EP2248202A1 - Organic light-emitting diode, contact arrangement and method for producing an organic light-emitting diode - Google Patents

Organic light-emitting diode, contact arrangement and method for producing an organic light-emitting diode

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EP2248202A1
EP2248202A1 EP09715337A EP09715337A EP2248202A1 EP 2248202 A1 EP2248202 A1 EP 2248202A1 EP 09715337 A EP09715337 A EP 09715337A EP 09715337 A EP09715337 A EP 09715337A EP 2248202 A1 EP2248202 A1 EP 2248202A1
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EP
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layer
connection layer
recesses
emitting diode
connection
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP09715337A
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German (de)
French (fr)
Inventor
Erwin Lang
Dirk Becker
Thomas Dobbertin
Markus Klein
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Osram Oled GmbH
Original Assignee
Osram Opto Semiconductors GmbH
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Filing date
Publication date
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Definitions

  • Organic light-emitting diode contact arrangement and method for producing an organic light-emitting diode
  • the invention relates to electronic components with a planar, optically active region in general and organic light-emitting diodes in particular.
  • Flat in this context means that the optically active element extends substantially further in a first and second spatial direction spanning the first and second surface than in the remaining third spatial direction.
  • a problem of conventional light-emitting diodes is the uniform supply of an operating voltage.
  • the operating voltage for an organic layer stack is applied to edge regions of two connection layers. While an electrical supply via a metallic connection layer is relatively uncritical due to the good conductivity of metal, a voltage applied to a different type of, in particular transparent, connection layer drops from the edge. This is because such layers have a low transverse conductivity compared to metallic layers and thus do not conduct the supply voltage as well as a metallic connection layer. Together with the operating voltage, the achievable luminance drops, in particular in the case of organic light-emitting diodes, from the edge in the direction of an inner region of a luminous surface.
  • the object of the invention is therefore to describe an organic light-emitting diode and a contact arrangement for a planar, optically active element, the one allow improved electrical connection of a layer stack or an optically active element.
  • an organic light-emitting diode is described, which allows a uniform radiation over the entire surface. It should also be described a method which is suitable for producing such a light-emitting diode.
  • a light-emitting diode which comprises a layer stack, wherein the
  • the Light-emitting diode has at least one organic layer for emitting electromagnetic radiation and a first surface and a second surface opposite the first surface.
  • the light-emitting diode further comprises an electrically conductive first connection layer, which is arranged on the first surface of the layer stack and electrically connected thereto.
  • the light-emitting diode comprises an electrically conductive and for electromagnetic radiation of a characteristic wavelength of the emissive electromagnetic radiation at least predominantly permeable, second connection layer, which is arranged on the second surface of the layer stack and electrically connected thereto.
  • the light emitting diode is characterized in that on the side opposite the layer stack of the first
  • Terminal layer is arranged one of these electrically insulated, conductive contact structure, the first connection layer having a plurality of recesses and the second connection layer in the region of the plurality of recesses of the first connection layer electrically to the
  • Contact structure is connected.
  • a current supply is made possible through the first connection layer, for example from one side of a carrier substrate.
  • an electrical potential in the region of the plurality of recesses for the second connection layer can be provided.
  • the conductive contact structure partially takes on the task of the second connection layer and effectively improves the transverse conductivity.
  • the contact structure comprises at least a first insulating layer and an electrically conductive third connecting layer, wherein the first insulating layer is in direct physical contact with the side facing away from the layer stack of the first connection layer and the third connection layer facing away in direct physical contact with the first connection layer Side of the first insulating layer is.
  • the insulating layer is designed as an electrically insulating carrier substrate and has a plurality of recesses, which is assigned to the plurality of recesses of the first connection layer.
  • the layer stack in the region of the plurality of recesses of the first connection layer in each case has a depression and the second connection layer protrudes into these recesses in order to electrically contact the contact structure.
  • a plurality of contact elements is arranged in the layer stack, which is assigned to the plurality of recesses of the first connection layer and electrically connects the second connection layer with the contact structure.
  • each of the plurality of contact elements each surrounds an insulating layer which electrically isolates the respective contact element from the layer stack.
  • the second connection layer comprises a doped transition metal oxide, in particular indium tin oxide or aluminum doped zinc oxide.
  • the second connection layer comprises a thin metal layer having a thickness between 5 and 50 nm, in particular a metal layer having a thickness of 'less than 30 nm.
  • a thin metal layer as a second connection layer allows for improved distribution of the operating voltage at the second surface of the layer stack.
  • the second connection layer additionally comprises at least one doped transition metal oxide layer, the thin metal layer and the transition metal layer forming a composite structure.
  • a terminal layer comprising at least a thin metal layer and at least one transition metal oxide layer
  • the transverse conductivity of the second terminal layer can be improved while maintaining acceptable transparency as compared with a pure metal layer.
  • sandwich structures with a thin metal layer, which is arranged between two transition metal layers, or a transition metal oxide layer, which is arranged between two thin metal layers.
  • the underlying object is further achieved by a contact arrangement for a planar, optically active element having a first surface and a parallel second surface opposite the first surface.
  • the contact arrangement for a planar, optically active element having a first Surface and one of the first surface opposite parallel second surface has the contact arrangement:
  • a conductive contact structure which is electrically insulated from this, is arranged,
  • the first connection layer has a plurality of recesses
  • the second connection layer in the region of the plurality of recesses of the first connection layer is electrically connected to the contact structure.
  • the contact arrangement can be used, for example, for a light-emitting diode described here. That is, the features specified in connection with the light-emitting diode are also disclosed for the contact arrangement described here, and vice versa.
  • Providing a flat, electrically conductive first connection layer and one in the region of the first Forming a layer stack comprising at least one organic layer for emitting electromagnetic radiation on a side opposite the contact structure of the first connection layer, surface application of an electrically conductive and for a predetermined characteristic wavelength of the emissive electromagnetic radiation at least predominantly transparent second connection layer on one side of the layer stack opposite the first connection layer, and - forming a plurality of electrical connections between the second connection layer and the contact structure through the plurality of recesses in the first connection layer.
  • an organic light-emitting diode described here can be produced. That is, the features described in connection with the organic light emitting diode are also disclosed in connection with the method and vice versa.
  • the shaping of the plurality of recesses in the first connection layer is carried out together with the removal of the parts of the layer stack.
  • Parts of the layer stack are removed by the action of electromagnetic radiation, in particular by laser ablation.
  • the production can take place without additional chemical or other intermediate steps without contact.
