DE102017116540A1

DE102017116540A1 - Organisches elektronisches Bauelement und Verfahren zur Herstellung eines organischen elektronischen Bauelements

Info

Publication number: DE102017116540A1
Application number: DE102017116540.1A
Authority: DE
Inventors: Armin Heinrichsdobler; Philipp Schwamb; Andrew Ingle
Original assignee: Osram Oled GmbH
Current assignee: Pictiva Displays International Ltd
Priority date: 2017-07-21
Filing date: 2017-07-21
Publication date: 2019-01-24

Abstract

Es wird ein organisches elektronisches Bauelement (100) angegeben, das ein Substrat (1), zumindest eine erste elektrisch leitende Schicht (2), zumindest eine organische funktionelle Schicht (4) und zumindest eine zweite elektrisch leitende Schicht (5) aufweist, wobei eine organische Isolatorschicht (3) in unmittelbarem Kontakt mit der zumindest einen ersten elektrisch leitenden Schicht (2) aufgebracht ist, wobei die organische Isolatorschicht (3) zumindest einen ersten Teil (31) und einen davon getrennten zweiten Teil (32) aufweist, wobei der erste Teil (31) in unmittelbarem Kontakt mit einer Oberflächenstruktur (23) der ersten elektrisch leitenden Schicht (2) zur zumindest teilweisen Planarisierung der Oberflächenstruktur (23) angeordnet ist und der zweite Teil (32) auf einem Teilbereich der ersten elektrisch leitenden Schicht (2) derart zwischen der ersten und zweiten elektrisch leitenden Schicht (2, 5) angeordnet ist, dass der Teilbereich der ersten elektrisch leitenden Schicht (2) von der organischen funktionellen Schicht (4) und/oder der zweiten elektrisch leitenden Schicht (5) elektrisch isoliert ist.Weiterhin wird ein Verfahren zur Herstellung eines organischen elektronischen Bauelements (100) angegeben.

Description

Es werden ein organisches elektronisches Bauelement und ein Verfahren zur Herstellung eines organischen elektronischen Bauelements angegeben.
Organische elektronische Bauelemente wie beispielsweise organische Leuchtdioden oder organische Fotodioden weisen Bereiche und Schichten auf, die durch ein bereichsweises Entfernen von Material nach dem Aufbringen strukturiert werden. Durch die Strukturierung gebildete Gräben und Spuren können herstellungsbedingte Morphologiecharakteristika aufweisen, die für die Bauteilrobustheit schädlich sind. Insbesondere können beispielsweise eine erhöhte Oberflächenrauheit sowie scharfe Kanten und Stufen die Verkapselbarkeit und die Anfälligkeit gegenüber Kurzschlüssen erhöhen. Daneben ist es oft erforderlich, funktionelle Schichten im aktiven Bereich eines Bauelements durch elektrisch isolierende Materialien gegeneinander elektrisch zu isolieren. Als übliche Maßnahme wird in bekannten Bauelementen daher eine Abdeckschicht, beispielsweise aus einem Resist, mit Planarisierungs- und Isolationsfunktion sowohl auf den unerwünschten Unebenheiten als auch zwischen funktionellen Schichten in Form einer großflächigen und zusammenhängenden Schicht abgeschieden. Dafür verwendete Materialien sind jedoch feuchtigkeitstransportierend und weisen einen großen thermischen Ausdehnungskoeffizienten sowie typischerweise eine geringe Haftung für anorganische Schichten wie beispielsweise Verkapselungsschichten auf. Daher erhöht der Einsatz einer solchen Abdeckschicht bei der Herstellung eines Bauelements den Aufwand, der betrieben werden muss, um das Bauelement ausreichend gegenüber schädigenden Umwelteinflüssen zu schützen.
Zumindest eine Aufgabe von bestimmten Ausführungsformen ist es, ein organisches elektronisches Bauelement anzugeben. Zumindest eine weitere Aufgabe von bestimmten Ausführungsformen ist es, ein Verfahren zur Herstellung eines organischen elektronischen Bauelements anzugeben.
Diese Aufgaben werden durch einen Gegenstand und ein Verfahren gemäß den unabhängigen Patentansprüchen 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. Das Substrat kann insbesondere flächig, also platten- oder folienförmig, ausgebildet sein und zwei sich gegenüber liegende Hauptoberflächen aufweisen. Richtungen, die parallel zu den Hauptoberflächen verlaufen, werden hier und im Folgenden als laterale Richtungen bezeichnet. Eine Richtung senkrecht zu den Hauptoberflächen wird hier und im Folgenden als vertikale Richtung bezeichnet.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist auf dem Substrat zumindest eine erste elektrisch leitende Schicht aufgebracht. Beispielsweise kann die zumindest eine erste elektrisch leitende Schicht unmittelbar auf dem Substrat angeordnet sein. Mit anderen Worten befindet sich zwischen dem Substrat und der zumindest einen ersten elektrisch leitenden Schicht in diesem Fall kein weiteres Material. Weiterhin kann das organische elektronische Bauelement zumindest eine organische funktionelle Schicht aufweisen. Die zumindest eine organische funktionelle Schicht ist auf zumindest einem Teilbereich der zumindest einen ersten elektrisch leitenden Schicht aufgebracht. Als organische funktionelle Schichten werden hier und im Folgenden Schichten mit oder bevorzugt aus organischen Materialien bezeichnet, die zur elektronischen Funktion des Bauelements beitragen.
Weiterhin kann das organische elektronische Bauelement zumindest eine zweite elektrisch leitende Schicht aufweisen. Die zumindest eine zweite elektrisch leitende Schicht kann zumindest teilweise auf der zumindest einen organischen funktionellen Schicht aufgebracht sein. Somit kann es einen Bereich auf dem Substrat geben, in dem die zumindest eine organische funktionelle Schicht zwischen der ersten und zweiten elektrisch leitenden Schicht angeordnet ist. Weiterhin kann die zumindest eine zweite elektrisch leitende Schicht auf der zumindest einen ersten elektrisch leitenden Schicht aufgebracht sein. Diesbezüglich kann es auf dem Substrat einen Bereich geben, in dem zwischen der ersten und zweiten elektrisch leitenden Schicht keine organische funktionelle Schicht angeordnet ist.
Dass eine Schicht oder ein Element „auf“ oder „über“ einer anderen Schicht oder einem anderen Element angeordnet oder aufgebracht ist, kann dabei hier und im Folgenden bedeuten, dass die eine Schicht oder das eine Element unmittelbar in direktem mechanischen und/oder elektrischen Kontakt auf der anderen Schicht oder dem anderen Element angeordnet ist. Weiterhin kann es auch bedeuten, dass die eine Schicht oder das eine Element mittelbar auf beziehungsweise über der anderen Schicht oder dem anderen Element angeordnet ist. Dabei können dann weitere Schichten und/oder Elemente zwischen der einen und der anderen Schicht beziehungsweise zwischen dem einen und dem anderen Element angeordnet sein.
