DE102017114541A1

DE102017114541A1 - Organisches elektronisches Bauelement

Info

Publication number: DE102017114541A1
Application number: DE102017114541.9A
Authority: DE
Inventors: Arne Fleissner; Kilian Regau; Sebastian Wittmann; Armin Heinrichsdobler; Nina Riegel; Thomas Wehlus
Original assignee: Osram Oled GmbH
Current assignee: Pictiva Displays International Ltd
Priority date: 2017-06-29
Filing date: 2017-06-29
Publication date: 2019-01-03

Abstract

Es wird ein organisches elektronisches Bauelement (100) angegeben, das ein Substrat (1) mit einem aktiven Bereich (11), einem Anschlussbereich (13) und einem den aktiven Bereich (11) und Anschlussbereich (13) verbindenden mechanischen Entkopplungsbereich (12), ein aktives Element (10) auf dem Substrat (1) im aktiven Bereich (11), zumindest eine Kontaktschicht (30) auf dem Substrat (1) im Anschlussbereich (13) und zumindest eine Leiterbahn (22) auf dem Substrat (1) im Entkopplungsbereich (12) aufweist, wobei die zumindest eine Leiterbahn (22) die zumindest eine Kontaktschicht (30) mit dem aktiven Element (10) elektrisch leitend verbindet, wobei der Entkopplungsbereich (12) eine mechanische Entlastungsstruktur (20) aufweist, die eine größere Flexibilität als der aktive Bereich (11) aufweist und wobei der aktive Bereich (11), der Entkopplungsbereich (12) und der Anschlussbereich (13) des Substrats (1) zusammenhängend und einstückig ausgebildet sind.

Description

Es wird ein organisches elektronisches Bauelement angegeben.
Organische elektronische Bauelemente weisen üblicherweise ein Substrat auf, auf dem organische Schichten und Elektroden aufgebracht sind. In Bezug auf den elektrischen Anschluss eines solchen Bauelements gibt es Bestrebungen, eine robuste, einfache, kostengünstige und anwenderfreundliche Kontaktierung bereitzustellen. Eine vorteilhafte Kontaktmöglichkeit, beispielsweise durch einen Stecker, läge darin, den Stecker möglichst direkt mit dem Substrat zu verbinden oder das Substrat selbst als Stecker auszubilden. Da jedoch der Steckerbereich hierbei mechanisch stark mit dem aktiven Bereich des Bauelements verbunden ist, kann ein Handhaben des Steckerbereichs, etwa beim Einbau oder Anschluss des Bauelements, zur Beschädigung des aktiven Bereichs führen. Wird beispielsweise der Steckerbereich beim Einstecken verdreht, so überträgt sich diese Torsion auf den aktiven Bereich und kann dort zu Beschädigungen wie etwa mikroskopischen oder makroskopischen Rissen an Schichten oder Schichtgrenzen führen. Mechanischer Stress kann weiterhin auch bereits bei der Fertigung des Steckerbereichs entstehen. So können beim Anbringen von Steckerteilen die dazu nötigen Prozesskräfte vom Steckerbereich auf den empfindlichen aktiven Bereich übertragen werden.
Um die genannten Probleme zu vermeiden, werden beispielsweise flexible Leiterplatten, so genannte FlexPCBs, am Bauelementsubstrat durch Aufkleben mit einem anisotrop leitenden Klebstoff befestigt und am Bauelement-entfernten Ende mit einem Stecker versehen. Dieses Vorgehen ist jedoch aufwändig und kostenintensiv.
Zumindest eine Aufgabe von bestimmten Ausführungsformen ist es, ein organisches elektronisches Bauelement anzugeben.
Diese Aufgabe wird durch einen Gegenstand gemäß dem unabhängigen Patentanspruch gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen des Gegenstands sind in den abhängigen Ansprüchen gekennzeichnet und gehen weiterhin aus der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen hervor.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist ein organisches elektronisches Bauelement ein Substrat auf. Auf dem Substrat ist ein aktives Element aufgebracht, das zumindest ein organisches Material aufweist. Das Substrat kann beispielsweise eines oder mehrere Materialien ausgewählt aus Glas, Kunststoff, Keramik, Metall und Halbleitermaterialien aufweisen oder daraus sein. Insbesondere kann das Substrat auch zur Herstellung einer Mehrzahl von Bauelementen im Verbund vorgesehen und eingerichtet sein. Für jedes Bauelement eines solchen Verbunds kann ein Flächenbereich auf dem Substrat vorgesehen sein, der einem späteren Bauelement entspricht. Mit anderen Worten werden in nebeneinander liegenden Bereichen auf dem Substrat organische und weitere Materialien aufgebracht, um eine Mehrzahl von aktiven Elementen auf dem Substratverbund und somit eine Mehrzahl von organischen elektronischen Bauelementen im Verbund herzustellen. Dabei kann es auch sein, dass eines oder mehrere Materialien großflächig aufgebracht werden und anschließend entsprechend der vorgesehenen Bereiche strukturiert werden. Durch eine Vereinzelung des Verbunds lassen sich die einzelnen Bauelemente aus dem Verbund herauslösen. Obwohl sich die nachfolgende Beschreibung auf ein einzelnes organisches elektronisches Bauelement bezieht, gelten die beschriebenen Merkmale und Ausführungsformen entsprechend für auch für eine Mehrzahl von gemeinsam im Verbund auf dem Substrat hergestellten Bauelementen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das Substrat einen aktiven Bereich auf, auf dem das aktive Element ausgebildet ist. Der aktive Bereich des Substrats ist dementsprechend dadurch gekennzeichnet, dass auf diesem Teil des Substrats das aktive Element vorhanden ist. Das Substrat kann gemäß einer bevorzugten Ausführungsform flexibel sein. Insbesondere kann der aktive Bereich des Substrats flexibel sein. Das kann insbesondere bedeuten, dass das Substrat oder der aktive Bereich des Substrats bezogen auf die jeweilige Größe im fertiggestellten organischen elektronischen Bauelement unter geringer oder im Wesentlichen keiner Krafteinwirkung bis zu einem bestimmten endlichen kleinstmöglichen Biege- oder Knickradius gebogen und/oder geknickt werden kann, ohne dass das Substrat und das Bauelement als Ganzes hierdurch beschädigt werden. Das Substrat kann beispielsweise als dünne Glasfolie, als Kunststofffolie, als Metallfolie oder als Laminat mit mehreren Schichten mit oder aus einem oder mehreren der genannten Materialien ausgebildet sein, wobei die Dicke des Substrats und insbesondere des aktiven Bereichs vom Material, der Größe und der gewünschten Flexibilität abhängig ist. Beispielsweise kann das Substrat im Falle eines Laminats als Glas-Kunststoff-Laminat oder als Metall-Kunststoff-Laminat ausgebildet sein. Alternativ hierzu kann der aktive Bereich des Substrats bezogen auf seine Größe im fertiggestellten unflexibel, also nicht flexible und damit starr oder nur kaum flexibel sein. Das kann insbesondere auch bedeuten, dass der aktive Bereich des Substrats nicht dafür vorgesehen ist, gebogen oder geknickt zu werden. Entsprechend der Flexibilität des Substrats und insbesondere des aktiven Bereichs kann auch das aktive Element auf dem aktiven Bereich des Substrats flexibel oder unflexibel sein.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das Substrat einen Anschlussbereich auf, der zum elektrischen Anschluss des organischen elektronischen Bauelements und insbesondere des aktiven Elements an eine externe Energiequelle vorgesehen und eingerichtet ist. Der Begriff „Energiequelle“ schließt dabei eine reine Strom- und/oder Spannungsversorgung sowie auch eine geeinigte Ansteuerelektronik, beispielsweise mit einer passiven oder aktiven Regelung, ein. Weiterhin kann der Anschlussbereich auch zum elektrischen oder elektronischen Anschluss des organischen elektronischen Bauelements ohne Energiezufuhr vorgesehen und eingerichtet sein, beispielsweise im Falle eine organischen elektronischen Bauelements, das als Fotodetektor, als Solarzelle oder als RFID-Bauelement (RFID: „radio-frequency identification“, „Identifizierung mit Hilfe elektromagnetischer Wellen“) ausgebildet ist. Insbesondere weist das organische elektronische Bauelement zumindest eine Kontaktschicht auf dem Anschlussbereich auf. Die zumindest eine Kontaktschicht kann insbesondere dazu vorgesehen und eingerichtet sein, mittels eines externen Kontaktelements elektrisch kontaktierbar zu sein. Der Anschlussbereich kann auch Teil eines Anschlusssteckers des organischen elektronischen Bauelements sein, mit dem das organische elektronische Bauelement an ein entsprechendes Gegenstück angesteckt werden kann. Im Anschlussbereich können hierbei weitere Steckerkomponenten wie beispielsweise ein oder mehrere Gehäuseteile und/oder Teile zur mechanischen Arretierung am Substrat angebracht sein. Der Anschlussstecker kann dabei einen männlichen oder weiblichen Teil eines Steckersystems bilden. Weiterhin kann der Anschlussbereich beispielsweise auch für eine Lötverbindung vorgesehen und eingerichtet sein. Die zumindest eine Kontaktschicht kann in diesem Fall entsprechend dafür vorgesehen und eingerichtet sein, an eine elektrische Zuführung einer externen Energiequelle angelötet zu werden. Je nach Ausführung des aktiven Elements kann das Bauelement im Anschlussbereich des Substrats auch eine Mehrzahl von Kontaktschichten aufweisen. Die für zumindest eine Kontaktschicht beschriebenen Merkmale und Ausführungsformen gelten gleichermaßen auch für eine Mehrzahl von Kontaktschichten.