  • the layer stack is applied in a structured manner, areas being allocated during the application of the layer stack which are assigned to the plurality of recesses of the first connection layer, so that the layer stack likewise has a plurality of recesses. If areas are omitted during the application of the layer stack, a subsequent introduction of recesses in the
  • the layer stack is applied to the first connection layer by means of screen printing technology.
  • the use of the screen printing technique allows a simple production of Schichtstapeis with recesses.
  • the layer stack is applied by vapor deposition on the first connection layer, wherein the areas to be omitted are covered by means of a shadow mask.
  • the application of the layer stack by means of vapor deposition and an associated shadow mask allows a uniform application of a layer stack with recesses.
  • a plurality of contact elements is introduced into regions of the layer stack which is assigned to the plurality of recesses in the first connection layer.
  • Layer stack can be connected through.
  • the light-emitting diode comprises a carrier substrate and the first connection layer and / or the contact structure are applied to the carrier substrate by means of photolithography.
  • FIG. 1 shows a cross section through an organic light-emitting diode with additional contact elements according to a
  • Figure 2 is a first plan view of an organic compound
  • Figure 3 is a second plan view of an organic compound
  • FIG. 4 shows a cross section through an organic light-emitting diode with a first contact arrangement according to a further exemplary embodiment
  • FIG. 5 shows a cross section through an organic light-emitting diode with a second contact arrangement according to a further exemplary embodiment
  • Figure 6 shows different ways of structuring various contact arrangements according to different embodiments and Figure 7 shows an embodiment of a flowchart of a method for producing organic light emitting diodes and other planar components.
  • FIG. 1 shows a cross section through an organic light-emitting diode 1 according to one exemplary embodiment.
  • the organic light-emitting diode 1 comprises a layer stack 2 which has at least one organic layer 3 for emission of electromagnetic radiation.
  • the layer stack 2 may contain further organic and inorganic layers which are necessary or advantageous for the formation of a diode structure. Examples of such layers are layers for hole transport or electron transport, emitter layers, n-doped layers, p-doped layers, buffer layers and intermediate layers, as are known to the person skilled in the art. For reasons of clarity, however, such additional layers are not shown in FIG.
  • the layer stack 2 includes a functional area with one or more functional layers of organic materials.
  • the functional layers may be formed, for example, as electron-transport layers, electroluminescent layers and / or hole-transport layers.
  • electromagnetic radiation 6 having a single wavelength or a range of wavelengths can be generated in the active region by electron and hole injection and recombination. It can by a viewer through
  • the functional layers may include organic polymers, organic oligomers, organic monomers, organic small, non-polymeric molecules ("small molecules"), or combinations thereof Suitable materials, as well as arrangements and structuring of the functional layer materials, are known to those skilled in the art and are therefore useful this point not further elaborated.
  • a layer or an element is arranged or applied "on” or “over” another layer or another element may mean here and below that the one layer or the one element directly in the direct mechanical and / or electrical Contact is arranged on the other layer or the other element.
  • the one layer or the one element is arranged indirectly on or above the other layer or the other element. In this case, further layers and / or elements can then be arranged between the one and the other layer.
  • the organic light-emitting diode 1 according to FIG. 1 furthermore comprises a first connection layer 4, which forms a first electrode for the power supply of the organic layer 3. For example, it may be at the first
  • Terminal layer 4 to act on a metal layer, which provides a very good conductive cathode or anode structure for the organic light emitting diode.
  • the first connection layer 4 reflects electromagnetic radiation 6, which is generated in the organic layer 3 during operation of the organic light-emitting diode 1. In this way, a decoupling of electromagnetic radiation in the direction of a surface the organic light emitting diode 1 are concentrated.
  • an aluminum layer is suitable for this purpose.
  • the first connection layer 4 can be designed as a cathode and thus serve as an electron-injecting material.
  • aluminum, barium, indium, silver, gold, magnesium, calcium or lithium, as well as compounds, combinations and alloys thereof, may be advantageous as the cathode material.
  • the first connection layer can be structured in electrode subregions.
  • the first connection layer 4 can be embodied in the form of parallel-arranged first electrode strips.
  • the first connection layer 4 is electrically conductively connected to a conductor track.
  • the connection layer 4 can, for example, pass over into a first conductor track or be carried out separately from a first conductor track and be connected to it electrically conductively.
  • the organic light-emitting diode 1 further comprises a second connection layer 5.
  • the second connection layer 5 forms a second electrode for applying an operating voltage to the surface of the layer stack 2.
  • the second connection layer 5 which can be embodied, for example, as an anode and thus can serve as a hole-injecting material, can for example comprise a transparent, electrically conductive oxide or consist of a transparent, conductive oxide.
  • Transparent, electrically conductive oxides (“transparent conductive oxides", “TCO” for short) are transparent, conductive materials in which Usually metal oxides, such as zinc oxide, tin oxide, cadmium oxide, titanium oxide, indium oxide or particularly preferably indium tin oxide (ITO).
  • binary metal oxygen compounds such as ZnO, SnO 2 or In 2 O 3 also include ternary metal oxygen compounds such as ' Zn 2 SnO 4 , CdSnO 3 , ZnSnO 3 , MgIn 2 O 4 , GaInO 3 , Zn 2 In 2 O 5 or In 4 Sn 3 O 12 or mixtures of different transparent, electrically conductive oxides to the group of TCOs.
  • the TCOs do not necessarily have to correspond to a stoichiometric composition and can also be p- or n-doped.
  • the second connection layer 5 may be a layer of indium tin oxide.
  • Indium tin oxide and other doped transition metal oxides are at least partially transparent to electromagnetic radiation of a specific wavelength, in particular for electromagnetic radiation, in the visible wavelength range, ie from 400 to 800 nm.
  • electromagnetic radiation 6 can pass out of the organic light-emitting diode 1 through the second connection layer 5, that is to say upward in FIG. 1.
  • the organic light-emitting diode 1 thus forms a surface radiator.
  • a material of the first connection layer 4 below the layer stack 2 can be selected independently of its optical properties.
  • the second connection layer 5 may alternatively or additionally also comprise metals or / and metal alloys and / or layer sequences, for example so-called IMI layers (ITO / metal / ITO) or be constructed of those which comprise at least one of the materials Ag, Al, Cr, Mo and Au include.
  • IMI layers ITO / metal / ITO
  • the first connection layer 4 may be formed as an anode and the second connection conductor 5 as a cathode with the materials listed above or combinations thereof.
  • the connection layers 4 and 5 may also comprise electrically conductive or semiconducting organic material.