Dass eine Schicht oder ein Element „zwischen“ zwei anderen Schichten oder Elementen angeordnet ist, kann hier und im Folgenden bedeuten, dass die eine Schicht oder das eine Element unmittelbar in direktem mechanischen und/oder elektrischen Kontakt oder in mittelbarem Kontakt zur einen der zwei anderen Schichten oder Elementen und in direktem mechanischen und/oder elektrischen Kontakt oder in mittelbarem Kontakt zur anderen der zwei anderen Schichten oder Elementen angeordnet ist. Dabei können bei mittelbarem Kontakt dann weitere Schichten und/oder Elemente zwischen der einen und zumindest einer der zwei anderen Schichten beziehungsweise zwischen dem einen und zumindest einem der zwei anderen Elemente angeordnet sein.
Gemäß zumindest einer weiteren Ausführungsform wird ein organisches elektronisches Bauelement hergestellt. Die vorab und im Folgenden beschriebenen Merkmale und Ausführungsformen gelten gleichermaßen für das organische elektronische Bauelement und für das Verfahren zur Herstellung des organischen elektronischen Bauelements.
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 funktionelle und weitere Materialien aufgebracht, um 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.
Dass das organische elektronische Bauelement zumindest eine organische funktionelle Schicht aufweist, kann insbesondere auch bedeuten, dass das organische elektronische Bauelement eine organische funktionelle Schichtenfolge mit der zumindest einen organischen funktionellen Schicht aufweist. Das heißt, dass das organische elektronische Bauelement in Form der organischen funktionellen Schichtenfolge eine Mehrzahl von organischen funktionellen Schichten aufweisen kann. Bei dem organischen elektronischen Bauelement kann es sich beispielsweise um ein organisches optoelektronisches Bauelement handeln. Mit anderen Worten kann das organische elektronische Bauelement eine organische funktionelle Schichtenfolge zur Bildung einer organischen Licht emittierenden Diode oder einer organischen Fotodiode aufweisen. In diesem Fall kann die organische funktionelle Schichtenfolge zumindest eine organische optoelektronische Schicht, also eine organische Licht emittierende Schicht oder eine organische Licht detektierende Schicht, aufweisen. 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. 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 eine organische funktionelle Schichtenfolge aufweisen, die beispielsweise einen organischen Transistor bildet.
Die organischen funktionellen Schichten der organischen funktionellen Schichtenfolge 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 kann dementsprechend beispielsweise mittels physikalischer Gasphasenabscheidung, etwa mittels Aufdampfen, oder mittels Flüssigphasenabscheidung erfolgen.
Zur elektrischen Kontaktierung der zumindest einen organischen funktionellen Schicht und insbesondere einer organischen funktionellen Schichtfolge können die erste und zweite elektrisch leitende Schicht zumindest zum Teil Elektrodenschichten oder Teile davon bilden. Je nach Ausgestaltung des organischen elektronischen Bauelements können die Elektrodenschichten hierbei großflächig und zusammenhängend sein oder alternativ dazu auch strukturiert sein und Aussparungen wie beispielsweise Öffnungen und/oder Gräben aufweisen. Weiterhin kann eine Elektrodenschicht beispielsweise auch mehrere voneinander getrennte Elektrodenschichtbereiche aufweisen.
Weiterhin kann das organische elektronische Bauelement als Teil der ersten und/oder zweiten elektrisch leitenden Schicht zumindest eine Leiterbahn aufweisen. Die zumindest eine Leiterbahn kann beispielsweise zur Verbindung zumindest einer zum externen elektrischen Anschluss des Bauelements vorgesehenen Anschlussschicht mit einer Elektrodenschicht ausgebildet sein. Die zumindest eine Anschlussschicht kann insbesondere in einem Bereich des Substrats angeordnet sein, der frei von der zumindest einen organischen funktionellen Schicht und weiterhin insbesondere auch frei von einer organischen funktionellen Schichtenfolge ist. Weiterhin kann die zumindest eine Leiterbahn beispielsweise auch zur Stromverteilung und damit zur Homogenisierung der Stromdichte auf einer Elektrodenschicht und über die Fläche der Elektrodenschicht verlaufen. In diesem Fall kann die zumindest eine Leiterbahn einen sogenannten „Busbar“ aufweisen oder ein solcher sein. Darüber hinaus kann die zumindest eine Leiterbahn auch eine zumindest auf einem Teilbereich einer Elektrodenschicht aufgebrachte Stromverteilungsschicht aufweisen oder sein. Weiterhin können auch mehrere Leiterbahnen mit jeweils einer oder mehreren der beschriebenen Funktionalitäten vorhanden sein.
Die zumindest eine erste und die zumindest eine zweite elektrisch leitende Schicht können somit jeweils durch eine Elektrodenschicht, eine Leiterbahn, eine Anschlussschicht oder durch eine jeweilige Mehrzahl und/oder durch eine Kombination dieser gebildet werden oder diese zumindest aufweisen. Die zumindest eine erste elektrisch leitende Schicht kann somit beispielsweise eine Elektrodenschicht aufweisen oder sein. Weiterhin kann die zumindest eine erste elektrisch leitende Schicht eine oder mehrere Leiterbahnen aufweisen oder sein. Weiterhin kann die zumindest eine erste elektrisch leitende Schicht zumindest eine oder mehrere Anschlussschichten aufweisen oder sein. Darüber hinaus kann die zumindest eine erste elektrisch leitende Schicht auch eine Kombination aus zumindest einer Elektrodenschicht und zumindest einer oder mehreren Leiterbahnen darauf und/oder daneben und/oder zumindest einer oder mehreren Anschlussschichten aufweisen oder sein. Entsprechend kann auch die zumindest eine zweite elektrisch leitende Schicht ausgebildet sein, wobei die zumindest eine zweite elektrisch leitende Schicht besonders bevorzugt eine Elektrodenschicht aufweisen oder sein kann.
