei die organische Schichtenfolge (1) zwischen den Elektroden (2, 3) angeordnet ist und direkt an die Elektroden (2, 3) angrenzt, - mehrere von der zweiten Elektrode (3) vorstehende Fixierungselemente (4) zur Fixierung der zweiten Elektrode (3) auf der organischen Schichtenfolge (1), wobei - sich die Fixierungselemente (4) ausgehend von der zweiten Elektrode (3) durch die organische Schichtenfolge (1) in Richtung der ersten Elektrode (2) erstrecken und dabei die erste Elektrode (2) nicht vollständig durchdringen, - die Fixierungselemente (4) mit der zweiten Elektrode (3) mechanisch verbunden sind, - im bestimmungsgemäßen Betrieb über die erste Elektrode (2) erste Ladungsträger in eine der ersten Elektrode (2) zugewandten erste Schicht (12) der organischen Schichtenfolge (1) injiziert werden und über die zweite Elektrode (3) zweite Ladungsträger in eine der zweiten Elektrode (3) zugewandte zweite Schicht (13) der organischen Schichtenfolge (1) injiziert werden.
Optoelektronisches Bauelement (100) nach Anspruch 1, wobei im bestimmungsgemäßen Betrieb über die Fixierungselemente (4) kein Strom durch die organische Schichtenfolge (1) hindurch geführt wird.
Optoelektronisches Bauelement (100) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Fixierungselemente (4) über anorganisches Material mechanisch mit der ersten Elektrode (3) verbunden sind.
Optoelektronisches Bauelement (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die aktive Schicht (10) zusammenhängend ausgebildet ist und im Bereich der Fixierungselemente (4) von den Fixierungselementen (4) durchstoßen ist.
Optoelektronisches Bauelement (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei - die organische Schichtenfolge (1) einen zusammenhängenden aktiven Bereich (14) aufweist, in dem im bestimmungsgemäßen Betrieb elektromagnetische Strahlung erzeugt wird, - eine Mehrzahl der Fixierungselemente (4) durch den aktiven Bereich (14) verläuft.
Optoelektronisches Bauelement (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Fixierungselemente (4) mit der zweiten Elektrode (3) einstückig ausgebildet sind.
Optoelektronisches Bauelement (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei auf einer der organischen Schichtenfolge (1) abgewandten Seite der ersten Elektrode (2) ein Träger (5) angebracht ist, der das Bauelement (100) mechanisch stabilisiert und trägt.
Optoelektronisches Bauelement (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei - sich die Fixierungselemente (4) bis hin zur ersten Elektrode (2) erstrecken, - die erste Elektrode (2) zusammenhängend ausgebildet ist und im Bereich der Fixierungselemente (4) Ausnehmungen (20) aufweist, die mit einem elektrisch isolierenden Material (21) gefüllt sind, - die Fixierungselemente (4) durch das elektrisch isolierende Material (21) von der ersten Elektrode (2) elektrisch isoliert sind.
Optoelektronisches Bauelement (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei - die Fixierungselemente (4) oberhalb der ersten Elektrode (2) enden, - die erste Elektrode (2) einfach zusammenhängend ausgebildet ist, - auf die der organischen Schichtenfolge (1) zugewandte Seite der ersten Elektrode (2) Inseln (22) aus einem elektrisch isolierenden Material (21) aufgebracht sind, - die Fixierungselemente (4) durch die Inseln (22) von der ersten Elektrode (2) elektrisch isoliert sind.
Optoelektronisches Bauelement (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei - sich die Fixierungselemente (4) bis hin zur ersten Elektrode (2) erstrecken, - die erste Elektrode (2) zusammenhängend ausgebildet ist und eine Mehrzahl von Löchern aufweist, - die Löcher mit Isolationssegmenten (24) aus dem Material der ersten Elektrode (2) gefüllt sind, - jedes Isolationssegment (24) in lateraler Richtung vollständig von der ersten Elektrode (2) umgeben ist, - jedes Isolationssegment (24) durch einen zusammenhängenden Spalt (25) von der ersten Elektrode (2) elektrisch isoliert ist, - jedes Fixierungselement (4) eineindeutig einem Isolationssegment (24) zugeordnet ist und in Draufsicht auf eine Hauptseite der ersten Elektrode (2) mit dem zugeordneten Isolationssegment (24) überlappt.