  • the organic light-emitting diode according to FIG. 1 has a contact structure 7 which serves to supply an electrical voltage to the second connection layer 5.
  • Contact structure 7 is formed in the exemplary embodiment by a third connection layer 8, a first insulation layer 9 and a second insulation layer 10.
  • the first insulating layer 9 electrically insulates the third terminal layer 8 from the first terminal layer 4.
  • Insulation layer 10 insulates the third connection layer 8 downwards, for example, with respect to a carrier substrate not shown in FIG. If the organic light-emitting diode 1 is arranged on a non-conductive carrier substrate, the insulating layer 10 can also be dispensed with.
  • the third connection layer 8 may, for example, be constructed of the same materials as the first connection layer 4 or comprise it.
  • the first and second insulating layers 9 and 10 may, for example, contain or be composed of a polymer material or an oxide of a metal or semiconductor material. For example, thin plastic films, silicon dioxide layers or known printed circuit board materials are suitable for this purpose.
  • the contact structure 7 furthermore comprises a plurality of contact elements 11.
  • the contact elements 11 in the exemplary embodiment illustrated in FIG. 1 are conductive webs which are introduced into the organic layer stack 3.
  • the contact elements 11 are through
  • the first insulation layer 9 also has recesses for passing through the contact elements 11.
  • the contact elements may be, for example, metallic webs with a diameter of about 10 microns.
  • a use of highly conductive, non-metallic contact elements is necessary.
  • carbon nanotubes or high-temperature superconductors can be formed in the layer stack 2.
  • each of the contact elements 11 is surrounded by a third insulation layer 14.
  • Forming the contact elements 11 used metal or semiconductor material may be partially oxidized or coated with an additional insulating material to form a third insulating layer 14.
  • the first connection layer 4 preferably consists of a metal material which has a very good conductivity.
  • the first connection layer 4 may be made of copper or aluminum.
  • the second connection layer 5 consists of a largely transparent material.
  • the second connection layer 5 consists of a doped transition metal or a very thin metal layer.
  • an indium tin oxide layer having a thickness of between 20 and 150 nm, depending on the quality and purity of the material used, has a transmittance of more than 80% in the visible wavelength range.
  • composite structures comprising at least a thin metal layer and a transition metal oxide layer can be used.
  • an antireflection coating can also be integrated into the second connection layer 5 in order to increase its transparency.
  • connection layers 5 have only a relatively low transverse conductivity. Due to the multiple electrical contacting of the second connection layer 5 by the contact elements 11, a drop in an operating voltage along the surface of the organic light-emitting diode 1 can still be limited to a minimum, so that a uniform power supply over the entire surface can be achieved and the impression of a uniformly bright glowing surface arises.
  • a conventional encapsulation of the light-emitting diode 1 in the form of a thin-film encapsulation or a cover is not shown in FIG. 1 for reasons of clarity but not excluded.
  • the use of a wavelength conversion layer in an encapsulation arrangement is advantageous in order, for example, to avoid differential color aging associated with the use of a plurality of different active regions
  • the color location of the luminous impression of the optoelectronic component can be optimized independently of the electronic properties of the radiation-emitting layer sequence.
  • the light-emitting diode 1 when using a conversion layer, can emit an overlay of the primary radiation and a secondary radiation. In this case, a part of the primary radiation can traverse the wavelength conversion layer without conversion and from a
  • electromagnetic secondary radiation can also emerge from the encapsulation arrangement and be emitted by it.
  • a mixed-color luminous impression can be perceived by the superposition of the electromagnetic primary radiation and electromagnetic secondary radiation.
  • the mixed-color luminous impression can depend on the relative proportions of the primary radiation and secondary radiation to each other.
  • the primary radiation and the secondary radiation may have different wavelength ranges from each other.
  • a mixture of, for example, different colors of the electromagnetic radiation 6 can be generated, which leads to a total radiation with the desired, resulting color.
  • connection layers 4, 5 and 7, for example thin metal layers, and, if so If there is a flexible carrier substrate, for example a thin plastic film, it is also possible to produce flexible components, in particular flexible organic light-emitting diodes.
  • FIGS. 2 and 3 show two plan views of organic light-emitting diodes 1 with differently arranged contact elements 11.
  • a plurality of contact elements 11 are distributed uniformly over a surface of the layer stack 2.
  • metallic webs of the same diameter have been introduced into the layer stack 2 in the most hexagonal packing.
  • Embodiment an alternative arrangement of the contact elements 11 is used.
  • the contacting of the second connection layer 5 has been solved by means of a plurality of stochastically arranged contact elements 11, for example by diffusion of conductive materials in the layer stack 2. Both the position of the individual contact elements 11 and their exact shape and their diameter depend here on a random distribution from.
  • Germansstege have a diameter of about 100 nm to several micrometers.
  • the distance between the individual contact elements 11 is dimensioned such that the impression of a homogeneous luminous surface is created for a viewer of the organic light-emitting diode 1.
  • the contact elements 11 shown in FIG. 1 can be produced, for example, by the introduction of additional bars or the partial conversion of a layer stack 2.
  • an electrical connection between the second connection layer 5 and the contact structure 7 can also be produced by structured application of different layers. This will be described in more detail below with reference to Figures 4 and 5.
  • FIG. 4 shows a contact arrangement 15 according to a further embodiment of the invention.
  • the contact arrangement 15 comprises a layer stack 2 with an organic layer 3.
  • a first connection layer 4 is arranged on the underside of the organic layer 3.
  • a second connection layer 5 is arranged on a surface of the layer stack 2.
  • Each 'layers can be constructed from those described with reference to Figure 1, materials or containing them.
  • the first connection layer 4 comprises a metal and the second connection layer 5 comprises indium tin oxide.
  • the contact structure 7 comprises an insulation layer 9 and a third connection layer 8, which is arranged below the insulation layer 9 and consists for example of a metallic conductor material.
  • the layers 8, 9, 4, 3 and 5 form a layer stack, wherein the Organic layer 3 is enclosed between the first terminal layer 4 and the second terminal layer 5 in a sandwich structure which forms, for example, an organic light-emitting diode structure.
  • a contact point 17 is shown, which serves for the electrical connection of the second connection layer 5 to the third connection layer 8.
  • a recess 16 is present, into which the second connection layer 5 penetrates.
  • both the insulation layer 9 and the first connection layer 4 have a recess in this area, so that these layers are interrupted in the region of the depression 16 in the illustrated cross-section.
  • the organic layer 3 has a recess which forms the recess 16.