Die elektrisch leitenden Schichten 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 und Lithium sowie Verbindungen, Kombinationen und Legierungen mit einem oder mehreren der genannten Materialien. Derartige Materialien können insbesondere für Elektrodenschichten und/oder Leiterbahnen geeignet sein. Das Kontaktmaterial kann beispielsweise auch einen Schichtenstapel mit mehreren Materialien aufweisen, beispielsweise einen metallischen Schichtenstapel wie etwa Mo/Al/Mo, Cr/Al, Cr/Al/Cr oder Cr/Ag/Cr. Weiterhin kann das Kontaktmaterial 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. Darüber hinaus kann das Kontaktmaterial und damit die zumindest eine erste und/oder zweite elektrisch leitende Schicht auch einen Schichtenstapel mit einer ersten Schicht mit einem TCO und einer zweiten Schicht mit einem Metall aufweisen, beispielsweise ITO/Cr/Al/Cr. Die erste Schicht kann hierbei beispielsweise eine Elektrodenschicht bilden oder Teil einer Elektrodenschicht sein, während die zweite Schicht zumindest eine oder mehrere Leiterbahnen bilden oder Teil zumindest einer oder mehrerer Leiterbahnen sein kann.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die zumindest eine erste elektrisch leitende Schicht strukturiert und weist eine Oberflächenstruktur auf. Das kann bedeuten, dass die zumindest eine erste elektrisch leitende Schicht eine oder mehrere der folgenden Strukturen aufweist: eine oder mehrere Aussparungen, beispielsweise eine oder mehrere Öffnungen und/oder einen oder mehrere Gräben, die durch die zumindest eine erste elektrisch leitende Schicht hindurchragen; eine oder mehrere Vertiefungen und/oder Stufen, also Bereiche mit unterschiedlichen Dicken. Beispielsweise kann eine Oberflächenstruktur auch dadurch gebildet sein, dass die zumindest eine erste elektrisch leitende Schicht zumindest eine erste und darüber eine zweite Schicht aufweist, von denen die zweite Schicht, also diejenige Schicht, die vom Substrat weiter entfernt ist, in zumindest einem Bereich eine Aussparung aufweist, in der das Material der zweiten Schicht bereichsweise nicht vorhanden ist, während die zwischen der zweiten Schicht und dem Substrat angeordnete erste Schicht der ersten elektrisch leitenden Schicht zumindest in einem Bereich der Aussparung vorhanden ist. Beispielsweise kann die zumindest eine erste elektrisch leitende Schicht eine Elektrodenschicht als erste Schicht aufweisen, auf der eine zweite Schicht mit einer oder mehreren Aussparungen und/oder mit einer oder mehreren Leiterbahnen aufgebracht ist.
Zur Bildung der Oberflächenstruktur kann die zumindest eine erste elektrisch leitende Schicht in zumindest einem Teilbereich des Substrats oder auch auf dem gesamten Substrat großflächig aufgebracht werden und anschließend durch bereichsweises Entfernen von aufgebrachtem Material strukturiert werden. Das Entfernen kann beispielsweise mittels eines Lasertrennverfahrens erzielt werden. Mit einem solchen Verfahren können in einer vorher beispielsweise großflächig aufgebrachten Schicht durch gezieltes Abtragen von Schichtmaterial auf einfache und effiziente Weise Öffnungen und/oder Gräben ausgebildet werden. Insbesondere sind hierdurch Öffnungsdurchmesser und Grabenbreiten von kleiner oder gleich 200 µm und bevorzugt kleiner oder gleich 100 µm und besonders bevorzugt kleiner oder gleich 60 µm möglich. Weiterhin sind auch andere Strukturierungsverfahren sowie Maskenprozesse möglich.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das organische elektronische Bauelement eine organische Isolatorschicht auf. Insbesondere kann die organische Isolatorschicht, die kein Teil einer organischen funktionellen Schichtenfolge ist, elektrisch isolierend sein. Die organische Isolatorschicht kann in unmittelbarem Kontakt mit der zumindest einen ersten elektrisch leitenden Schicht aufgebracht sein. Insbesondere kann die organische Isolatorschicht unzusammenhängende Teile aus demselben Material aufweisen. Mit anderen Worten kann die erste elektrisch leitende Schicht mehrere voneinander beabstandete Flächenbereiche aufweisen, die jeweils in unmittelbarem Kontakt zu Teilen der organischen Isolatorschicht stehen, wobei die Teile der organischen Isolatorschicht dasselbe Material aufweisen und voneinander getrennt sind. Somit kann die Isolatorschicht zumindest einen ersten Teil und einen zweiten, davon getrennten Teil aufweisen, wobei beide Teile aus demselben Material gebildet sind und lateral nebeneinander angeordnet sind.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der erste Teil der organischen Isolatorschicht in unmittelbarem Kontakt mit einer Oberflächenstruktur der ersten elektrisch leitenden Schicht zur zumindest teilweisen Planarisierung der Oberflächenstruktur angeordnet, während der zweite Teil auf einem Teilbereich der ersten elektrisch leitenden Schicht derart zwischen der ersten und zweiten elektrisch leitenden Schicht angeordnet ist, dass der Teilbereich der ersten elektrisch leitenden Schicht von der organischen funktionellen Schicht und/oder der zweiten elektrisch leitenden Schicht elektrisch isoliert ist. Der erste Teil der Isolatorschicht erfüllt hierbei somit zumindest die Funktion „Planarisierung“, während der davon getrennte, lateral versetzt dazu angeordnete zweite Teil der Isolatorschicht zumindest die Funktion „elektrische Isolierung“ erfüllt. Es können auch mehrere entsprechende erste und/oder mehrere entsprechende zweite Teile der organischen Isolatorschicht vorhanden sein, die alle voneinander getrennt sind.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Oberflächenstruktur zumindest eine Seitenfläche auf, die über eine Kante an eine dem Substrat abgewandte Oberseite der ersten elektrisch leitenden Schicht angrenzt. Der erste Teil der organischen Isolatorschicht kann die zumindest eine Seitenfläche besonders bevorzugt unmittelbar bedecken. Die Seitenfläche kann beispielsweise eine Seitenfläche einer Aussparung in der ersten elektrisch leitenden Schicht sein. Im Fall eines die Aussparung bildenden Grabens oder einer die Aussparung bildenden Öffnung kann es sich bei der Seitenfläche somit insbesondere um eine Seitenfläche des Grabens oder der Öffnung handeln. Weiterhin kann es sich bei der Seitenfläche auch um eine Seitenfläche einer Stufe, beispielsweise gebildet durch eine Leiterbahn, handeln. Bei der die Seitenfläche mit der Oberseite verbindenden Kante kann es sich im geometrischen Sinn um eine Außenkante oder eine Innenkante handeln.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ragt der erste Teil der organischen Isolatorschicht von der Kante aus um nicht mehr als 200 µm oder bevorzugt um nicht mehr als 100 µm oder besonders bevorzugt um nicht mehr als 50 µm auf die Oberseite der ersten elektrisch leitenden Schicht. Somit wird der erste Teil der organischen Isolatorschicht nicht großflächig aufgebracht, sondern im Wesentlichen im Bereich der zumindest einen Seitenfläche der Oberflächenstruktur, während die Oberseite bis auf einen Bereich von kleiner oder gleich 200 µm oder kleiner oder gleich 100 µm oder kleiner oder gleich 50 µm von der Kante aus frei von der organischen Isolatorschicht bleibt. Hierbei kann der erste Teil der organischen Isolatorschicht auf der Seitenfläche sogar nur bis zur Kante reichen oder auf der Seitenfläche beabstandet zur Kante enden, so dass die Oberseite frei vom ersten Teil der organischen Isolatorschicht ist. Weist die Oberflächenstruktur beispielsweise einen Graben auf, können insbesondere die Seitenflächen des Grabens mit der organischen Isolatorschicht bedeckt sein, wobei die organische Isolatorschicht um nicht mehr als 200 µm oder nicht mehr als 100 µm oder nicht mehr als 50 µm oder auch überhaupt nicht über Kanten, die die Grabenseitenflächen begrenzen, auf die Oberseite ragt. Das kann auch bedeuten, dass der Graben mit dem Material der organischen Isolatorschicht zumindest zum Teil oder vollständig gefüllt ist, während die angrenzende Oberseite der ersten elektrisch leitenden Schicht im Wesentlichen frei vom ersten Teil der organischen Isolatorschicht ist. Entsprechendes kann auch für eine Öffnung in der zumindest einen ersten elektrisch leitenden Schicht sowie für eine Leiterbahn sowie auch für Seitenränder zumindest von Teilbereichen der zumindest einen ersten elektrisch leitenden Schicht gelten.