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das Substrat zwischen dem aktiven Bereich und dem Anschlussbereich einen mechanischen Entkopplungsbereich auf, der den aktiven Bereich und den Anschlussbereich des Substrats miteinander verbindet. Der aktive Bereiche, der Entkopplungsbereich und der Anschlussbereich sind insbesondere zusammenhängend und einstückig ausgebildet. Mit anderen Worten sind der aktive Bereich, der Entkopplungsbereich und der Anschlussbereich des Substrats aus demselben Material oder denselben Materialien in Form eines zusammenhängenden Bauteils gebildet. Das Substrat weist somit einen ersten Teil in Form des aktiven Bereichs, einen zweiten Teil in Form des Entkopplungsbereichs und einen dritten Teil in Form des Anschlussbereichs auf, die aus demselben Werkstück zusammenhängend gefertigt sind und die integrale Bestandteile des Substrats bilden. Mit anderen Worten wird besonders bevorzugt keines der drei Teile des Substrats unabhängig von den anderen Teilen des Substrats gefertigt und anschließend mit den anderen Teilen des Substrats verbunden, so dass kein Verbindungsmaterial zwischen den drei Teilen des Substrats zur Befestigung der Substratteile vorhanden ist. Beispielsweise kann zur Herstellung des Substrats eine Platte oder Folie bereitgestellt werden, in der durch Strukturierungsmaßnahmen wie beispielsweise mechanisches oder laserunterstütztes Schneiden, Sägen und/oder Ätzen die drei Teile des Substrats ausgebildet werden. Die Strukturierung der einzelnen Teile kann dabei auch in unterschiedlichen Strukturierungsschritten vorgenommen werden, insbesondere wenn eine Mehrzahl von Substraten in einem Verbund zur oben beschriebenen Herstellung einer Mehrzahl von organischen elektronischen Bauelementen bereitgestellt werden soll. Weiterhin kann es möglich sein, dass alle Teile des Substrats eine gleiche Dicke aufweisen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der mechanische Entkopplungsbereich eine mechanische Entlastungsstruktur auf, die eine größere Flexibilität als der aktive Bereich des Substrats aufweist. Durch die Entlastungsstruktur kann das Substrat somit im Entkopplungsbereich flexibler als im aktiven Bereich sein. Weiterhin kann die Entlastungsstruktur auch eine größere Flexibilität als der Anschlussbereich aufweisen. Der Entkopplungsbereich und insbesondere die Entlastungsstruktur im Entkopplungsbereich sind insbesondere dazu vorgesehen, den aktiven Bereich und den Anschlussbereich des Substrats zumindest teilweise mechanisch voneinander zu entkoppeln. Das bedeutet, dass sich Kräfte, die auf den Anschlussbereich wirken, beispielsweise Torsions- und/oder Streck- und/oder Stauchungskräfte, nicht oder nur in abgeschwächtem Maße auf den aktiven Bereich auswirken. Einfach gesprochen ist der Anschlussbereich aufgrund des Entkopplungsbereichs in gewissen Grenzen gegenüber dem aktiven Bereich beweglich, ohne dass sich Bewegungen des Anschlussbereichs schädigend auf den aktiven Bereich auswirken. Da das Substrat mit dem aktiven Bereich, dem mechanischen Entkopplungsbereich und dem Anschlussbereich wie oben beschrieben einstückig ausgebildet ist, werden alle Bereiche des Substrats durch dasselbe Material gebildet, der aktive Bereich und der Anschlussbereich werden aber mechanisch voneinander entkoppelt, was insbesondere bedeutet, dass eine Kraftweiterleitung von einem dieser Bereiche in den anderen dieser Bereich durch die Entlastungsstruktur verhindert oder zumindest verringert und damit gedämpft wird. Somit kann der Entkopplungsbereich dem Anschlussbereich ein erhebliches Maß an Beweglichkeit erlauben, ohne dass der aktive Bereich mechanisch in schädigender Weise belastet wird.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das aktive Element eine organische funktionelle Schichtenfolge mit zumindest einer oder einer Mehrzahl von organischen funktionellen Schichten auf. Bei dem organischen elektronischen Bauelement kann es sich beispielsweise um ein organisches optoelektronisches Bauelement handeln. Mit anderen Worten kann das aktive Element ein organisches optoelektronisches Element wie beispielsweise eine organische Licht emittierende Diode oder eine organische Fotodiode aufweisen oder sein. In diesem Fall kann das aktive Element eine organische funktionelle Schichtenfolge aufweisen, die zumindest eine organische optoelektronische Schicht, also eine organische Licht emittierende Schicht oder eine organische Licht detektierende Schicht, aufweist. Darüber hinaus kann die organische funktionelle Schichtenfolge zumindest eine oder mehrere organische elektronische Schichten aufweisen, die ausgewählt sein können aus Ladungsträgerinjektionsschichten, Ladungsträgertransportschichten und Ladungsträgerblockierschichten. Besonders bevorzugt umfasst die hier und im Folgenden beschriebene organische funktionelle Schichtfolge alle organischen elektronischen und optoelektronischen Schichten des organischen elektronischen Bauelements auf dem aktiven Bereich des Substrats. Alternativ zu einem optoelektronischen Bauelement kann das organische elektronische Bauelement auch ohne optoelektronische Funktionalität, also mit rein elektronischer Funktionalität, ausgebildet sein. Das organische elektronische Bauelement kann in diesem Fall ein aktives Element aufweisen, das beispielsweise einen organischen Transistor aufweist oder ein solcher ist.
Die organischen funktionellen Schichten des aktiven Elements können ein organisches Material mit oder aus organischen Polymeren, organischen Oligomeren, organischen Monomeren, organischen kleinen, nicht-polymeren Molekülen („small molecules“) sowie Kombinationen daraus aufweisen oder sein. Das Aufbringen des organischen Materials im aktiven Bereich des Substrats kann dementsprechend beispielsweise mittels physikalischer Gasphasenabscheidung, etwa mittels Aufdampfen, oder mittels Flüssigphasenabscheidung erfolgen.
Zur elektrischen Kontaktierung der organischen funktionellen Schichtfolge kann das aktive Element weiterhin eines oder mehrere Elektrodenmaterialien aufweisen, die eine oder mehrere Elektrodenschichten oder Teile davon bilden können. Je nach Ausgestaltung des organischen elektronischen Bauelements können Elektrodenmaterialien auf einer Seite oder auf verschiedenen Seiten der organischen funktionellen Schichtfolge sowie dort in unterschiedlichen Bereichen aufgebracht werden. Beispielsweise können Elektrodenmaterialien zwischen dem Substrat und der organischen funktionellen Schichtfolge und/oder vom Substrat aus gesehen auf der organischen funktionellen Schichtfolge angeordnet sein. Darüber hinaus kann auch das Substrat ein Elektrodenmaterial für das aktive Element bilden und somit als Elektrodenschicht zur elektrischen Kontaktierung der organischen funktionellen Schichtenfolge ausgebildet sein. In diesem Fall kann das Substrat bevorzug eine Metallschicht aufweisen oder daraus sein. Weiterhin kann das Substrat in diesem Fall im Anschlussbereich, so wie oben in Verbindung mit der zumindest einen Kontaktschicht beschrieben, elektrisch kontaktierbar sein.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das organische elektronische Bauelement zumindest eine Leiterbahn auf dem Substrat im Entkopplungsbereich auf, die die zumindest eine Kontaktschicht im Anschlussbereich mit dem aktiven Element im aktiven Bereich elektrisch leitend verbindet. Die zumindest eine Leiterbahn kann sich somit zusätzlich auch in den aktiven Bereich und/oder in den Anschlussbereich des Substrats erstrecken. Weiterhin können auch mehrere Leiterbahnen auf dem Substrat im Entkopplungsbereich vorhanden sein, die unterschiedliche Teile des aktiven Elements mit unterschiedlichen Kontaktschichten im Anschlussbereich elektrisch leitend verbinden können. Die im Folgenden für zumindest eine Leiterbahn beschriebenen Merkmale und Ausführungsformen gelten gleichermaßen auch für eine Mehrzahl von Leiterbahnen.