  • the second connection layer 5 is applied in a planar manner to the layer stack 2 shown in FIG. 4, so that the second connection layer 5 penetrates into the depression 16 and makes electrical contact with the third connection layer 8.
  • the layers 3, 4 and 9 can be removed by micromechanical processing steps, for example by laser ablation in the region of the depression 16, before the second connection layer 5 is applied to the contact arrangement 15.
  • FIG. 5 shows a further exemplary embodiment of a contact arrangement 15 for a layer stack 2.
  • the contact arrangement 15 comprises a third connection layer 8, an insulation layer 9, a first connection layer 4, an organic layer 3 and a second connection layer 5.
  • the layer sequence thus comprises the same layers as FIG in the Figure 4 shown layer sequence and is constructed for example of the same materials.
  • the contact arrangement 15 according to FIG. 5 has a depression 16 in the region of a contact point 17.
  • the second connection layer 5 penetrates into the recess 16 and thus forms an electrical contact with the third connection layer 8.
  • a recess 13 provided in the insulation layer 9 is made smaller in FIG.
  • the second connection layer 5 rests outside of the electrical contact with the third connection layer 8 everywhere on the organic layer 3
  • the second connection layer 5 according to FIG. 5 rests on the insulation layer 9 on the left and right next to the contact point.
  • the electrical insulation between the terminal layers 4 and 8 is improved, so that the probability of occurrence of a short circuit in the region of the contact arrangement is reduced.
  • a more uniform electric field can be generated within the layer stack 2, so that a uniformly luminous surface also arises in the region of the contact structure 7.
  • FIGS. 1 to 5 the contact elements 11 or contact points 17 have been represented as punctiform, in particular circular, contacts. However, other forms for forming contacts are also possible.
  • FIGS. 6A to 6C other possibilities of contacting between the second connection layer 5 and the contact structure 7 are illustrated.
  • FIG. 6A cross-shaped contact arrangements 15 are shown.
  • Cross-shaped contact arrangements 15 have inter alia the advantage that a relatively large current flow between the connection layer 8 and the second connection layer 5 is made possible.
  • Figure SB shows strip-shaped contact arrangements 15. Strip-shaped contact arrangements 15 can be introduced into a layer stack 2 in a particularly simple manner. For example, cuts can be made in the organic layer 3, the first connection layer 4 and the first insulation layer 9.
  • FIG. 1 to 5 the contact elements 11 or contact points 17 have been represented as punctiform, in particular circular, contacts. However, other forms for forming contacts are also possible.
  • FIGS. 6A to 6C other possibilities of contacting between the second connection layer 5 and the contact structure 7 are illustrated.
  • FIG. 6A cross-
  • Spider-web-like contacts 15a or honeycomb-shaped contact arrangements 15b allow a regular and uniform supply of the second connection layer 5 with an electrical operating current for operating an organic light-emitting diode or another optically active element.
  • a lateral current distribution over the entire luminous area can be effected by a well-conducting contact structure 7 or connecting layer 8. Since these can be made of an arbitrarily thick and non-transparent material, in principle, any desired large areas can be supplied with an operating current with the described arrangements.
  • a sandwich structure consisting of a first connection layer 4, the first insulation layer 9 and the third connection layer 8 can be used.
  • sandwich structures with two metallic and one insulating layer are easy to manufacture.
  • printed conductors can be produced on the upper side or lower side of a conductive material by lithographic means.
  • the use of a laminate of two metal layers and a plastic splint therebetween is possible.
  • FIG. 7 shows an exemplary embodiment of a method for producing organic light emitting diodes and other planar components having at least one optically active element, in particular inorganic light emitting diodes, planar radiation detectors or solar cells.
  • a first connection layer 4 is provided.
  • the first connection layer can be provided, for example, on a carrier substrate for the light-emitting diode to be produced.
  • a carrier substrate for the light-emitting diode to be produced for example, it may be a ceramic carrier substrate.
  • the use of a printed circuit board or other suitable carrier material is possible. If necessary, can on the
  • a carrier substrate Use of a carrier substrate are also dispensed with, in particular if the first connection layer 4 is formed, for example, from a metallic layer or foil. Furthermore, a third connection layer 8 is provided, which is electrically insulated from the first connection layer 4 and arranged on this surface.
  • the first connection layer 4 and the third connection layer 8 can already be arranged on a carrier substrate or can be subsequently applied to a carrier substrate in the course of the method, for example by means of photolithography or coating. Of course, it is also possible to stick conductive metal foils on a non-conductive carrier substrate or to attach in other ways.
  • recesses 12 are formed in the first connection layer 4 and optionally recesses 13 in the insulation layer 9.
  • the recesses enable a later applied second connection layer 5, the first 'connecting layer 4 to contact.
  • the recesses 12 and 13 can be formed by mechanical, micromechanical or chemical processes in the first connection layer 4 or the first insulation layer 9. For example, holes in the first connection layer 4 and / or the first insulation layer 9 can be drilled, milled, etched or baked.
  • a layer stack having at least one organic layer 3 is applied to the first connection layer 4.
  • the organic layer stack 2 is applied to an exposed surface of the first connection layer 4, so that a first electrical contact between the first connection layer 4 and the layer stack 2 is produced.
  • the layer stack 2 can first be applied in the entire region of the first connection layer 4.
  • contact elements 11 can subsequently be introduced into the organic layer 3 or depressions 16 can be formed in the layer stack 2.
  • the organic layer 3 it is also possible to apply the organic layer 3 only in the areas which are not associated with any recess 12 or 13 in the first connection layer 4 or insulation layer 9.
  • the layer stack 2 is applied in the entire region of the first connection layer 4, for example sputtered on. Subsequently, the parts of the layer stack 2 which are associated with the recesses 12 or 13 of the first connection layer 4 or insulation layer 9 are removed, for example by means of laser ablation.
  • the organic layer 3 is applied for example by means of screen printing technology, wherein the areas associated with the recesses 12 and 13 are recessed by the screen printing process. Furthermore, it is also possible to evaporate the layer stacks 2 by means of a vacuum diffusion technique onto the first connection layer 4, the areas allocated to the recesses 12 and 13 being recessed by means of a shadow mask.
  • the layer stack 2 instead of the layer stack 2 with the organic layer, another, for example also inorganic, layer stack, for example comprising a semiconductor material, is applied, epitaxially grown or shaped according to other methods known from the prior art.
  • another, for example also inorganic, layer stack for example comprising a semiconductor material
  • solar cells, radiation detectors for detecting electromagnetic radiation or other electronic components can be produced with a planar optically active region.