Weiterhin kann es sein, dass der Graben und der erste Teil der organischen Isolatorschicht, der den Graben zumindest teilweise füllt, unbedeckt von der zweiten elektrisch leitenden Schicht sind. Mit anderen Worten überdeckt die zweite elektrisch leitende Schicht einen Teilbereich des Substrats, während der Graben und der erste Teil der organischen Isolatorschicht, der den Graben zumindest teilweise füllt, lateral versetzt und somit außerhalb dieses Teilbereichs angeordnet sind. Alternativ hierzu können der Graben und der erste Teil der organischen Isolatorschicht, der den Graben zumindest teilweise füllt, bedeckt von der zweiten elektrisch leitenden Schicht sein.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die zumindest eine erste elektrisch leitende Schicht in zumindest einem Bereich eine oder mehrere Leiterbahnen auf einer Elektrodenschicht auf, die zumindest an Seitenflächen mit dem zweiten Teil der organischen Isolatorschicht bedeckt sind. Zumindest die Seitenflächen der Leiterbahnen können somit durch den zweiten Teil der organischen Isolatorschicht gegen die zumindest eine organische funktionelle Schicht elektrisch isoliert sein. Die Leiterbahnen können hierbei wie weiter oben beschrieben einen Teil der Oberflächenstruktur der ersten elektrisch leitenden Schicht bilden, so dass die vorab und im Folgenden beschriebenen Merkmale bezüglich der Oberflächenstruktur und dem ersten Teil der organischen Isolatorschicht auch hierfür gelten können.
Die Leiterbahnen können weiterhin auch auf einer dem Substrat abgewandten Oberseite durch den zweiten Teil der organischen Isolatorschicht bedeckt und damit von angrenzenden Schichten elektrisch isoliert sein. Darüber hinaus kann es auch möglich sein, dass auf einer dem Substrat abgewandten Seite der einen oder der mehreren Leiterbahnen eine anorganische elektrisch isolierende Schicht angeordnet ist und die mit der organischen Isolatorschicht bedeckten Seitenflächen unbedeckt von der anorganischen elektrisch isolierenden Schicht sind. In diesem Fall kann es auch sein, dass zumindest ein Teil der anorganischen elektrisch isolierenden Schicht unbedeckt von der organischen Isolatorschicht ist. Insbesondere kann die anorganische elektrisch isolierende Schicht im Vergleich zur organischen Isolatorschicht nicht-feuchtigkeitsleitend sein. Dadurch kann es beispielsweise möglich sein, die anorganische elektrisch isolierende Schicht lateral zwischen voneinander getrennten Teilen der organischen Isolatorschicht derart aufzubringen, dass die Teile der organischen Isolatorschicht zusammen mit der anorganischen elektrisch isolierenden Schicht eine zusammenhängende Isolatorschicht bilden und eine zusammenhängende Oberfläche der ersten elektrisch leitenden Schicht, insbesondere einer oder mehrerer Leiterbahnen, zusammenhängend überdecken. Dadurch können beispielsweise laterale Zwischenräume zwischen ersten Teilen oder zwischen zweiten Teilen der organischen Isolatorschicht oder zwischen zumindest einem ersten Teil und einem zweiten Teil der organischen Isolatorschicht mittels der anorganischen elektrisch isolierenden Schicht bedeckt und somit überbrückt werden, wodurch eine zusammenhängende, großflächige Isolierung gebildet werden kann, die nicht durchgehend feuchtigkeitsleitend ist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die organische Isolatorschicht eines oder mehrere Materialien auf, die ausgewählt sind aus Siloxanen, Epoxiden, Acrylaten, Methylmethacrylaten, Imiden, Carbonaten, Olefinen, Styrolen, Urethanen, Phenoplasten und Derivaten davon in Form von Monomeren, Oligomeren oder Polymeren und weiterhin auch Mischungen, Copolymere oder Verbindungen damit. Beispielsweise kann die organische Isolatorschicht ein Epoxidharz, Phenolharz, Polymethylmethacrylat (PMMA), Polystyrol, Polycarbonat, Polyacrylat, Polyurethan oder ein Silikonharz wie etwa Polysiloxan oder Mischungen daraus aufweisen oder daraus sein. Insbesondere kann die organische Isolatorschicht ein Fotolackmaterial, beispielsweise mit einem oder mehreren der genannten Materialien, aufweisen oder daraus sein.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird die organische Isolatorschicht mittels Tintenstrahldruck oder mittels Aerosoldruck aufgebracht. Im Gegensatz zu üblicherweise zum Aufbringen von organischen Materialien verwendeten Verfahren wie Siebdruck oder Lithographieverfahren können mit diesen Verfahren flächenmäßig sehr kleine sowie sehr schmale Stufen oder Gräben gezielt mit dem Material der organischen Isolatorschicht bedeckt werden, da mit den beschriebenen Verfahren Materialtropfen aufgebracht werden, die auch bei einem gewissen lateralen Versatz beispielsweise in einen Graben fließen können. Insbesondere kann so eine räumliche Auflösung von bis zu 50 µm oder sogar kleiner erreicht werden. Dadurch ist es möglich, dass die Oberflächenstruktur der zumindest einen ersten elektrisch leitenden Schicht Aussparungen wie Gräben oder Öffnungen und/oder Stufen aufweisen kann, die eine Breite von beispielsweise kleiner oder gleich 60 µm aufweisen, und solche Aussparungen und/oder Stufen gezielt und räumlich begrenzt mit dem Material der organischen Isolatorschicht zur Bildung des ersten oder zweiten Teils der organischen Isolatorschicht bedeckt werden können. Wie vorab beschrieben können solche Strukturen in der ersten elektrisch leitenden Schicht beispielsweise durch ein Lasertrennverfahren hergestellt und anschließend somit gezielt mit dem Material der organischen Isolatorschicht bedeckt oder verfüllt werden. In mittels Lasertrennverfahren hergestellten Gräben können Überreste der ersten elektrisch leitenden Schicht vorhanden sein, die somit gezielt und räumlich sehr selektiv mit dem Material der organischen Isolatorschicht bedeckt und planarisiert werden können.