Die zumindest eine Leiterbahn und/oder die zumindest eine Kontaktschicht und/oder zumindest eine oder mehrere Elektrodenschichten des aktiven Elements können ein Kontaktmaterial aufweisen oder daraus sein. Das Kontaktmaterial kann beispielsweise ein Metall aufweisen oder sein, das besonders bevorzugt ausgewählt sein kann aus Aluminium, Barium, Indium, Silber, Gold, Chrom, Titan, Molybdän, Magnesium, Calcium, Kupfer und Lithium sowie Verbindungen, Kombinationen und Legierungen mit einem oder mehreren der genannten Materialien. Das Kontaktmaterial kann weiterhin auch einen Schichtenstapel mit mehreren Materialien aufweisen, beispielsweise Mo/Al/Mo oder Cr/Al/Cr. Weiterhin kann das Elektrodenmaterial zusätzlich oder alternativ auch ein transparentes leitendes Oxid („transparent conductive oxide“, TCO) aufweisen, beispielsweise Zinkoxid, Zinnoxid, Cadmiumoxid, Titanoxid, Indiumoxid, Indiumzinnoxid (ITO), Zn₂SnO₄, CdSnO₃, ZnSnO₃, MgIn₂O₄, GaInO₃, Zn₂In₂O₅ oder In₄Sn₃O₁₂, sowie Mischungen unterschiedlicher transparenter leitender Oxide.
Beispielsweise können die zumindest eine Leiterbahn und die zumindest eine Kontaktschicht und/oder die zumindest eine Leiterbahn und zumindest eine Elektrodenschicht des aktiven Elements ein gleiches oder mehrere gleiche Materialien aufweisen oder daraus sein. Entsprechend können die zumindest eine Leiterbahn und die zumindest eine Kontaktschicht und/oder die zumindest eine Leiterbahn und zumindest eine Elektrodenschicht des aktiven Elements eine zusammenhängende elektrisch leitende Struktur bilden. Ist das Substrat elektrisch leitend und beispielsweise mit oder aus einem Metall, kann das Kontaktmaterial vom Substrat elektrisch isoliert sein, beispielsweise mittels einer elektrisch isolierenden Schicht zwischen dem Substrat und dem Kontaktmaterial. Entsprechend kann beispielsweise die zumindest eine Leiterbahn und/oder die zumindest eine Kontaktschicht vom Substrat elektrisch isoliert sein.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Entlastungsstruktur zumindest einen Steg auf, der den aktiven Bereich mit dem Anschlussbereich verbindet. Als „Steg“ wird hier und im Folgenden ein Bereich des Substrats bezeichnet, der eine geringere Breite als daran angrenzende Bereiche aufweist. Insbesondere weist der zumindest eine Steg der Entlastungsstruktur eine geringere Breite als der aktive Bereich und der Anschlussbereich auf. Durch die geringere Breite können der zumindest eine Steg und damit die Entlastungsstruktur eine höhere Flexibilität als der aktive Bereich aufweisen. Insbesondere kann die Flexibilität umso höher sein, je geringer die Breite des zumindest einen Stegs ist. Der Entkopplungsbereich kann somit aufgrund des zumindest einen Stegs und damit aufgrund der Entlastungsstruktur eine höhere Verformbarkeit als der aktive Bereich und/oder der Anschlussbereich aufweisen. Die vorab beschriebene zumindest eine Leiterbahn auf dem Substrat im Entkopplungsbereich kann insbesondere auf dem zumindest einen Steg angeordnet sein. Weiterhin können auch mehrere Leiterbahnen auf dem zumindest einen Steg verlaufen.
Der zumindest eine Steg kann zumindest teilweise gerade und/oder zumindest teilweise gebogen und/oder zumindest teilweise geknickt vom aktiven Bereich zum Anschlussbereich verlaufen. Insbesondere kann der zumindest eine Steg eine solche Form in einem unbelasteten Zustand aufweisen. Unabhängig vom tatsächlichen Verlauf des zumindest einen Stegs können hierbei in einem unbelasteten Zustand alle Bereiche des Substrats in derselben Ebene liegen. Der zumindest eine Steg kann beispielsweise in einem unbelasteten Zustand geradlinig vom aktiven Bereich zum Anschlussbereich verlaufen. Weiterhin kann der zumindest eine Steg in einem unbelasteten Zustand im Verlauf vom aktiven Bereich zum Anschlussbereich in der Ebene des aktiven Bereichs liegen und zumindest einen Richtungswechsel aufweisen. Der Richtungswechsel kann gebogen oder geknickt sein, so dass der zumindest eine Steg zumindest teilweise eine Bogenform und/oder teilweise eine eckige Form aufweisen kann. Beispielsweise kann der zumindest eine Steg in einem unbelasteten Zustand in einer Wellenform, einer Mäanderform, einer Zick-Zack-Form oder einer Kombination hieraus vom aktiven Bereich zum Anschlussbereich verlaufen. Derartige gebogene und/oder geknickte Verläufe des zumindest einen Stegs können die Flexibilität der Entlastungsstruktur erhöhen und im Vergleich zu einem geradlinig verlaufenden Steg eine Verformbarkeit entlang der Anordnungsrichtung vom aktiven Bereich zum Anschlussbereich, also eine Stauchung oder Streckung, erlauben.
Gemäß zumindest einer weiteren Ausführungsform weist die Entlastungsstruktur zumindest zwei Stege auf, die den aktiven Bereich mit dem Anschlussbereich verbinden. Die zumindest zwei Stege können in einem unbelasteten Zustand gleichmäßig, beispielsweise parallel, nebeneinander vom aktiven Bereich zum Anschlussbereich verlaufen. Weiterhin kann es auch möglich sein, dass die Entlastungsstruktur mehr als zwei Stege aufweist. Die Beschreibung vorab für den zumindest einen Steg gilt gleichermaßen für die zumindest zwei oder mehr Stege. Weist das organische elektronische Bauelement mehr als eine Leiterbahn auf dem Substrat im Entkopplungsbereich auf, können mehrere Leiterbahnen auf jeweils einem Steg angeordnet sein. Weiterhin können auch auf mehreren Stegen jeweils eine oder mehrere Leiterbahnen angeordnet sein.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die Entlastungsstruktur zumindest eine Öffnung aufweisen, die zwischen den zumindest zwei Stegen angeordnet ist. „Öffnung“ kann hierbei insbesondere bedeuten, dass diese durch das Substrat hindurchreicht, dass also in einem Bereich im mechanischen Entkopplungsbereich Substratmaterial zwischen den zumindest zwei Stegen vollständig entfernt wurde. Weiterhin kann die Entlastungsstruktur eine Mehrzahl von Öffnungen und eine Mehrzahl von Stegen aufweisen, wobei zueinander unmittelbar benachbarte Öffnungen jeweils durch einen Steg der Mehrzahl von Stegen voneinander getrennt sind. Die Mehrzahl der Stege kann hierbei beispielsweise eine kammartige Struktur bilden. Weiterhin können auch mehrere erste Stege entlang der Anordnungsrichtung vom aktiven Bereich zum Anschlussbereich sowie mehrere zweite Stege senkrecht zur Anordnungsrichtung verlaufen. Da sich die ersten und zweiten Stege hierdurch kreuzen, können diese eine netzartige Struktur bilden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das organische optoelektronische Bauelement eine Verkapselungsanordnung über dem aktiven Element auf, die das aktive Element von schädigenden äußeren Einflüssen wie beispielsweise Feuchtigkeit oder schädigenden Gasen aus der Umgebung wie etwa Sauerstoff und Schwefelwasserstoff schützen kann. Die Verkapselungsanordnung kann entsprechend der oben beschriebenen Flexibilität des Substrats und insbesondere des aktiven Bereichs des Substrats ebenfalls flexibel oder unflexibel sein.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Verkapselungsanordnung als Dünnfilmverkapselung ausgeführt. Unter einer als Dünnfilmverkapselung ausgebildeten Verkapselungsanordnung wird vorliegend eine Vorrichtung verstanden, die dazu vorgesehen ist, eine Barriere gegenüber atmosphärischen Stoffen, insbesondere gegenüber Feuchtigkeit und Sauerstoff und/oder gegenüber weiteren schädigenden Substanzen wie etwa korrosiven Gasen, beispielsweise Schwefelwasserstoff, zu bilden. Mit anderen Worten ist die Dünnfilmverkapselung dazu vorgesehen, dass sie von atmosphärischen Stoffen gar nicht oder höchstens zu sehr geringen Anteilen durchdrungen werden kann. Diese Barrierewirkung wird bei der Dünnfilmverkapselung im Wesentlichen durch als eine oder mehrere dünne Schichten ausgeführte Verkapselungsschichten erzeugt, die Teil der Verkapselungsanordnung sind beziehungsweise die die Verkapselungsanordnung bilden. Die Verkapselungsschichten der Verkapselungsanordnung weisen in der Regel eine Dicke von kleiner oder gleich einigen 100 nm auf. Bevorzugt weist die Verkapselungsanordnung eine Schichtenfolge mit einer Mehrzahl der dünnen Verkapselungsschichten auf, die jeweils eine Dicke von größer oder gleich einer Atomlage oder größer oder gleich 1 nm oder größer oder gleich 5 nm und kleiner oder gleich 100 nm oder kleiner oder gleich 70 nm oder kleiner oder gleich 50 nm oder kleiner oder gleich 20 nm oder kleiner oder gleich 10 nm aufweisen können.