  • the second connection layer 5 is applied to the layer stack 2.
  • an indium-tin oxide layer may be applied to the surface of the
  • Layer stack 2 vapor-deposited or grown or deposited on her.
  • the second connection layer 5 is thereby applied over a large area in the region of the entire layer stack 2.
  • a last step 75 electrical connections between the second connection layer 5 and the third connection layer 8 are formed.
  • this step is performed together with the step 74.
  • thin metal pins can be introduced into the layer stack 2.
  • metal pins made of silver with a diameter of less than 20 nm are suitable for this purpose.
  • the steps described above may also be performed in a different order than described.
  • the layer sequence can be constructed in the reverse order, that is to say starting from a cover electrode formed by the second connection layer 5, via the layer stack 2, the first one
  • Terminal layer 4 the insulation layer 9 and the third terminal layer 8. Furthermore, several of the method steps can be combined in a single step. For example, the recesses 12 and 13 in the first connection layer 4 and the first
  • Insulation layer 9 are produced together with the recesses 16 in the layer stack 2.
  • the third connection layer 8 has been described as an additional metal or other conductor layer, which is applied in a planar manner to an insulation layer 9.
  • individual contact elements 11 can be connected by means of conductors or Jardinverbi ⁇ disme to a power source.

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Abstract

The invention relates to an organic light-emitting diode (1) which comprises a layer stack (2) for emitting electromagnetic radiation (6). An electroconductive first connecting layer (4) is arranged on a first surface of the layer stack (2) and an electroconductive second connecting layer (5) is arranged on a second surface of the layer stack (2), said second connecting layer being at least mainly permeable to a characteristic wavelength of the electromagnetic radiation (6) that can be emitted. The organic light-emitting diode is characterized by a conducting contact structure (7) that is arranged on a side of the first connecting layer (4) opposite the layer stack, said contact structure being connected to the second connecting layer (5) in the region of a plurality of recesses (12) of the first connecting layer (4). The invention further relates to a contact arrangement (15) for a flat, optically active element and to a method for producing organic light-emitting diodes.

Description

Beschreibungdescription
Organische Leuchtdiode, Kontaktanordnung und Verfahren zur Herstellung einer organischen LeuchtdiodeOrganic light-emitting diode, contact arrangement and method for producing an organic light-emitting diode
Die Erfindung betrifft elektronische Bauelemente mit einem flächigen, optisch aktiven Bereich im Allgemeinen und organische Leuchtdioden im Besonderen. Flächig in diesem Zusammenhang bedeutet, dass sich das optisch aktive Element in einer ersten und zweiten, die erste und zweite Oberfläche aufspannenden Raumrichtung wesentlich weiter erstreckt als in der verbleibenden dritten Raumrichtung.The invention relates to electronic components with a planar, optically active region in general and organic light-emitting diodes in particular. Flat in this context means that the optically active element extends substantially further in a first and second spatial direction spanning the first and second surface than in the remaining third spatial direction.
Ein Problem konventioneller Leuchtdioden stellt die gleichmäßige Zuführung einer Betriebsspannung dar.A problem of conventional light-emitting diodes is the uniform supply of an operating voltage.
Üblicherweise wird die Betriebsspannung für einen organischen Schichtstapel an Randbereichen zweier Anschlussschichten angelegt. Während eine elektrische Zuführung über eine metallische Anschlussschicht aufgrund der guten Leitfähigkeit von Metall verhältnismäßig unkritisch ist, fällt eine an eine andersartige, insbesondere transparente, Anschlussschicht angelegte Spannung vom Rand her ab. Dies liegt daran, dass solche Schichten eine gegenüber metallischen Schichten geringe Querleitfähigkeit aufweisen und somit die VersorgungsSpannung nicht so gut leiten wie eine metallische Anschlussschicht. Zusammen mit der Betriebsspannung fällt insbesondere bei organischen Leuchtdioden auch die erzielbare Leuchtdichte vom Rand in Richtung eines Innenbereiches einer Leuchtfläche ab.Usually, the operating voltage for an organic layer stack is applied to edge regions of two connection layers. While an electrical supply via a metallic connection layer is relatively uncritical due to the good conductivity of metal, a voltage applied to a different type of, in particular transparent, connection layer drops from the edge. This is because such layers have a low transverse conductivity compared to metallic layers and thus do not conduct the supply voltage as well as a metallic connection layer. Together with the operating voltage, the achievable luminance drops, in particular in the case of organic light-emitting diodes, from the edge in the direction of an inner region of a luminous surface.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine organische Leuchtdiode sowie eine Kontaktanordnung für ein flächiges, optisch aktives Element zu beschreiben, die einen verbesserten elektrischen Anschluss eines Schichtstapels beziehungsweise eines optisch aktiven Elements gestatten. Darüber hinaus soll eine organische Leuchtdiode beschrieben werden, die eine gleichmäßige Abstrahlung über die gesamte Fläche ermöglicht. Es soll auch ein Verfahren beschrieben werden, das zur Herstellung einer solchen Leuchtdiode geeignet ist.The object of the invention is therefore to describe an organic light-emitting diode and a contact arrangement for a planar, optically active element, the one allow improved electrical connection of a layer stack or an optically active element. In addition, an organic light-emitting diode is described, which allows a uniform radiation over the entire surface. It should also be described a method which is suitable for producing such a light-emitting diode.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung wird eine Leuchtdiode beschrieben, die einen Schichtstapel umfasst, wobei derAccording to one embodiment of the invention, a light-emitting diode is described which comprises a layer stack, wherein the
Schichtstapel wenigstens eine organische Schicht zur Emission elektromagnetischer Strahlung und eine erste Oberfläche und einer der ersten Oberfläche gegenüberliegende zweite Oberfläche aufweist. Die Leuchtdiode umfasst des Weiteren eine elektrisch leitfähige erste Anschlussschicht, die auf der ersten Oberfläche des Schichtstapels angeordnet und mit diesem elektrisch verbunden ist. Ferner umfasst die Leuchtdiode eine elektrisch leitfähige und für elektromagnetische Strahlung einer charakteristischen Wellenlänge der emittierbaren elektromagnetischen Strahlung zumindest überwiegend durchlässige, zweite Anschlussschicht, die auf der zweiten Oberfläche des Schichtstapels angeordnet und mit diesem elektrisch verbunden ist. Die Leuchtdiode ist unter anderem dadurch gekennzeichnet, dass auf der dem Schichtstapel gegenüberliegenden Seite der erstenLayer stack has at least one organic layer for emitting electromagnetic radiation and a first surface and a second surface opposite the first surface. The light-emitting diode further comprises an electrically conductive first connection layer, which is arranged on the first surface of the layer stack and electrically connected thereto. Furthermore, the light-emitting diode comprises an electrically conductive and for electromagnetic radiation of a characteristic wavelength of the emissive electromagnetic radiation at least predominantly permeable, second connection layer, which is arranged on the second surface of the layer stack and electrically connected thereto. Among other things, the light emitting diode is characterized in that on the side opposite the layer stack of the first