Optoelektronisches Bauelement (100) nach dem vorhergehenden Anspruch in Verbindung mit einem der Ansprüche 1 und 3 bis 6, wobei - auf einer der organischen Schichtenfolge (1) abgewandten Seite der ersten Elektrode (2) ein elektrisch leitender Träger (5) angebracht ist, - die Isolationssegmente (24) elektrisch leitend mit dem Träger (5) verbunden sind, - die erste Elektrode (2) von dem Träger (5) elektrisch isoliert ist, - im bestimmungsgemäßen Betrieb zweite Ladungsträger vom Träger (5) über die Isolationssegmente (24) und über die Fixierungselemente (4) zur zweiten Elektrode (3) transportiert werden.
Optoelektronisches Bauelement (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Fixierungselemente (4) jeweils die Form eines Stäbchens oder eines Plättchens haben.
Optoelektronisches Bauelement (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Dichte der Fixierungselemente (4) in Randbereichen des Bauelements (100) größer ist als in einem inneren Bereich des Bauelements (100).
Optoelektronisches Bauelement (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Fixierungselemente (4) ausschließlich in einem Randbereich des Bauelements (100) angeordnet sind.
Optoelektronisches Bauelement (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei - das Bauelement (100) biegsam ausgebildet ist, - in Bereichen, in denen im Betrieb des Bauelements (100) eine große Durchbiegung erwartet oder vorgesehen ist, die Dichte der Fixierungselemente (4) größer gewählt ist als in Bereichen, in denen die Durchbiegung geringer erwartet oder vorgesehen ist.
Optoelektronisches Bauelement (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei - die Fixierungselemente (4) aus einem elektrisch leitfähigen Material gebildet sind, - das elektrisch leitfähige Material der Fixierungselemente (4) direkt an die organische Schichtenfolge (1) und die aktive Schicht (10) angrenzt.
Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements (100), umfassend die Schritte: A) Bereitstellen eines Trägers (5); B) Aufbringen einer ersten Elektrode (2) auf eine Hauptseite des Trägers (5); C) Aufbringen einer organischen Schichtenfolge (1) mit einer ersten Schicht (12), einer organischen aktiven Schicht (10) zur Emission von elektromagnetischer Strahlung und einer zweiten Schicht (13) in dieser Reihenfolge auf die erste Elektrode (2), wobei die erste Schicht (12) in direkten Kontakt zur ersten Elektrode (2) gebracht wird; D) Ausbilden von Löchern in der organischen Schichtenfolge (1) von einer der ersten Elektrode (2) abgewandten Seite, wobei - die Löcher die aktive Schicht (10) durchstoßen, - die Löcher in lateraler Richtung, parallel zu einer Haupterstreckungsrichtung der organischen Schichtenfolge (1), voneinander durch die organische Schichtenfolge (1) beabstandet sind; E) Auffüllen der Löcher mit Fixierungselementen (4), die die erste Elektrode (2) nicht vollständig durchdringen; F) Ausbilden einer zweiten Elektrode (3) auf der zweiten Schicht (13), wobei die zweite Elektrode (3) in direkten Kontakt mit der zweiten Schicht (13) und den Fixierungselementen (4) gebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 17, wobei die Schritte E) und F) gleichzeitig ausgeführt werden, indem beim Aufbringen der zweiten Elektrode (3) die Löcher mit dem Material der zweiten Elektrode (3) aufgefüllt werden und dabei die Fixierungselemente (4) gebildet werden.
Verfahren nach Anspruch 17 oder 18, wobei die Schritte A) bis E) nacheinander in der angegebenen Reihenfolge ausgeführt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 18, wobei die Löcher in der organischen Schichtenfolge (1) mittels Laserstrukturierung oder Lithographie oder Trockenätzen hergestellt werden.