Die Verkapselungsschichten können beispielsweise mittels eines Atomlagenabscheideverfahrens („atomic layer deposition“, ALD) oder eines Moleküllagenabscheideverfahrens („molecular layer deposition“, MLD) aufgebracht werden. Geeignete Verkapselungsmaterialien für die Verkapselungsschichten der Verkapselungsanordnung sind Oxide, Nitride oder Oxinitride, so beispielsweise Aluminiumoxid, Zinkoxid, Zirkoniumoxid, Titanoxid, Hafniumoxid, Lanthanoxid, Tantaloxid.
Alternativ oder zusätzlich zu mittels ALD oder MLD hergestellten Verkapselungsschichten kann die Verkapselungsanordnung zumindest eine oder eine Mehrzahl weiterer Schichten, also insbesondere Barriereschichten und/oder Passivierungsschichten und/oder Planarisierungsschichten, aufweisen, die durch thermisches Aufdampfen, mittels eines plasmagestützten Prozesses, etwa Sputtern oder plasmaunterstützter chemischer Gasphasenabscheidung („plasma-enhanced chemical vapor deposition“, PECVD), oder mittels plasmaloser Gasphasenabscheidung wie etwa chemischer Gasphasenabscheidung („chemical vapor deposition“, CVD) abgeschieden werden. Geeignete Materialien dafür können die vorab in Verbindung mit ALD und MLD genannten Materialien sowie Siliziumnitrid, Siliziumoxid, Siliziumoxinitrid, Indiumzinnoxid, Indiumzinkoxid, Aluminium-dotiertes Zinkoxid sowie Mischungen und Legierungen der genannten Materialien sein. Weiterhin sind auch Carbide wie beispielsweise SiC oder auch Verbindungen mit Carbiden möglich. Die eine oder die mehreren weiteren Schichten können beispielsweise jeweils eine Dicke zwischen 1 nm und 5 µm und bevorzugt zwischen 1 nm und 1 µm aufweisen, wobei die Grenzen eingeschlossen sind.
Weiterhin kann die Verkapselungsanordnung auch durch eine aufgedampfte Metallschicht gebildet werden. Insbesondere kann die Verkapselungsanordnung somit aus einer rein aufgedampften Metallschicht, beispielsweise mit oder aus Aluminium, mit einer ausreichenden Dicke von beispielsweise 10 µm oder mehr bestehen. Darüber hinaus kann die Verkapselungsanordnung auch zusätzlich oder alternativ einen Deckel aufweisen.
Die Verkapselungsanordnung kann ausschließlich auf dem aktiven Bereich des Substrats angeordnet sein. Die zumindest eine Leiterbahn, die über den Entkopplungsbereich vom aktiven Bereich zum Anschlussbereich verläuft, kann hierbei unter der Verkapselungsanordnung herausragen und, von der Verkapselungsanordnung unbedeckt, über den Entkopplungsbereich verlaufen. In diesem Fall kann zumindest ein Teil der zumindest einen Leiterbahn im Entkopplungsbereich mit einer Schutzschicht bedeckt sein, die beispielsweise ein Kunststoffmaterial wie etwa ein Acrylat aufweist.
Weiterhin kann es auch möglich sein, dass sich die Verkapselungsanordnung vom aktiven Bereich in den Entkopplungsbereich erstreckt, so dass zumindest im Entkopplungsbereich die zumindest eine Leiterbahn mit der Verkapselungsanordnung bedeckt ist. Darüber hinaus kann sich die Verkapselungsanordnung bis in den Anschlussbereich erstrecken und somit im aktiven Bereich das aktive Element, im Entkopplungsbereich die Entlastungsstruktur sowie die zumindest eine Leiterbahn und zumindest einen Teil des Anschlussbereichs, beispielsweise zumindest einen Teil zumindest einer Kontaktschicht im Anschlussbereich, bedecken.
Weiterhin kann das organische elektronische Bauelement im Falle eines Substratmaterials, das keine ausreichende Dichtigkeit gegenüber Feuchtigkeit und/oder schädigenden Umgebungsgasen aufweist, auf dem Substrat zumindest im aktiven Bereich zwischen dem Substrat und dem aktiven Element eine weitere Verkapselungsanordnung aufweisen. Die weitere Verkapselungsanordnung kann Merkmale aufweisen, wie sie vorab für die Verkapselungsanordnung auf dem aktiven Element beschrieben sind.
Bei dem hier beschriebenen organischen elektronischen Bauelement sind der Anschlussbereich und der aktive Bereich des Substrats und damit der elektrische Anschluss und das aktive Element des Bauelements mechanisch weitgehend voneinander entkoppelt. Eine Schädigung, beispielsweise der Verkapselungsanordnung, im aktiven Bereich kann somit vermieden werden, selbst wenn im Anschlussbereich beispielsweise eine Torsion auftritt. Dadurch kann es möglich sein, dass kostengünstige Konzepte zur Integration einer Kontaktmöglichkeit beziehungsweise eines Steckers direkt in das bevorzugt flexible Bauelement zum Einsatz kommen können, ohne eine Beeinträchtigung der Robustheit des Bauelements durch eine mechanische Beanspruchung beim Kontaktier- oder Steckvorgang befürchten zu müssen. Die erhöhte Bewegungsfreiheit des Anschlussbereichs durch die mechanische Entlastungsstruktur im Entkopplungsbereich vereinfacht den Einbau und den Anschluss des Bauelements, auch durch einen Kunden, und eröffnet variablere Einbaumöglichkeiten, da das Gegenstück zu einem in das Bauelement im Anschlussbereich integrierten Stecker nicht exakt zur gewünschten Position des aktiven Elements, im Falle eines organischen Licht emittierenden Bauelements somit zur Position der Leuchtfläche, ausgerichtet sein muss.
Weitere Vorteile, vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen ergeben sich aus den im Folgenden in Verbindung mit den Figuren beschriebenen Ausführungsbeispielen.
Es zeigen:

1A und 1B schematische Darstellungen eines organischen elektronischen Bauelements gemäß einem Ausführungsbeispiel,
2A und 2B schematische Darstellungen eines organischen elektronischen Bauelements gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel,
3 eine schematische Darstellung eines aktiven Elements eines organischen elektronischen Bauelements gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel,
4 bis 6 schematische Darstellungen von organischen elektronischen Bauelementen gemäß weiteren Ausführungsbeispielen und
7A bis 7G schematische Darstellungen von Substraten für organische elektronische Bauelemente gemäß weiteren Ausführungsbeispielen.

In den Ausführungsbeispielen und Figuren können gleiche, gleichartige oder gleich wirkende Elemente jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen sein. Die dargestellten Elemente und deren Größenverhältnisse untereinander sind nicht als maßstabsgerecht anzusehen, vielmehr können einzelne Elemente, wie zum Beispiel Schichten, Bauteile, Bauelemente und Bereiche, zur besseren Darstellbarkeit und/oder zum besseren Verständnis übertrieben groß dargestellt sein.
In den 1A und 1B ist ein Ausführungsbeispiel für ein organisches elektronisches Bauelement 100 gezeigt, das ein Substrat 1 und darauf ein aktives Element 10 aufweist. Die in 1A gezeigte Darstellung zeigt einen Schnitt durch das Bauelement 100, während die 1B eine Aufsicht auf das aktive Element 10 auf dem Substrat 1 zeigt. Das aktive Element 10 kann insbesondere ein aktives Element eines organischen optoelektronischen Bauelements, beispielsweise eines organischen Licht emittierenden oder Licht detektierenden Bauelements, sein. Weiterhin kann es auch möglich sein, dass das aktive Element 10 Teil eines nichtoptoelektronischen organischen Bauelements ist.
Das Substrat 1 ist bevorzugt flexibel und weist beispielsweise ein Glas, einen Kunststoff, ein Metall oder eine Kombination daraus in Form eines Laminats auf. Das aktive Element 10 ist auf einem ersten Teilbereich des Substrats 1 angeordnet, der einen aktiven Bereich 11 des Substrats 1 bildet. An den aktiven Bereich 11 angrenzend weist das Substrat 1 einen weiteren Teilbereich auf, der einen mechanischen Entkopplungsbereich 12 bildet. Daran angrenzend weist das Substrat 1 einen weiteren Teilbereich auf, der einen Anschlussbereich 13 bildet. Der aktive Bereich 11 und der Anschlussbereich 13 sind somit durch den Entkopplungsbereich 12 miteinander verbunden. Dabei sind der aktive Bereich 11, der Entkopplungsbereich 12 und der Anschlussbereich 13 des Substrats 1 zusammenhängend und einstückig ausgebildet und bilden somit integrale Bestandteile des Substrats 1.