Anschlussschicht eine von dieser elektrisch isolierte, leitfähige Kontaktstruktur angeordnet ist, die erste Anschlussschicht eine Mehrzahl von Aussparungen aufweist und die zweite Anschlussschicht im Bereich der Mehrzahl von Aussparungen der ersten Anschlussschicht elektrisch mit derTerminal layer is arranged one of these electrically insulated, conductive contact structure, the first connection layer having a plurality of recesses and the second connection layer in the region of the plurality of recesses of the first connection layer electrically to the
Kontaktstruktur verbunden ist. Durch Verwendung einer zusätzlichen, leitfähigen Kontaktstruktur auf der gegenüberliegenden Seite der ersten Anschlussschicht wird eine Stromzuführung durch die erste Anschlussschicht hindurch, beispielsweise von einer Seite eines Trägersubstrats her, ermöglicht. Auf diese Weise kann ein elektrisches Potential im Bereich der Mehrzahl von Aussparungen für die zweite Anschlussschicht bereitgestellt werden. Somit übernimmt die leitfähige Kontaktstruktur teilweise die Aufgabe der zweiten Anschlussschicht und bewirkt effektiv eine Verbesserung der Querleitfähigkeit.Contact structure is connected. By using an additional, conductive contact structure on the opposite side of the first connection layer, a current supply is made possible through the first connection layer, for example from one side of a carrier substrate. In this way, an electrical potential in the region of the plurality of recesses for the second connection layer can be provided. Thus, the conductive contact structure partially takes on the task of the second connection layer and effectively improves the transverse conductivity.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung umfasst die Kontaktstruktur wenigstens eine erste Isolierschicht und eine elektrisch leitfähige dritte Anschlussschicht, wobei die erste Isolierschicht in direktem physikalischen Kontakt mit der dem Schichtstapel abgewandten Seite der ersten Anschlussschicht steht und die dritte Anschlussschicht in direktem physikalischen Kontakt mit der der ersten Anschlussschicht abgewandten Seite der ersten Isolierschicht steht. Durch die Verwendung einer Kontaktstruktur mit einer ersten Isolierschicht und einer elektrisch leitfähigen, dritten Anschlussschicht kann eine kompakte Anschlussstruktur zur Zuführung einer benötigten Betriebsspannung verwirklicht werden .According to an advantageous embodiment, the contact structure comprises at least a first insulating layer and an electrically conductive third connecting layer, wherein the first insulating layer is in direct physical contact with the side facing away from the layer stack of the first connection layer and the third connection layer facing away in direct physical contact with the first connection layer Side of the first insulating layer is. By using a contact structure with a first insulating layer and an electrically conductive, third connection layer, a compact connection structure for supplying a required operating voltage can be realized.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die Isolierschicht als elektrisch isolierendes Trägersubstrat ausgestaltet und weist eine Mehrzahl von Aussparungen auf, die der Mehrzahl von Aussparungen der ersten Anschlussschicht zugeordnet ist. Durch Verwendung eines Trägersubstrates mit einer Mehrzahl von Aussparungen wird der mechanische und elektrische Aufbau der organischen Leuchtdiode weiter vereinfacht. Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist der Schichtstapel im Bereich der Mehrzahl von Aussparungen der ersten Anschlussschicht jeweils eine Vertiefung auf und die zweite Anschlussschicht ragt in diese Vertiefungen hinein, um die KontaktStruktur elektrisch zu kontaktieren. Durch die Ausbildung von Aussparungen in dem Schichtstapel wird eine direkte elektrische Kontaktierung zwischen der zweiten Anschlussschicht und der Kontaktstruktur ermöglicht.According to a further advantageous embodiment, the insulating layer is designed as an electrically insulating carrier substrate and has a plurality of recesses, which is assigned to the plurality of recesses of the first connection layer. By using a carrier substrate with a plurality of recesses, the mechanical and electrical structure of the organic light-emitting diode is further simplified. According to a further advantageous embodiment, the layer stack in the region of the plurality of recesses of the first connection layer in each case has a depression and the second connection layer protrudes into these recesses in order to electrically contact the contact structure. By forming recesses in the layer stack, a direct electrical contact between the second connection layer and the contact structure is made possible.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist in dem Schichtstapel eine Mehrzahl von Kontaktelementen angeordnet, die der Mehrzahl von Aussparungen der ersten Anschlussschicht zugeordnet ist und die zweite Anschlussschicht elektrisch mit der Kontaktstruktur verbindet. Durch die Verwendung einer Mehrzahl von Kontaktelementen in dem Schichtstapel werden elektrische Verbindungen zwischen der Kontaktstruktur und der zweiten Anschlussschicht hergestellt.According to a further advantageous embodiment, a plurality of contact elements is arranged in the layer stack, which is assigned to the plurality of recesses of the first connection layer and electrically connects the second connection layer with the contact structure. By using a plurality of contact elements in the layer stack, electrical connections are made between the contact structure and the second connection layer.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung umgibt jedes der Mehrzahl der Kontaktelemente jeweils eine Isolationsschicht, die das jeweilige Kontaktelement elektrisch von dem Schichtstapel isoliert. Durch den Einsatz der Isolationsschichten können unbeabsichtigte elektrische Kontakte oder Ströme innerhalb des Schichtstapels vermieden werden .According to a further advantageous embodiment, each of the plurality of contact elements each surrounds an insulating layer which electrically isolates the respective contact element from the layer stack. By using the insulation layers, unintentional electrical contacts or currents within the layer stack can be avoided.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung umfasst die zweite Anschlussschicht ein dotiertes Übergangsmetalloxid, insbesondere Indium-Zinn-Oxid oder aluminiumdotiertes Zink-According to a further advantageous embodiment, the second connection layer comprises a doped transition metal oxide, in particular indium tin oxide or aluminum doped zinc oxide.