Nach dem räumlich selektiven Aufbringen der Teile der organischen Isolatorschicht kann die zumindest eine zweite elektrisch leitende Schicht aufgebracht werden. Darüber kann dann weiterhin eine Verkapselung, insbesondere beispielsweise eine dem Fachmann bekannte Dünnfilmverkapselung, aufgebracht werden. Da die organische Isolatorschicht nicht wie im Stand der Technik üblich großflächig zur Planarisierung und elektrischen Isolierung aufgebracht ist, sondern lateral nebeneinander voneinander getrennte Teile aufweist, können die oben beschriebenen Nachteile des Standes der Technik vermieden werden. Insbesondere kann vermieden werden, dass durch die organische Isolatorschicht von Bereichen mit einer großen Rauigkeit wie beispielsweise durch Lasertrennen herstellten Gräben Feuchtigkeit in Bereiche diffundieren kann, die voneinander elektrisch isoliert werden sollen und/oder die empfindlich gegenüber Feuchtigkeit sind. Betrachtet man ein herkömmliches, mit einer großflächigen organischen Planarisierung versehenes Bauelement, bei dem jeder Teilbereich der Planarisierung in lateraler Richtung feuchtigkeitsleitend mit feuchtigkeitsempfindlichen Komponenten des Bauelements in Kontakt stehen kann, kann mit der hier beschriebenen organischen Isolatorschicht erreicht werden, dass gemessen an der gesamten durch die organische Isolatorschicht und gegebenenfalls durch die vorab beschriebene anorganische elektrisch isolierenden Schicht bedeckten und somit isolierten Fläche eine Anteil von zumindest 5% oder von zumindest 10% oder von zumindest 50% oder besonders bevorzugt von zumindest 90% der organischen Isolatorschicht nicht feuchtigkeitsleitend mit feuchtigkeitsempfindlichen Komponenten des organischen elektronischen Bauelements verbunden ist. Außerdem kann sich eine Kostenreduktion ergeben, da die Menge des Materials der organischen Isolatorschicht minimiert werden kann, da dieses gezielt nur dort aufgebracht wird, wo es tatsächlich benötigt wird.
Weitere Vorteile, vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen ergeben sich aus den im Folgenden in Verbindung mit den Figuren beschriebenen Ausführungsbeispielen.
Es zeigen:

1A bis 1F schematische Darstellungen von Verfahrensschritten zur Herstellung eines organischen elektronischen Bauelements gemäß einem Ausführungsbeispiel,
2A und 2B schematische Darstellungen von Teilen von organischen elektronischen Bauelementen gemäß weiteren Ausführungsbeispielen,
3 eine schematische Darstellung eines Verfahrensschritts eines Verfahrens zur Herstellung eines organischen elektronischen Bauelements gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel und
4A, 4B und 5 schematische Darstellungen von Teilen von organischen elektronischen Bauelementen 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 bis 1F ist ein Verfahren zur Herstellung eines organischen elektronischen Bauelements 100 gezeigt, das rein beispielhaft als organisches Licht emittierendes Bauelement, insbesondere als organische Licht emittierenden Diode (OLED), ausgebildet ist. Alternativ hierzu kann das organische elektronische Bauelement 100 auch beispielsweise als organisches Licht detektierendes Bauelement oder als organisches elektronisches Bauelement ohne optoelektronische Funktionalität ausgebildet sein. In den 1A bis 1F sind jeweils Aufsichten entlang der vertikalen Richtung auf die in den einzelnen Verfahrensschritten aufgebrachten Schichten gezeigt.
In einem ersten Verfahrensschritt wird, wie in 1A gezeigt ist, ein Substrat 1 bereitgestellt. Das Substrat 1 ist im Hinblick auf die beispielhafte Ausführung des Bauelements 100 als OLED transparent ausgebildet. Das transparente Substrat 1 kann beispielsweise in Form einer Glasplatte oder Glasschicht bereitgestellt werden. Alternativ hierzu kann das Substrat 1 beispielsweise auch einen transparenten Kunststoff oder ein Glas-Kunststoff-Laminat aufweisen, wobei das Substrat 1 gegebenenfalls zusätzlich noch eine Verkapselung wie beispielsweise eine Dünnfilmverkapselung zur Abdichtung des Substratmaterials aufweisen kann.
Auf dem Substrat 1 wird, wie in 1B gezeigt ist, eine erste elektrisch leitende Schicht 2 aufgebracht. Die erste elektrisch leitende Schicht 2 kann insbesondere unmittelbar auf dem ersten Substrat 1 aufgebracht werden. Die erste elektrisch leitende Schicht ist im gezeigten Ausführungsbeispiel mehrschichtig ausgebildet, weist also einen Schichtenstapel mit mehreren Schichten mit verschiedenen Kontaktmaterialien auf. Alternativ hierzu kann die erste elektrisch leitende Schicht 2 auch einschichtig ausgebildet sein und beispielsweise nur eine der im Folgenden beschriebenen Schichten aufweisen. Als eine erste Schicht 21 wird als Kontaktmaterial ein transparentes elektrisch leitendes Material aufgebracht, das eine Elektrodenschicht bildet. Die erste Schicht 21 wird im gezeigten Ausführungsbeispiel großflächig aufgebacht und weist ein transparentes leitendes Oxid auf. Transparente leitende Oxide („transparent conductive oxide“, TCO) sind transparente, leitende Materialien, in der Regel Metalloxide, wie beispielsweise Zinkoxid, Zinnoxid, Aluminiumzinnoxid, Cadmiumoxid, Titanoxid, Indiumoxid und Indiumzinnoxid (ITO). Neben binären Metallsauerstoffverbindungen, wie beispielsweise ZnO, SnO₂ oder In₂O₃ gehören auch ternäre Metallsauerstoffverbindungen, wie beispielsweise Zn₂SnO₄, CdSnO₃, ZnSnO₃, MgIn₂O₄, GaInO₃, Zn₂In₂O₅ oder In₄Sn₃O₁₂ oder Mischungen unterschiedlicher transparenter leitender Oxide zu der Gruppe der TCOs. Weiterhin entsprechen die TCOs nicht zwingend einer stöchiometrischen Zusammensetzung und können auch p- oder n-dotiert sein. Weiterhin kann die erste Schicht 21 beispielsweise auch ein transparentes Metall, also ein Metall mit einer ausreichend geringen Dicke im Bereich von einigen zehn Nanometern oder weniger, aufweisen, das ausgewählt sein kann aus Aluminium, Barium, Indium, Silber, Gold, Magnesium, Calcium, Kupfer und Lithium sowie Verbindungen, Kombinationen und Legierungen damit. Darüber hinaus sind auch metallische Netzstrukturen beziehungsweise leitende Netzwerke, beispielsweise mit oder aus Silber, und/oder Graphen beziehungsweise kohlenstoffhaltige Schichten oder eine Kombination der genannten transparenten Materialien möglich.