Der mechanische Entkopplungsbereich 12 weist eine mechanische Entlastungsstruktur 20 auf, die eine größere Flexibilität als der aktive Bereich 11 des Substrats 1 aufweist. Durch die Entlastungsstruktur 20 kann das Substrat 1 somit im Entkopplungsbereich 12 flexibler als im aktiven Bereich 11 sein. Darüber hinaus kann die Entlastungsstruktur 20 auch eine größere Flexibilität als der Anschlussbereich 13 aufweisen. Aufgrund dieser Flexibilitätseigenschaften ist die Entlastungsstruktur 20 geeignet, den aktiven Bereich 11 und den Anschlussbereich 13 des Substrats 1 zumindest teilweise mechanisch voneinander zu entkoppeln, so dass sich Kräfte, die auf den Anschlussbereich 13 wirken, nicht oder nur abgeschwächt auf den aktiven Bereich 11 und damit auf das aktive Element 10 auswirken. Erfährt der Anschlussbereich 13 beispielsweise Torsions- und/oder Streck- und/oder Stauchungskräfte, die beispielsweise bei einer Fertigung und/oder bei einem Anschluss und/oder Einbau des organischen elektronischen Bauelements 100 auftreten können, werden diese abgeschwächt oder gar nicht auf den aktiven Bereich 11 übertragen, da vorrangig die Entlastungsstruktur 20 verformt wird. Dadurch kann eine Kraftweiterleitung vom Anschlussbereich 13 zum aktiven Bereich 11 wirkungsvoll unterbunden werden, um zu verhindern, dass der aktive Bereich 11 mechanisch zu sehr belastet und dadurch möglicherweise beschädigt wird. Im gezeigten Ausführungsbeispiel wird die Entlastungsstruktur 20 durch einen Steg 21 gebildet, der den aktiven Bereich 11 und den Anschlussbereich 13 miteinander verbindet. Der Steg 21 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel in einem unbelasteten Zustand des Substrats 1 gerade ausgebildet und verläuft somit geradlinig entlang der Anordnungsrichtung vom aktiven Bereich 11 zum Anschlussbereich 13. Der Steg 21 hat eine geringere Breite als der aktive Bereich 11 und der Anschlussbereich 13 und weist dadurch die beschriebene höhere Flexibilität auf. Da die Bereiche 11, 12, 13 durch dasselbe Material gebildet werden und beispielsweise durch eine geeignete Strukturierung eines entsprechenden folien- oder plattenförmigen Rohmaterials ausgebildet werden können, ist die beschriebene mechanische Entkopplung von aktivem Bereich 11 und Anschlussbereich 13 ohne Einsatz von zusätzlichen Materialien und Bauteilen möglich.
Der Anschlussbereich 13 ist zum elektrischen Anschluss des organischen elektronischen Bauelements 100 an eine externe Energiequelle vorgesehen und eingerichtet, so dass das aktive Element 10 im aktiven Bereich 11 über den Anschlussbereich 13 mit Strom versorgt werden kann. Hierzu weist das Substrat 1 zumindest eine Kontaktschicht 30 auf dem Anschlussbereich 13 auf. Die Kontaktschicht 30 kann beispielsweise zur Herstellung einer Lötverbindung vorgesehen sein. Weiterhin kann die Kontaktschicht 30 beispielsweise auch Teil eines Anschlusssteckers des organischen elektronischen Bauelements 100 sein, mit dem das organische elektronische Bauelement 100 an ein entsprechendes Gegenstück angesteckt werden kann. Hierzu im Anschlussbereich 13 am Substrat 1 zusätzlich angebrachte weitere Steckerkomponenten wie beispielsweise eines oder mehrere Gehäuseteile und/oder Teile zur mechanischen Arretierung sind der Übersichtlichkeit halber nicht gezeigt. Weiterhin kann der Anschlussbereich 13 eine von der gezeigten Form abweichende Form aufweisen und beispielsweise auch geknickt oder gebogen sein. Durch die vorab beschriebene mechanische Entkopplung von aktivem Bereich 11 und Anschlussbereich 13 wird die Handhabung des Anschlussbereichs 13 beim Anschluss an eine externe Energiequelle erheblich erleichtert. Wird die Kontaktschicht 30 angelötet, kann die Stegform der Entlastungsstruktur 20 zusätzlich eine Verringerung einer Wärmeleitung vom Anschlussbereich 13 zum aktiven Bereich 11 und damit zum aktiven Element 10 bewirken, so dass die Gefahr einer thermischen Schädigung des aktiven Elements 10 ebenso verringert werden kann.
Zur elektrischen Verbindung der Kontaktschicht 30 mit dem aktiven Element 10 weist das organische elektronische Bauelement 100 im Entkopplungsbereich 12 zumindest eine Leiterbahn 22 auf. Die zumindest eine Leiterbahn 22 bildet insbesondere eine elektrisch leitfähige Schicht auf dem Steg 21 der Entlastungsstruktur 20, um für den Betrieb des aktiven Elements 10 einen elektrischen Strom vom Anschlussbereich 13 zum aktiven Bereich 11 und damit zum aktiven Element 10 zu leiten. Anstelle der nur einen Kontaktschicht 30 und der nur einen Leiterbahn 22, die in den 1A und 1B gezeigt sind, kann das Bauelement 100 auch mehrere Kontaktschichten 30 und/oder mehrere Leiterbahnen 22 aufweisen, mittels derer mehrere unterschiedliche Bereiche des aktiven Elements 10, beispielsweise verschiedenen Elektrodenschichten oder Elektrodenschichtbereiche unabhängig voneinander elektrisch kontaktiert werden können.
In den 2A und 2B ist ein weiteres Ausführungsbeispiel für ein organisches elektronisches Bauelement 100 gezeigt, wobei in 2A ein Schnitt durch den aktiven Bereich 11 und damit durch das aktive Element 10 entlang der in 2B gezeigten Schnittlinie AA dargestellt ist. In 2B ist wiederum eine Aufsicht auf das Bauelement 100 gezeigt, die der Darstellung der 1B entspricht. Rein beispielhaft ist das organische elektronische Bauelement 100 mit dem aktiven Element 10 in diesem Ausführungsbeispiel als organisches Licht emittierendes Bauelement in Form einer organischen Licht emittierenden Diode (OLED) ausgebildet. Alternativ hierzu kann das aktive Element 10 auch wie vorab beschrieben mit einer anderen Funktionalität ausgebildet sein, so dass das organische elektronische Bauelement 100 mit dem aktiven Element 10 beispielsweise auch als organisches Licht detektierendes Bauelement oder als organisches elektronisches Bauelement ohne optoelektronische Funktionalität, beispielsweise in Form eines organischen Transistors, ausgebildet sein kann oder eine Kombination entsprechender Elemente aufweisen kann.
Das aktive Element 10 weist im gezeigten Ausführungsbeispiel auf dem Substrat 1 eine erste Elektrodenschicht 2 und eine zweite Elektrodenschicht 3 auf, zwischen denen ein organischer funktioneller Schichtenstapel 4 mit zumindest einer organischen Licht emittierenden Schicht angeordnet ist. Mindestens eine der Elektrodenschichten 2, 3 ist transparent, sodass im Betrieb des organischen elektronischen Bauelements 100 im aktiven Element 10 und damit im organischen funktionellen Schichtenstapel 4 erzeugtes Licht nach außen abgestrahlt werden kann. Beispielsweise kann die zwischen dem organischen funktionellen Schichtenstapel 4 und dem Substrat 1 angeordnete Elektrodenschicht 2 des aktiven Elements 10 transparent ausgebildet sein. Ebenso kann dann auch das Substrat 1 transparent ausgebildet sein, sodass das organische elektronische Bauelement 100 im Betrieb Licht, das im organischen funktionellen Schichtenstapel 4 erzeugt wird, durch die erste Elektrodenschicht 2 und das Substrat 1 nach außen abstrahlen kann. Eine solche Konfiguration wird auch als „bottom emitter“ bezeichnet. Alternativ oder zusätzlich kann auch die obere zweite Elektrodenschicht 3 transparent ausgebildet sein. Eine solche Konfiguration wird auch als „top emitter“ bezeichnet. Ist das organische elektronische Bauelement 100 gleichzeitig als Bottom-Emitter und als Top-Emitter ausgebildet, kann das Bauelement 100 insbesondere ein transparentes organisches Licht emittierendes Bauelement bilden.
Das Substrat 1 weist für den Fall, dass eine Lichtabstrahlung durch das Substrat 1 hindurch erfolgen soll, bevorzugt ein transparentes Material auf und ist beispielsweise in Form einer Glasplatte oder Glasschicht ausgeführt. Weiterhin kann das Substrat 1 beispielsweise auch ein Glas-Kunststoff-Laminat aufweisen. Soll die Lichtabstrahlung nur in die dem Substrat 1 abgewandte Richtung erfolgen, kann das Substrat 1 beispielsweise auch eine Metallschicht in Form einer Metallplatte oder Metallfolie aufweisen oder daraus sein. Um das aktive Element 10 von der Substratseite her gegenüber schädigenden Umwelteinflüssen zu schützen, ist das Substrat 1 bevorzugt hermetisch dicht ausgebildet.