Oxid. Durch die Verwendung eines dotierten Übergangsmetalloxids als zweiter Anschlussschicht können besonders lichtdurchlässige Anschlussschichten hergestellt werden.Oxide. By using a doped transition metal oxide as the second terminal layer can particularly transparent connection layers are produced.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung umfasst die zweite Anschlussschicht eine dünne Metallschicht mit einer Dicke zwischen 5 und 50 nm, insbesondere eine Metallschicht mit einer Dicke von 'weniger als 30 nm. Die Verwendung einer dünnen Metallschicht als zweite Anschlussschicht ermöglicht eine verbesserte Verteilung der Betriebsspannung an der zweiten Oberfläche des Schichtstapels.According to a further advantageous embodiment, the second connection layer comprises a thin metal layer having a thickness between 5 and 50 nm, in particular a metal layer having a thickness of 'less than 30 nm. The use of a thin metal layer as a second connection layer allows for improved distribution of the operating voltage at the second surface of the layer stack.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung umfasst die zweite Anschlussschicht zusätzlich wenigstens eine dotierte Übergangsmetalloxidschicht, wobei die dünne Metallschicht und die Übergangsmetallschicht eine Verbundstruktur bilden. Durch Verwendung einer Anschlussschicht, umfassend wenigstens eine dünne Metallschicht und wenigstens eine Übergangsmetalloxidschicht, kann die Querleitfähigkeit der zweiten Anschlussschicht unter Beibehaltung einer akzeptablen Transparenz im Vergleich zu einer reinen Metallschicht verbessert werden. Möglich sind beispielsweise auch Sandwich- Strukturen mit einer dünnen Metallschicht, die zwischen zwei Übergangsmetallschichten angeordnet ist, oder einer Übergangsmetalloxidschicht, die zwischen zwei dünnen Metallschichten angeordnet ist.According to a further advantageous embodiment, the second connection layer additionally comprises at least one doped transition metal oxide layer, the thin metal layer and the transition metal layer forming a composite structure. By using a terminal layer comprising at least a thin metal layer and at least one transition metal oxide layer, the transverse conductivity of the second terminal layer can be improved while maintaining acceptable transparency as compared with a pure metal layer. Also possible, for example, are sandwich structures with a thin metal layer, which is arranged between two transition metal layers, or a transition metal oxide layer, which is arranged between two thin metal layers.
Die zugrunde liegende Aufgabe wird des Weiteren durch eine Kontaktanordnung für ein flächiges, optisch aktives Element mit einer ersten Oberfläche und einer der ersten Oberfläche gegenüberliegenden parallelen zweiten Oberfläche gelöst.The underlying object is further achieved by a contact arrangement for a planar, optically active element having a first surface and a parallel second surface opposite the first surface.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Kontaktanordnung für ein flächiges, optisch aktives Element mit einer ersten Oberfläche und einer der ersten Oberfläche gegenüberliegenden parallelen zweiten Oberfläche weist die Kontaktanordnung auf :In accordance with at least one embodiment of the contact arrangement for a planar, optically active element having a first Surface and one of the first surface opposite parallel second surface has the contact arrangement:
- eine elektrisch leitfähige erste Anschlussschicht, die auf der ersten Oberfläche des optisch aktiven Elements angeordnet und mit diesem elektrisch verbunden ist, undan electrically conductive first terminal layer disposed on and electrically connected to the first surface of the optically active element, and
- eine elektrisch leitfähige und für elektromagnetische Strahlung einer vorbestimmten charakteristischen Wellenlänge zumindest überwiegend durchlässige zweite Anschlussschicht, die auf der zweiten Oberfläche des optisch aktiven Elementes angeordnet und mit diesem elektrisch verbunden ist, wobei- An electrically conductive and for electromagnetic radiation of a predetermined characteristic wavelength at least predominantly transmissive second terminal layer, which is arranged on the second surface of the optically active element and electrically connected thereto, wherein
- auf der dem optisch aktiven Element gegenüberliegenden Seite der ersten Anschlussschicht eine von dieser elektrisch isolierte, leitfähige Kontaktstruktur angeordnet ist,on the side of the first connection layer opposite the optically active element, a conductive contact structure which is electrically insulated from this, is arranged,
- die erste Anschlussschicht eine Mehrzahl von Aussparungen aufweist und- The first connection layer has a plurality of recesses and
- die zweite Anschlussschicht im Bereich der Mehrzahl von Aussparungen der ersten Anschlussschicht elektrisch mit der Kontaktstruktur verbunden ist.- The second connection layer in the region of the plurality of recesses of the first connection layer is electrically connected to the contact structure.
Die Kontaktanordnung kann zum Beispiel für eine hier beschriebene Leuchtdiode Verwendung finden. Das heißt die in Verbindung mit der Leuchtdiode angegebenen Merkmale sind auch für die hier beschriebene Kontaktanordnung offenbart und umgekehrt .The contact arrangement can be used, for example, for a light-emitting diode described here. That is, the features specified in connection with the light-emitting diode are also disclosed for the contact arrangement described here, and vice versa.
Des Weiteren wird ein Verfahren zur Herstellung organischer Leuchtdioden und anderer flächiger Bauelemente mit den folgenden Schritten beschrieben:Furthermore, a method for producing organic light-emitting diodes and other planar components is described with the following steps:
Bereitstellen einer flächigen, elektrisch leitfähigen ersten Anschlussschicht und einer im Bereich der ersten Anschlussschicht angeordneten, von dieser elektrisch isolierten, leitfähigen Kontaktstruktur, Formen einer Mehrzahl von Aussparungen in der ersten AnschlussSchicht , - flächiges Aufbringen eines Schichtstapels aufweisend wenigstens eine organische Schicht zur Emission elektromagnetischer Strahlung auf eine der Kontaktstruktur gegenüberliegenden Seite der ersten Anschlussschicht, flächiges Aufbringen einer elektrisch leitfähigen und für eine vorbestimmte charakteristische Wellenlänge der emittierbaren elektromagnetischen Strahlung zumindest überwiegend durchlässigen zweiten Anschlussschicht auf einer der ersten Anschlussschicht gegenüberliegenden Seite des Schichtstapels und - Formen einer Mehrzahl von elektrischen Verbindungen zwischen der zweiten Anschlussschicht und der Kontaktstruktur durch die Mehrzahl von Aussparungen in der ersten Anschlussschicht.Providing a flat, electrically conductive first connection layer and one in the region of the first Forming a layer stack comprising at least one organic layer for emitting electromagnetic radiation on a side opposite the contact structure of the first connection layer, surface application of an electrically conductive and for a predetermined characteristic wavelength of the emissive electromagnetic radiation at least predominantly transparent second connection layer on one side of the layer stack opposite the first connection layer, and - forming a plurality of electrical connections between the second connection layer and the contact structure through the plurality of recesses in the first connection layer.