Auf der ersten Schicht 21 wird als zweite Schicht 22 der ersten elektrisch leitenden Schicht 2 eine Schicht mit einem Metall als Kontaktmaterial aufgebracht. Das Kontaktmaterial kann eines der vorher genannten Metalle aufweisen. Besonders bevorzugt kann die zweite Schicht 22 auch einen Schichtenstapel mit mehreren Kontaktmaterialien aufweisen, beispielsweise einen metallischen Schichtenstapel wie etwa Mo/Al/Mo, Cr/Al, Cr/Al/Cr oder Cr/Ag/Cr. Die zweite Schicht 22 ist bevorzugt nicht-transparent ausgebildet und wird strukturiert aufgebracht. Insbesondere wird die zweite Schicht 22 nicht in denjenigen Bereichen aufgebracht oder nachträglich entfernt, in denen eine Lichtabstrahlung im späteren Betrieb des Bauelements 100 erwünscht ist, sowie auch nicht in solchen Bereichen, die beispielsweise aus Designgründen nicht durch die zweite Schicht 22 abgedeckt werden sollen. Im gezeigten Ausführungsbeispiel weist die zweite Schicht 22 rein beispielhaft drei Bereiche auf, die als rechteckige Öffnungen ausgebildet sind und in denen die erste Schicht 21 durch die zweite Schicht 22 unbedeckt bleibt. Diese von der zweiten Schicht 22 freigehaltenen Bereiche entsprechend im Wesentlichen den Leuchtflächen des später fertiggestellten Bauelements 100. Die Öffnungen in der zweiten Schicht 22 können beispielsweise mittels Maskenprozessen hergestellt werden.
Aufgrund der beschriebenen Eigenschaften der zweiten Schicht 22 kann die zweite Schicht 22 zum einen als Stromverteilungsschicht dienen, mit der eine geringere Querleitfähigkeit der ersten Schicht 21 ausgeglichen werden kann. Hierbei kann die zweite Schicht 22 beispielsweise zusätzlich in den durch die Öffnungen gebildeten Bereichen Leiterbahnen aufweisen, durch die in diesen Bereichen ebenfalls die Stromverteilung verbessert werden kann. Als solche Leiterbahn kann auch der Bereich der zweiten Schicht 22 verstanden werden, der zwischen den beiden größeren Öffnungen neben der kleineren Öffnung vorhanden ist. Zum anderen kann die zweite Schicht 22 zum Abdecken von Bereichen der ersten Schicht 21 verwendet werden, in denen keine Lichtabstrahlung vorgesehen ist oder die aus anderen Gründen nicht transparent sein sollen.
In einem weiteren Verfahrensschritt wird, wie in 1C gezeigt ist, zusätzlich zu den die Leuchtflächen definierenden Öffnungen in der zweiten Schicht 22 eine Oberflächenstruktur 23 in der ersten elektrisch leitenden Schicht 2 hergestellt. Hierzu werden in der ersten elektrisch leitenden Schicht 2 Gräben 24 hergestellt, die vorzugsweise durch die erste elektrisch leitende Schicht 2 bis zum darunter liegenden Substrat 1 hindurchreichen, so dass durch die Gräben 24 Bereiche der ersten elektrisch leitenden Schicht voneinander getrennt werden. Im gezeigten Ausführungsbeispiel wird als Oberflächenstruktur 23 rein beispielhaft durch selektive Materialentfernung ein Graben 24 in einem Randbereich sowie ein weiterer Graben 24 innerhalb der mittleren Öffnung in der zweiten Schicht 22 der ersten elektrisch leitenden Schicht 2 ausgebildet. Die Materialentfernung wird im gezeigten Ausführungsbeispiel bevorzugt mittels eines Lasertrennverfahrens durchgeführt, wodurch Grabenbreiten von kleiner oder gleich 60 µm möglich sind. Durch entsprechend hergestellte Gräben kann es auch möglich sein, einen oder mehrere elektrische Anschlusskontakte in der ersten elektrisch leitenden Schicht zu definieren, mittels derer eine später aufgebrachte zweite elektrisch leitende Schicht kontaktiert werden kann.
In einem weiteren Verfahrensschritt wird, wie in 1D gezeigt ist, in unmittelbarem Kontakt zur ersten elektrisch leitenden Schicht 2 eine organische Isolatorschicht 3 in Form von voneinander getrennten Teilen 31, 32, 33 aufgebracht, wobei als Material für die organische Isolatorschicht 3 besonders bevorzugt eines der oben im allgemeinen Teil genannten Materialien aufgebracht wird, beispielsweise ein Fotolackmaterial wie etwa ein Epoxidharz oder ein Phenolharz. Das Aufbringen kann insbesondere mittels Tintenstrahldruck oder mittels Aerosoldruck erfolgen. Durch die genannten Verfahren kann eine räumliche Auflösung von bis zu 50 µm oder sogar weniger erreicht werden. Dadurch können in den Gräben 24 der Oberflächenstruktur 23 Teile 31, 33 der organischen Isolatorschicht 3 aufgebracht werden, durch die die Gräben 24 zumindest teilweise planarisiert werden. Weitere Merkmale hierzu sind in Verbindung mit den folgenden Figuren beschrieben.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel wird ein weiterer Teil 32 der organischen Isolatorschicht 3 auf dem Bereich der ersten elektrisch leitenden Schicht 2 aufgebracht, der im später fertiggestellten Bauelement 100 von den im Folgenden aufgebrachten Schichten, also insbesondere von der im Folgenden beschriebene zumindest einen organischen funktionellen Schicht und der zumindest einen zweiten elektrisch leitenden Schicht, elektrisch isoliert sein soll, um Kurzschlüsse zu vermeiden. Sind auf den durch die Öffnungen in der zweiten Schicht 22 definierten Leuchtflächen auf der ersten Schicht 21 zusätzlich Leiterbahnen durch hier nicht gezeigte Teile der zweiten Schicht 22 gebildet, können diese wie weiter unten beschrieben ebenfalls zumindest auf Seitenflächen mit weiteren Teilen der organischen Isolatorschicht 3 bedeckt und somit von den nachfolgend aufgebrachten Schichten elektrisch isoliert werden. Die durch die Teile 31, 33 bewirkte Planarisierungsfunktion wird somit nicht mit der durch den oder die Teile 32 bewirkten Isolierungsfunktion vermischt.