Eine transparente Elektrodenschicht kann insbesondere ein transparentes Kontaktmaterial, beispielsweise ein wie oben im allgemeinen Teil beschriebenes transparentes leitendes Oxid (TCO), aufweisen. Weiterhin sind als transparente Kontaktmaterialien auch metallische Netzstrukturen, leitende Netzwerke und metallische Maschen, beispielsweise mit oder aus Silber, und/oder Graphen sowie kohlenstoffhaltige Schichten als Materialien für eine transparente Elektrodenschicht möglich. Darüber hinaus kann eine transparente Elektrodenschicht als Kontaktmaterial auch ein Metall aufweisen oder daraus sein, das ausgewählt sein kann aus Aluminium, Barium, Indium, Silber, Gold, Magnesium, Calcium und Lithium sowie Verbindungen, Kombinationen und Legierungen damit. Die Dicke des Metalls ist dabei derart gering zu wählen, beispielsweise in einem Bereich von kleiner oder gleich 20 nm, bevorzugt beispielsweise kleiner oder gleich 15nm, dass zumindest ein Teil des im organischen funktionellen Schichtenstapel 4 im Betrieb des Bauelements 100 erzeugten Lichts das Metall durchdringen kann. Eine transparente Elektrodenschicht kann auch Kombinationen der beschriebenen Kontaktmaterialien aufweisen, beispielsweise in Form eines Schichtenstapels. Eine nicht-transparente Elektrodenschicht kann bevorzugt reflektierend ausgebildet sein, so dass Licht, das im Betrieb im organischen funktionellen Schichtenstapel 4 erzeugt und in Richtung der nicht-transparenten Elektrodenschicht abgestrahlt wird, in Richtung der transparenten Elektrodenschicht reflektiert werden kann, um durch diese aus dem elektronischen Bauelement 100 austreten zu können. Hierfür eignen sich als Kontaktmaterial insbesondere eines oder mehrere der vorab genannten Metalle, die in diesem Fall eine ausreichend große Dicke aufweisen, um reflektierend zu wirken.
Die untere Elektrodenschicht 2 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel als Anode ausgebildet, während die obere Elektrodenschicht 3 als Kathode ausgebildet ist. Bei entsprechender Materialwahl beziehungsweise entsprechendem Aufbau des organischen funktionellen Schichtenstapels 4 ist aber auch ein hinsichtlich der Polarität umgekehrter Aufbau möglich.
Die Elektrodenschichten 2, 3 können großflächig und zusammenhängend ausgebildet sein, so dass das organische elektronische Bauelement 100 als Leuchtquelle, insbesondere als Flächenlichtquelle, ausgeformt sein kann. „Großflächig“ kann dabei bedeuten, dass das organische elektronische Bauelement 100 und insbesondere das aktive Element 10 eine Fläche von größer oder gleich einigen Quadratmillimetern, bevorzugt größer oder gleich einem Quadratzentimeter und besonders bevorzugt größer oder gleich einem Quadratdezimeter aufweist. Alternativ hierzu kann es auch möglich sein, dass zumindest eine der Elektrodenschichten 2, 3 des aktiven Elements 10 des organischen elektronischen Bauelements 100 strukturiert ausgebildet ist, wodurch ein räumlich und/oder zeitlich strukturierter und/oder veränderbarer Leuchteindruck, beispielsweise für eine strukturierte und/oder mehrfarbige Beleuchtung oder für eine Anzeigevorrichtung, ermöglicht werden kann. Eine derartige strukturierte Elektrodenschicht kann dann unabhängig voneinander ansteuerbare Bereiche aufweisen.
Zur elektrischen Kontaktierung der Elektrodenschichten 2, 3 sind, wie in den 2A und 2B erkennbar ist, Elektrodenanschlussstücke in Form von Leiterbahnen 22 vorgesehen, die von den Elektrodenschichten 2, 3 weg nach außen reichen. Die Leiterbahnen 22 können transparent oder nicht-transparent ausgebildet sein und beispielsweise eines oder mehrere der genannten Kontaktmaterialien für die Elektrodenschichten aufweisen oder daraus sein. Besonders bevorzugt können die Leiterbahnen 22 als Kontaktmaterial auch einen Schichtenstapel mit mehreren Materialien aufweisen, beispielsweise Mo/Al/Mo oder Cr/Al/Cr. Weiterhin können die Leiterbahnen 22 und eine oder beide Elektrodenschichten 2, 3 auch gleich ausgebildet sein, so dass eine oder beide Elektrodenschichten 2, 3 auch jeweils in eine Leiterbahn 22 übergehen können. Die zwei gezeigten Leiterbahnen 22 sind rein beispielhaft zur Kontaktierung von großflächigen Elektrodenschichten 2, 3 vorgesehen. Weist das organische elektronische Bauelement 100 ein aktives Element 10 mit zumindest einer in mehrere Bereiche strukturierte Elektrodenschicht auf, können auch entsprechend mehr Leiterbahnen 22 vorhanden sein, um die Elektrodenschichtbereiche unabhängig voneinander kontaktieren zu können. Jede der Leiterbahnen 22 erstreckt sich wie im vorherigen Ausführungsbeispiel beschrieben vom aktiven Element 10 auf dem aktiven Bereich 11 über den Entkopplungsbereich 12 in den Anschlussbereich 13 und kontaktiert dort eine Kontaktschicht 30, über die somit die Elektrodenschichten 2, 3 von außen elektrisch angeschlossen werden können. Die Kontaktschichten 30 können eines oder mehrere der vorab für die Elektrodenschichten 2, 3 und die Leiterbahnen 22 beschriebenen Kontaktmaterialien aufweisen. Weiterhin können die Leiterbahnen 22 und die Kontaktschichten 30 auch ein gleiches Material aufweisen und einstückig, das heißt ineinander übergehend, ausgebildet sein.
Der organische funktionelle Schichtenstapel 4 kann Schichten mit organischen Polymeren, organischen Oligomeren, organischen Monomeren, organischen kleinen, nicht-polymeren Molekülen („small molecules“) oder Kombinationen daraus aufweisen. Insbesondere kann es vorteilhaft sein, wenn der organische funktionelle Schichtenstapel zusätzlich zur organischen Licht emittierenden Schicht eine funktionelle Schicht aufweist, die als Lochtransportschicht ausgeführt ist, um eine effektive Löcherinjektion in die Licht emittierende Schicht zu ermöglichen. Als Materialien für eine Lochtransportschicht können sich beispielsweise tertiäre Amine, Carbazolderivate, leitendes Polyanilin oder Polyethylendioxythiophen als vorteilhaft erweisen. Als Materialien für die Licht emittierende Schicht eignen sich Materialien, die eine Strahlungsemission aufgrund von Fluoreszenz oder Phosphoreszenz aufweisen, beispielsweise Polyfluoren, Polythiophen oder Polyphenylen oder Derivate, Verbindungen, Mischungen oder Copolymere davon. Weiterhin kann der organische funktionelle Schichtenstapel 4 eine funktionelle Schicht aufweisen, die als Elektronentransportschicht ausgebildet ist. Darüber hinaus kann der organische funktionelle Schichtenstapel 4 auch Elektronen- und/oder Löcherblockierschichten aufweisen. Der organische funktionelle Schichtenstapel 4 kann auch eine Mehrzahl von organischen Licht emittierenden Schichten aufweisen, die zwischen den Elektrodenschichten 2, 3 angeordnet sind.
Weiterhin können, wie in 2A gezeigt ist, Isolatorschichten 5 vorhanden sein, beispielsweise mit oder aus Polyimid, die beispielsweise die Elektrodenschichten 2, 3 gegeneinander elektrisch isolieren können. Je nach Ausgestaltung der einzelnen Schichten des aktiven Elements 10 müssen Isolatorschichten 5 auch nicht zwingend erforderlich sein und können nicht vorhanden sein, etwa bei entsprechenden Maskenprozessen zur Aufbringung der Schichten.
Auf dem aktiven Element 10 ist eine Verkapselungsanordnung 40 aufgebracht, um unter anderem die organischen Materialien vor schädigenden Umwelteinflüssen wie etwa Feuchtigkeit, Sauerstoff und Schwefelwasserstoff zu schützen. Die Verkapselungsanordnung 40 ist als Dünnfilmverkapselung ausgeführt, die zumindest eine oder eine Mehrzahl von Verkapselungsschichten aus einem oder mehreren Verkapselungsmaterialien aufweist. Die Verkapselungsschichten können beispielsweise mittels ALD-, CVD- oder MLD-Verfahren aufgebracht werden. Geeignete Materialien für die Verkapselungsschichten sind bei einer bevorzugten Dicke von größer oder gleich einer Atomlage und kleiner oder gleich 100 nm beispielsweise Aluminiumoxid, Zinkoxid, Zirkoniumoxid, Titanoxid, Hafniumoxid, Lanthanoxid, Tantaloxid. Alternativ oder zusätzlich zu mittels ALD oder MLD hergestellten Verkapselungsschichten kann die Verkapselungsanordnung 40 zumindest eine oder eine Mehrzahl weiterer Schichten, also insbesondere Barriereschichten und/oder Passivierungsschichten, aufweisen, die durch andere, oben im allgemeinen Teil beschriebene Verfahren aufgebracht werden können.
Die Verkapselungsanordnung 40 kann weiterhin alternativ oder zusätzlich zu einer Dünnfilmverkapselung einen Deckel, beispielsweise einen starren Deckel, aufweisen oder daraus sein. Geeignete Deckelmaterialien können beispielsweise Glas und/oder Metall sein. Der Deckel kann beispielsweise auch an einer dem aktiven Element 10 zugewandten Seite ein Gettermaterial, etwa zur Feuchtigkeitsabsorption, aufweisen. Weiterhin kann der Deckel durch eine Klebung zumindest entlang des Randes des aktiven Bereichs 11 oder auch vollflächig auf dem aktiven Bereich 11 mit dem Substrat 1 verbunden sein. Beispielsweise kann ein Deckel mit oder aus Aluminium flächig auf einem als Bottom-Emitter ausgebildeten organischen elektronischen Bauelement mit einem Substrat 1 mit oder aus Plastik aufgebracht sein. Weiterhin kann beispielsweise auch ein Deckel mit oder aus Glas, insbesondere ultra-dünnem Glas, flächig auf einem als Top-Emitter oder als transparente OLED ausgebildeten organischen elektronischen Bauelement aufgebracht sein. Alternativ kann für solche Bauelemente auch ein eine Kavität bildender Deckel mit oder aus Glas möglich sein. Im Falle eines Top-Emitters kann das Substrat 1 bevorzugt beispielsweise ein Metall aufweisen oder daraus sein. Durch den Deckel kann der aktive Bereich eine geringere Flexibilität aufweisen. Dies kann, beispielsweise im Fall eines Kavitätsglases, sogar eine vollständige mechanische Versteifung bedeuten. Unabhängig davon kann der Entkopplungsbereich 12 flexibel bleiben. Dadurch kann es möglich sein, bei der Verwendung flexibler Substrate, die beispielsweise auch für sogenannte Rolle-zu-Rolle-Verfahren geeignet sind, falls gewünscht eine Verringerung der Flexibilität im aktiven Bereich 11 zu bewirken, so dass bei Verwendung eines flexiblen Substrats 1 ein im Wesentlichen starres Bauelement mit einem integrierten extrem flexiblen Anschluss möglich ist.
Die Verkapselungsanordnung kann wie in den 2A und 2B gezeigt ausschließlich auf dem aktiven Bereich des Substrats 1 angeordnet sein. Die Leiterbahnen 22, die über den Entkopplungsbereich 12 vom aktiven Bereich 11 zum Anschlussbereich 13 verlaufen, können hierbei unter der Verkapselungsanordnung 40 herausragen und, von der Verkapselungsanordnung 40 unbedeckt, über den Entkopplungsbereich 12 verlaufen.
Alternativ zu nur einem aktiven Element 10 kann auf dem Substrat 1 auch eine Mehrzahl von aktiven Elementen 10 aufgebracht sein. Weiterhin kann es auch möglich sein, dass anstelle eines Anschlussbereichs 13 mehrere Anschlussbereiche vorhanden sind, auf denen jeweils zumindest eine Kontaktschicht 30 angeordnet ist, wobei jeder der Anschlussbereiche mit zumindest einem Steg 21 der Entlastungsstruktur 20 im Entkopplungsbereich 12 mit dem aktiven Bereich 11 verbunden ist.
In 3 ist ein Ausführungsbeispiel für ein organisches elektronisches Bauelement 100 gezeigt, das im Vergleich zum vorherigen Ausführungsbeispiel ein Substrat 1 aus einem Material aufweist, das nicht dicht gegenüber schädigenden Umwelteinflüssen ist. Beispielsweise kann das Substrat 1 in diesem Fall durch eine Kunststofffolie gebildet werden. Daher ist auf dem Substrat 1 zumindest im aktiven Bereich 11 zwischen dem Substrat 1 und dem aktiven Element 10 eine weitere Verkapselungsanordnung 41 angeordnet, die Merkmale wie für die Verkapselungsanordnung 40 auf dem aktiven Element 10 beschrieben aufweisen kann. Die weitere Verkapselungsanordnung 41 kann auch auf dem gesamten Substrat 1, also auch im Entkopplungsbereich 12 und im Anschlussbereich 13, aufgebracht sein.
In 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel für ein organisches elektronisches Bauelement gezeigt, bei dem das Substrat 1 durch ein elektrisch leitendes Material gebildet wird. Beispielsweise kann das Substrat 1 in diesem Fall durch eine Metallfolie gebildet werden. Das Substrat 1 kann hierbei zusätzlich zur Kontaktschicht 30 und der Leiterbahn 22 als elektrische Zuleitung für das aktive Element 10 ausgebildet sein. Daher ist zwischen dem Substrat 1 und der Leiterbahn 22 sowie zwischen dem Substrat 1 und der Kontaktschicht 30 eine elektrisch isolierende Schicht 50 angeordnet, die das Substrat 1 von der Leiterbahn 22 und der Kontaktschicht 30 elektrisch isoliert. Die elektrisch isolierende Schicht 50 kann beispielsweise durch ein Kunststoffmaterial oder auch durch eine oder mehrere Schichten gebildet werden, die im Zusammenhang mit den Verkapselungsanordnungen 40, 41 beschrieben sind. Entsprechend kann beispielsweise auch die oben beschriebene weitere Verkapselungsanordnung als elektrisch isolierende Schicht 50 dienen, wobei zumindest ein Teil des Substrats 1 im aktiven Bereich 11 frei von der elektrisch isolierenden Schicht 50 ist, um in elektrischem Kontakt zum aktiven Element 10 stehen zu können.
In 5 ist ein Ausführungsbeispiel für ein organisches elektronisches Bauelement gezeigt, bei dem im Vergleich zum Ausführungsbeispiel der 2A und 2B die Leiterbahnen 21 im Entkopplungsbereich 12 mit einer Schutzschicht 60 bedeckt sind. Die Schutzschicht 60, die verschieden von der Verkapselungsanordnung 40 ist, kann beispielsweise ein Kunststoffmaterial wie etwa ein Acrylat aufweisen oder daraus sein und zumindest einen mechanischen Schutz für die Leiterbahnen 21 bilden.
Im Ausführungsbeispiel der 6 weist das organische elektronische Bauelement 100 eine Verkapselungsanordnung 40 auf, die sich im Vergleich zu den Ausführungsbeispielen der 2A, 2B, 3 und 6 über den Entkopplungsbereich 12 und damit über die Stege 21 der Entlastungsstruktur 20 erstreckt. Dadurch können die Leiterbahnen 21 im Entkopplungsbereich 12 ebenfalls durch die Verkapselungsanordnung 40 geschützt werden. Im gezeigten Ausführungsbeispiel erstreckt sich die Verkapselungsanordnung 40 zusätzlich auch noch auf einen Teil des Anschlussbereichs 13, so dass auch ein Teil dieses und insbesondere der Kontaktschichten 30 durch die Verkapselungsanordnung 40 geschützt werden kann. Das organische elektronische Bauelement 100 kann somit im aktiven Bereich 11 sowie im Entkopplungsbereich 12 und/oder im Anschlussbereich 13 dieselben Verkapselungsmaterialien aufweisen.
In den 7A bis 7G sind in Ausschnitten Substrate 1 für organische elektronische Bauelemente gemäß weiteren Ausführungsbeispielen gezeigt, die Variationen der vorab gezeigten Entlastungsstrukturen 20 im Entkopplungsbereich 12 aufweisen. Wie in den 7A und 7B gezeigt ist, kann die Entlastungsstruktur 20 mehr als einen oder zwei Stege 21 aufweisen, die sich in kammartigen Strukturen vom aktiven Bereich 11 zum Anschlussbereich 13 erstrecken, wobei die jeweils gezeigte Anzahl von Stegen 21 rein beispielhaft ist. Wie gezeigt sind jeweils benachbarte Stege 21 durch eine Öffnung 23 voneinander getrennt, so dass eine Mehrzahl von Öffnungen 23 vorhanden sein kann. Die Stege 21 können, wie gezeigt, gleichmäßig beabstandet zueinander sein, so dass die Öffnungen 23 alle eine gleiche Größe, insbesondere eine gleiche Breite, aufweisen können. Alternativ hierzu kann es auch möglich sein, dass unterschiedlich große, insbesondere unterschiedlich breite, Öffnungen 23 vorhanden sind, so dass die Stege 21 unterschiedliche Abstände zueinander haben können. Durch die Anzahl und Breite der Stege 21 sowie durch die Größen der Öffnungen 23 zwischen en Stegen 21 können die Flexibilität und die Stabilität der Entlastungsstruktur 20 in gewünschter Weise eingestellt werden. Im Unterschied zu den Ausführungsbeispielen der 2A, 2B, 5, 6 und 7A, bei denen der Entkopplungsbereich 12 eine geringere Bereite als der aktive Bereich 11 und der Anschlussbereich 13 aufweist, kann der Entkopplungsbereich 12 auch dieselbe Bereite wie die beiden anderen Bereiche 11, 13 aufweisen, wie in 7B gezeigt ist.