In einem weiteren Verfahrensschritt wird, wie in 1E gezeigt ist, zumindest eine organische funktionelle Schicht 4 auf der ersten Schicht 21 der ersten elektrisch leitenden Schicht 2 in den als Leuchtflächen vorgesehenen Bereichen aufgebracht. Die zumindest eine organische funktionelle Schicht 4 kann, wie im allgemeinen Teil beschrieben ist, insbesondere auch als organische funktionelle Schichtenfolge ausgebildet sein und im allgemeinen Teil beschriebene Merkmale und Materialien aufweisen. Anschließend wird, wie in 1F gezeigt ist, eine zweite elektrisch leitende Schicht 5 auf den vorab aufgebrachten Schichten aufgebracht. Die zweite elektrisch leitende Schicht 5 kann insbesondere eines oder mehrere der im Zusammenhang mit der ersten elektrisch leitenden Schicht 2 genannten Metalle aufweisen. Die erste elektrisch leitende Schicht und insbesondere die erste Schicht 21 dieser sowie die zweite elektrisch leitende Schicht 5 dienen als Elektrodenschichten zur Einprägung von Strom in die zumindest eine organische funktionelle Schicht 4 in den durch die Öffnungen in der zweiten Schicht 22 der ersten elektrisch leitenden Schicht 2 definierten Leuchtflächen. Zusätzlich können auf dem Substrat 1 auch noch Anschlusskontakte vorhanden sein, die in den 1A bis 1F nicht gezeigt sind und über die ein elektrischer Anschluss der ersten und zweiten elektrisch leitenden Schicht 2, 5 an eine externe Strom- und/oder Spannungsversorgung möglich ist.
Über den aufgebrachten Schichten kann zusätzlich eine Verkapselung, beispielsweise in Form einer Dünnfilmverkapselung, aufgebracht werden, um die organischen Materialien der zumindest einen organischen funktionellen Schicht 4 beispielsweise vor Feuchtigkeit zu schützen. Wie vorab beschrieben kann durch die in voneinander getrennte Teile 31, 32, 33 ausgebildete organische Isolatorschicht 3 vermieden werden, dass Feuchtigkeit in der Organischen Isolatorschicht 3 unter die Verkapselung hinein zu den Leuchtflächen kriechen kann.
In den 2A und 2B ist in einer Schnittdarstellung ein Beispiel für einen Graben 24 einer Oberflächenstruktur 23 gezeigt, der mittels Lasertrennens in der ersten elektrisch leitenden Schicht 2 hergestellt wurde. Der Graben weist Seitenflächen 25 auf, die über Kanten 26 an die dem Substrat 1 abgewandte Oberseite 27 der ersten elektrisch leitenden Schicht 2 angrenzen. Im Graben 24 können, wie in den 2A und 2B angedeutet ist, durch das Verfahren zur Herstellung des Grabens 24 Überreste 28 der ersten elektrisch leitenden Schicht 2 vorhanden sein, die in Form von Spikes oder Bruchkanten eine erhöhte Rauigkeit bewirken. Ebenso können auch auf der Oberseite 27 in Grabennähe Materialüberreste vom Lasertrennverfahren zurückbleiben. Durch die beschriebenen Verfahren zum Aufbringen des Materials der organischen Isolatorschicht 3 kann erreicht werden, dass trotz geringer Grabenbreiten von beispielsweise 60 µm oder sogar weniger der zur Planarisierung des Grabens 24 aufgebrachte Teil 31 der organischen Isolatorschicht 3 im Wesentlichen nur innerhalb des Grabens 24 angeordnet wird und der Graben 24 zumindest teilweise oder komplett verfüllt wird. Wie in 2A gezeigt ist, kann der planarisierende Teil 31 der organischen Isolatorschicht 3 auf der Seitenfläche 25 nur bis zu einer Höhe unterhalb der Kante 26 oder alternativ dazu auch bis zur Kante reichen, so dass die Oberseite 27 frei vom planarisierenden Teil 31 der organischen Isolatorschicht 3 bleiben kann. Weiterhin kann, beispielsweise zur Planarisierung der Grabenkanten 25 und gegebenenfalls von Materialüberresten auf der Oberseite 27 der ersten elektrisch leitenden Schicht, der planarisierende Teil 31 der organischen Isolatorschicht 3 etwas „überlaufen“ und bevorzugt um nicht mehr als 50 µm über die Kanten 26, die die Grabenseitenflächen 25 begrenzen, auf die Oberseite 27 reichen, wie in 2B gezeigt ist.
Die genaue Befüllung der Gräben 24 kann durch die vorab beschriebenen Tintenstrahldruck- oder Aerosoldruckverfahren erreicht werden, wie in 3 angedeutet ist, in der die Applikation eines Materialtropfens des Materials 30 der organischen Isolatorschicht 3 mittels eines Druckelements 9 wie etwa einer Tintenstrahldrucknadel angedeutet ist. Die Tropfengröße kann typischerweise im Bereich von 20 µm bis 50 µm liegen. Selbst bei einem in 3 angedeuteten Versatz 90 zwischen der Grabenmitte und der Tropfenmitte, der größenordnungsmäßig im Bereich der Tropfengröße liegen kann, kann eine gezielte Befüllung des Grabens 24 zur Herstellung des planarisierenden Teils der organischen Isolatorschicht 3 erreicht werden, da der Materialtropfen auch bei einem Versatz in den Graben 24 fließen kann und somit in einer Art selbstausrichtendem Prozess im Graben 24 aufgebracht werden kann.
In den 4A und 4B sind Ausschnitte von weiteren Ausführungsbeispielen einer Oberflächenstruktur 23 der ersten elektrisch leitenden Schicht 2 in Form von Leiterbahnen gezeigt. Wie vorab in Verbindung mit den Gräben 24 beschrieben ist es auch im Falle der Leiterbahnen möglich, das Material der organischen Isolatorschicht 3 gezielt auf die Seitenflächen der Oberflächenstruktur 23, in diesem Fall also auf die Seitenflächen der Leiterbahnen, die wie rein beispielhaft gezeigt eben oder stufig sein können, aufzubringen, wobei das Material der organischen Isolatorschicht 3 von den die Seitenflächen 25 begrenzenden Kanten 26 aus um bevorzugt nicht mehr als 50 µm auf die Oberseite 27 der ersten elektrisch leitenden Schicht 2 ragt. Wie in 4A gezeigt ist, kann auf der Oberseite der Leiterbahnen eine anorganische elektrisch isolierende Schicht 6 angeordnet sein, beispielsweise ein Metalloxid, durch die die Leiterbahnoberseite bereits elektrisch isoliert wird, so dass ein zusätzliches Aufbringen der organischen Isolatorschicht 3 auf der Leiterbahnoberseite zur elektrischen Isolation nicht mehr notwendig ist. Somit ist es möglich, mittels der anorganischen elektrisch isolierenden Schicht 6 voneinander getrennte Teile der organischen Isolatorschicht 3 unter Bildung einer zusammenhängenden Isolierung zu überbrücken. Ist hingegen keine anorganische elektrisch isolierende Schicht vorhanden, wie in 4B gezeigt ist, kann die organische Isolatorschicht 3 gezielt auch auf der Leiterbahnoberseite aufgebracht werden. Durch die elektrische Isolierung der durch die zweite Schicht 22 gebildeten Leiterbahnen kann erreicht werden, dass mittels der ersten elektrisch leitenden Schicht 2 zugeführte Ladungsträger nur durch die erste Schicht 21 in eine darüber aufgebrachte organische funktionelle Schicht injiziert werden können.
In 5 ist in einem Ausschnitt ein weiteres Ausführungsbeispiel für die Befüllung von Gräben 24 in der ersten elektrisch leitenden Schicht 2 mit voneinander getrennten Teilen 31 der organischen Isolatorschicht 3 gezeigt. Rein beispielhaft weist die erste elektrisch leitende Schicht 2 eine durch die zweite Schicht 22 gebildete Leiterbahnstruktur mit einer anorganischen elektrisch isolierenden Schicht 6 auf der Oberseite auf, wobei zwischen den Leiterbahnen in der ersten Schicht 21 die Gräben 24 vorhanden sind. Mit Hilfe des vorab beschriebenen Verfahrens ist ein gezieltes Befüllen der Gräben 24 zwischen den Leiterbahnen und damit ein gezieltes Planarisieren der Gräben 24 möglich, ohne die Leiterbahnen selbst mit dem Material der organischen Isolatorschicht 3 überformen zu müssen.
Die in Verbindung mit den Figuren beschriebenen Ausführungsbeispiele können gemäß weiteren Ausführungsbeispielen auch miteinander kombiniert werden. Weiterhin können die in 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: erste elektrisch leitende Schicht
3: organische Isolatorschicht
4: organische funktionelle Schicht
5: zweite elektrisch leitende Schicht
6: anorganische elektrisch isolierende Schicht
9: Druckelement
21: erste Schicht
22: zweite Schicht
23: Oberflächenstruktur
24: Graben
25: Seitenfläche
26: Kante
27: Oberseite
28: Überreste
30: Material
31, 32, 33: Teil
90: Versatz
100: organisches elektronisches Bauelement

Claims

Organisches elektronisches Bauelement (100), aufweisend - ein Substrat (1), - zumindest eine erste elektrisch leitende Schicht (2) auf dem Substrat (1), - zumindest eine organische funktionelle Schicht (4), die auf zumindest einem Teilbereich der ersten elektrisch leitenden Schicht (2) aufgebracht ist, - zumindest eine zweite elektrisch leitende Schicht (5) auf der organischen funktionellen Schicht (4) und der ersten elektrisch leitenden Schicht (2), wobei eine organische Isolatorschicht (3) in unmittelbarem Kontakt mit der zumindest einen ersten elektrisch leitenden Schicht (2) aufgebracht ist, wobei die organische Isolatorschicht (3) zumindest einen ersten Teil (31) und einen davon getrennten zweiten Teil (32) aufweist, wobei der erste Teil (31) in unmittelbarem Kontakt mit einer Oberflächenstruktur (23) der ersten elektrisch leitenden Schicht (2) zur zumindest teilweisen Planarisierung der Oberflächenstruktur (23) angeordnet ist und der zweite Teil (32) auf einem Teilbereich der ersten elektrisch leitenden Schicht (2) derart zwischen der ersten und zweiten elektrisch leitenden Schicht (2, 5) angeordnet ist, dass der Teilbereich der ersten elektrisch leitenden Schicht (2) von der organischen funktionellen Schicht (4) und/oder der zweiten elektrisch leitenden Schicht (5) elektrisch isoliert ist.
Bauelement (100) nach Anspruch 1, wobei die Oberflächenstruktur (23) zumindest eine Seitenfläche (25) aufweist, die über eine Kante (26) an eine dem Substrat (1) abgewandte Oberseite (27) der ersten elektrisch leitenden Schicht (2) angrenzt, wobei der erste Teil (31) der organischen Isolatorschicht (3) die zumindest eine Seitenfläche (25) unmittelbar bedeckt und wobei der erste Teil (31) der organischen Isolatorschicht (3) von der Kante (26) aus um nicht mehr als 50 µm auf die Oberseite (27) ragt.
Bauelement (100) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der erste Teil (31) der organischen Isolatorschicht (3) nur bis zur Kante (26) reicht oder beabstandet zur Kante (26) auf der Seitenfläche (25) endet, so dass die Oberseite (27) frei vom ersten Teil (31) der organischen Isolatorschicht (3) ist.
Bauelement (100) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Oberflächenstruktur (23) zumindest einen Graben (24) aufweist, der durch die zumindest eine erste elektrisch leitende Schicht (2) hindurchragt und wobei im Graben (24) Überreste der ersten elektrisch leitenden Schicht (2) vorhanden sind, die von einem Lasertrennverfahren stammen, mit dem der Graben (24) gebildet ist.
Bauelement (100) nach Anspruch 4, wobei der Graben (24) mit der organischen Isolatorschicht (3) zumindest zum Teil gefüllt ist.
Bauelement (100) nach Anspruch 5, wobei der Graben (24) mit der organischen Isolatorschicht (3) vollständig gefüllt ist.
Bauelement (100) nach einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei der Graben (24) und der erste Teil (31) der organischen Isolatorschicht (3) unbedeckt von der zweiten elektrisch leitenden Schicht (5) sind.
Bauelement (100) nach einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei der Graben (24) und der erste Teil (31) der organischen elektrisch leitenden Schicht (3) bedeckt von der zweiten elektrisch leitenden Schicht (5) sind.
Bauelement (100) nach einem der Ansprüche 4 bis 8, wobei der Graben (24) eine Breite von kleiner oder gleich 60 µm aufweist.
Bauelement (100) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die zumindest eine erste elektrisch leitende Schicht (2) unmittelbar auf dem Substrat (1) angeordnet ist.
Bauelement (100) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die zumindest eine erste elektrisch leitende Schicht (2) in zumindest einem Bereich eine oder mehrere Leiterbahnen aufweist, die zumindest an Seitenflächen (25) mit dem zweiten Teil (32) der organischen Isolatorschicht (3) bedeckt sind.
Bauelement (100) nach dem vorherigen Anspruch, wobei auf einer dem Substrat (1) abgewandten Seite der einen oder der mehreren Leiterbahnen eine anorganische elektrisch isolierende Schicht (6) angeordnet ist und die mit der organischen Isolatorschicht (3) bedeckten Seitenflächen (25) unbedeckt von der anorganischen elektrisch isolierenden Schicht (6) sind.
Bauelement (100) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die erste elektrisch leitende Schicht (2) ein transparentes leitendes Oxid und/oder ein Metall aufweist.
Bauelement (100) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die zumindest eine erste elektrisch leitende Schicht (2) eine Schichtenstapel aufweist.
Bauelement (100) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die erste elektrisch leitende Schicht (2) zumindest eine erste Schicht (21) mit einem transparenten leitenden Oxid und zumindest eine zweite Schicht (22) mit einem Metall aufweist.
Bauelement (100) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die erste und zweite Schicht (21, 22) unterschiedlich strukturiert sind.
Verfahren zu Herstellung eines organischen elektronischen Bauelements (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 16, bei dem die organische Isolatorschicht (3) mittels Tintenstrahldruck oder mittels Aerosoldruck aufgebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 17, bei dem die Oberflächenstruktur (23) der zumindest einen ersten elektrisch leitenden Schicht (2) einen Graben (24) aufweist, der durch ein Lasertrennverfahren hergestellt wird.