Wie in 7C gezeigt ist, können auch mehrere erste Stege 21 entlang der Anordnungsrichtung vom aktiven Bereich 11 zum Anschlussbereich 13 sowie mehrere zweite Stege 21' senkrecht zur Anordnungsrichtung verlaufen. Die sich hierdurch kreuzenden ersten und zweiten Stege 21, 21' können wie gezeigt eine netzartige Struktur mit von den Stegen 21, 21' umschlossenen Öffnungen 23 bilden. Anstatt quadratischer oder rechteckiger Öffnungen 23 können diese beispielsweise auch rautenförmig sein. Die Stege 21, 21' können somit also auch schräg vom aktiven Bereich 11 zum Anschlussbereich 13 verlaufen.
Die in den 7A bis 7C gezeigten Entlastungsstrukturen 20 weisen wie die vorherigen Ausführungsbeispiele Stege 21, 21' auf, die in unbelastetem Zustand geradlinig verlaufen. Wie in den 7D bis 7G gezeigt ist, können die Stege 21 im unbelasteten Zustand auch im Verlauf vom aktiven Bereich 11 zum Anschlussbereich 13 in der Ebene des aktiven Bereichs 11 liegen und zumindest einen Richtungswechsel aufweisen. Hierbei ist wiederum die gezeigte Anzahl der Stege 21 rein beispielhaft zu verstehen. Insbesondere können bei den in den 7D bis 7G gezeigten Entlastungsstrukturen 20 jeweils auch mehr oder weniger Stege 21 oder nur ein Steg 21 vorhanden sein. Der zumindest eine Richtungswechsel kann durch einen Bogen oder einen Knick gegeben sein, so dass die Stege 21 zumindest teilweise eine Bogenform und/oder teilweise eine eckige Form aufweisen können. Beispielsweise können die Stege 21, wie in 7D gezeigt ist, in einem unbelasteten Zustand eine Mäanderform aufweisen. Weiterhin können die Stege 21, wie in den 7E bis 7G gezeigt ist, wellenförmig sein, wobei sich bei einer Kombination mit der gezeigten Stegverläufe mit eckigen Richtungswechseln auch Zick-Zack-Formen ergeben können. Wie in 7G angedeutet ist, kann der Entkopplungsbereich 12 auch eine Entlastungsstruktur 20 aufweisen, bei der die Stege 21 in Bezug auf die Breite des aktiven Bereichs 11 und des Anschlussbereichs 13 über diese hinausragen.
Die gezeigten Stegformen können auch miteinander kombiniert sein. Auf jeweils einem, mehreren oder allen Stegen 21 der in den 7A bis 7G gezeigten Entlastungsstrukturen 20 können jeweils eine oder mehrere Leiterbahnen angeordnet sein, die Kontaktschichten auf dem Anschlussbereich 13 mit dem aktiven Element auf dem aktiven Bereich 11 elektrisch leitend verbinden. Außerdem können der aktive Bereich 11 und der Anschlussbereich 13 anders als in den gezeigten Ausführungsbeispielen auch verschiedene Breiten aufweisen. Beispielsweise kann der Anschlussbereich 13 schmäler als der aktive Bereich 11 sein. Alternativ zu den gezeigten Ausführungsbeispielen können im aktiven Bereich 11 auch mehrere aktive Elemente 10, die gleich oder unterschiedlich ausgebildet sein können, angeordnet und in der beschriebenen Weise mit Kontaktschichten im Anschlussbereich 13 elektrisch leitend verbunden sein.
Die in Verbindung mit den Figuren beschriebenen Ausführungsbeispiele und Merkmale können gemäß weiteren Ausführungsbeispielen mit einander kombiniert werden, auch wenn nicht alle möglichen Kombinationen explizit beschrieben sind. Weiterhin können die in Verbindung mit den Figuren beschriebenen Ausführungsbeispiele zusätzliche oder alternative Merkmale gemäß der Beschreibung im allgemeinen Teil aufweisen.
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 in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist.
Bezugszeichenliste

1: Substrat
2, 3: Elektrodenschicht
4: organischer funktioneller Schichtenstapel
5: Isolatorschicht
10: aktives Element
11: aktiver Bereich
12: Anschlussbereich
13: mechanischer Entkopplungsbereich
20: mechanische Entlastungsstruktur
21, 21': Steg
22: Leiterbahn
23: Öffnung
30: Kontaktschicht
40, 41: Verkapselungsanordnung
50: elektrisch isolierende Schicht
60: Schutzschicht
100: organisches elektronisches Bauelement

Claims

Organisches elektronisches Bauelement (100), aufweisend - ein Substrat (1) mit einem aktiven Bereich (11), einem Anschlussbereich (13) und einem den aktiven Bereich (11) und Anschlussbereich (13) verbindenden mechanischen Entkopplungsbereich (12), - ein aktives Element (10) auf dem Substrat (1) im aktiven Bereich (11), - zumindest eine Kontaktschicht (30) auf dem Substrat (1) im Anschlussbereich (13) und - zumindest eine Leiterbahn (22) auf dem Substrat (1) im Entkopplungsbereich (12), wobei die zumindest eine Leiterbahn (22) die zumindest eine Kontaktschicht (30) mit dem aktiven Element (10) elektrisch leitend verbindet, wobei der Entkopplungsbereich (12) eine mechanische Entlastungsstruktur (20) aufweist, die eine größere Flexibilität als der aktive Bereich (11) aufweist und wobei der aktive Bereich (11), der Entkopplungsbereich (12) und der Anschlussbereich (13) des Substrats (1) zusammenhängend und einstückig ausgebildet sind.
Bauelement (100) nach Anspruch 1, wobei die Entlastungsstruktur (20) zumindest einen Steg (21) aufweist, der den aktiven Bereich (11) mit dem Anschlussbereich (13) verbindet.
Bauelement (100) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Entlastungsstruktur (20) zumindest zwei Stege (21) aufweist, die den aktiven Bereich (11) mit dem Anschlussbereich (13) verbinden.
Bauelement (100) nach dem vorherigen Anspruch, wobei die Entlastungsstruktur (20) zumindest eine Öffnung (23) aufweist, die zwischen den zumindest zwei Stegen (21) angeordnet ist.
Bauelement (100) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei der zumindest eine Steg (21) in einem unbelasteten Zustand geradlinig vom aktiven Bereich (11) zum Anschlussbereich (13) verläuft.
Bauelement (100) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei der zumindest eine Steg (21) in einem unbelasteten Zustand im Verlauf vom aktiven Bereich (11) zum Anschlussbereich (13) zumindest einen Richtungswechsel aufweist.
Bauelement (100) nach dem vorherigen Anspruch, wobei der zumindest eine Steg (21) in einem unbelasteten Zustand wellenförmig vom aktiven Bereich (11) zum Anschlussbereich (13) verläuft.
Bauelement (100) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Entlastungsstruktur (20) eine Mehrzahl von Öffnungen (23) aufweist, wobei zueinander unmittelbar benachbarte Öffnungen (23) jeweils durch einen Steg (21) einer Mehrzahl von Stegen (21) voneinander getrennt sind.
Bauelement (100) nach dem vorherigen Anspruch, wobei die Mehrzahl der Stege (21) eine kammartige Struktur bildet.
Bauelement (100) nach Anspruch 8, wobei die Mehrzahl der Stege (21, 21') eine netzartige Struktur bilden.
Bauelement (100) nach einem der vorherigen Ansprüche, weiterhin aufweisend eine Verkapselungsanordnung (40) über dem aktiven Element (10), wobei sich die Verkapselungsanordnung (40) vom aktiven Bereich (11) in den Entkopplungsbereich (12) erstreckt.
Bauelement (100) nach dem vorherigen Anspruch, wobei sich die Verkapselungsanordnung (40) in den Anschlussbereich (13) erstreckt.
Bauelement (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, weiterhin aufweisend eine Verkapselungsanordnung (40) über dem aktiven Element (10), wobei die Verkapselungsanordnung (40) ausschließlich auf dem aktiven Bereich (11) des Substrats (1) angeordnet ist.
Bauelement (100) nach einem der Ansprüche 11 bis 13, wobei die Verkapselungsanordnung (40) eine Dünnfilmverkapselung aufweist.
Bauelement (100) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die zumindest eine Leiterbahn (22) im Entkopplungsbereich (12) mit einer Schutzschicht (60) mit einem Kunststoffmaterial bedeckt ist.
Bauelement (100) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Substrat (1) flexibel ist.
Bauelement (100) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Substrat (1) elektrisch leitend ist und die zumindest eine Leiterbahn (22) vom Substrat (1) elektrisch isoliert angeordnet ist.
Bauelement (100) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das aktive Element (10) einen organischen funktionellen Schichtenstapel (4) aufweist.
Bauelement (100) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das aktive Element (10) ein organisches optoelektronisches Element ist.