Durch die oben genannten Verfahrensschritte wird eine elektrische Kontaktierung einer flächigen zweiten Anschlussschicht durch eine erste Anschlussschicht hindurch mittels einer zusätzlichen Kontaktstruktur ermöglicht.By the method steps mentioned above, an electrical contacting of a flat second connection layer through a first connection layer is made possible by means of an additional contact structure.
Mittels des Verfahrens kann eine hier beschriebene organische Leuchtdiode hergestellt werden. Das heißt, die in Verbindung mit der organischen Leuchtdiode beschriebenen Merkmale sind auch in Verbindung mit dem Verfahren offenbart und umgekehrt.By means of the method, an organic light-emitting diode described here can be produced. That is, the features described in connection with the organic light emitting diode are also disclosed in connection with the method and vice versa.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung wird derAccording to an advantageous embodiment of the
Schichtstapel zunächst auf der gesamten Oberfläche der ersten Anschlussschicht aufgebracht und in einem nachfolgenden Schritt werden Teile des Schichtstapels, die der Mehrzahl von Aussparungen in der ersten Anschlussschicht zugeordnet sind, abgetragen. Durch das flächige Aufbringen und nachfolgende, teilweise Abtragen des Schichtstapeis wird eine besonders einfache Kontaktierung der zweiten Anschlussschicht ermöglicht .Layer stack initially applied to the entire surface of the first connection layer and in a subsequent step, parts of the layer stack, the plurality of Recesses are assigned in the first connection layer, removed. Due to the surface application and subsequent, partial removal of the Schichtstapeis a particularly simple contacting of the second connection layer is made possible.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird das Formen der Mehrzahl von Aussparungen in der ersten Anschlussschicht gemeinsam mit dem Abtragen der Teile des Schichtstapels durchgeführt. Durch das gemeinsame Formen von Aussparungen beziehungsweise Abtragen von Teilen des Schichtstapels wird die Herstellung der organischen Leuchtdiode weiter vereinfacht.According to a further advantageous embodiment, the shaping of the plurality of recesses in the first connection layer is carried out together with the removal of the parts of the layer stack. By the common shaping of recesses or removal of parts of the layer stack, the production of the organic light-emitting diode is further simplified.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung werden dieAccording to a further advantageous embodiment, the
Teile des Schichtstapels durch Einwirkung elektromagnetischer Strahlung, insbesondere durch Laserablation, abgetragen. Durch das Abtragen von Teilen des Schichtstapels durch Einwirkung elektromagnetischer Strahlung kann die Herstellung ohne zusätzliche chemische oder sonstige Zwischenschritte berührungsfrei erfolgen.Parts of the layer stack are removed by the action of electromagnetic radiation, in particular by laser ablation. By removing parts of the layer stack by the action of electromagnetic radiation, the production can take place without additional chemical or other intermediate steps without contact.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird der Schichtstapel strukturiert aufgebracht, wobei beim Aufbringen des Schichtstapels Bereiche ausgespart werden, die der Mehrzahl von Aussparungen der ersten Anschlussschicht zugeordnet sind, so dass der Schichtstapel ebenfalls eine Mehrzahl von Aussparungen aufweist. Sofern beim Aufbringen des Schichtstapels Bereiche ausgespart werden, kann ein nachträgliches Einbringen von Aussparungen in demIn accordance with a further advantageous embodiment, the layer stack is applied in a structured manner, areas being allocated during the application of the layer stack which are assigned to the plurality of recesses of the first connection layer, so that the layer stack likewise has a plurality of recesses. If areas are omitted during the application of the layer stack, a subsequent introduction of recesses in the
Schichtstapel vermieden werden. Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird der Schichtstapel mittels Siebdrucktechnik auf die erste Anschlussschicht aufgebracht. Die Verwendung der Siebdrucktechnik ermöglicht eine einfache Herstellung eines Schichtstapeis mit Aussparungen.Layer stacks are avoided. According to a further advantageous embodiment, the layer stack is applied to the first connection layer by means of screen printing technology. The use of the screen printing technique allows a simple production of Schichtstapeis with recesses.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird der Schichtstapel mittels Aufdampfen auf die erste Anschlussschicht aufgebracht, wobei die auszusparenden Bereiche mittels einer Schattenmaske abgedeckt werden. Das Aufbringen des Schichtstapels mittels Aufdampfen und einer zugehörigen Schattenmaske gestattet ein gleichmäßiges Aufbringen eines Schichtstapels mit Aussparungen.According to a further advantageous embodiment, the layer stack is applied by vapor deposition on the first connection layer, wherein the areas to be omitted are covered by means of a shadow mask. The application of the layer stack by means of vapor deposition and an associated shadow mask allows a uniform application of a layer stack with recesses.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird eine Mehrzahl von Kontaktelementen in Bereiche des Schichtstapels eingebracht, die der Mehrzahl von Aussparungen in der ersten Anschlussschicht zugeordnet ist. Durch das Einbringen einer Mehrzahl von Kontaktelementen kann die Kontaktstruktur elektrisch mit der zweiten Anschlussschicht durch denAccording to a further advantageous embodiment, a plurality of contact elements is introduced into regions of the layer stack which is assigned to the plurality of recesses in the first connection layer. By introducing a plurality of contact elements, the contact structure can be electrically connected to the second connection layer through the
SchichtStapel hindurch verbunden werden.Layer stack can be connected through.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung umfasst die Leuchtdiode ein Trägersubstrat und die erste Anschlussschicht und/oder die Kontaktstruktur werden mittels Photolithographie auf dem Trägersubstrat aufgebracht . Durch das Aufbringen der ersten Anschlussschicht und/oder der Kontaktstruktur mittels Photolithographie auf einem Trägersubstrat kann die Herstellung der organischen Leuchtdiode weiter vereinfacht werden .According to a further advantageous embodiment, the light-emitting diode comprises a carrier substrate and the first connection layer and / or the contact structure are applied to the carrier substrate by means of photolithography. By applying the first connection layer and / or the contact structure by means of photolithography on a carrier substrate, the production of the organic light-emitting diode can be further simplified.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Einzelheiten der vorliegenden Erfindung sind in den Patentansprüchen beschrieben. Die Erfindung wird anhand von unterschiedlichen Ausführungsbeispielen unter Verwendung von Figuren nachfolgend näher erläutert . Dabei werden in den Figuren gleiche Bezugszeichen für Elemente gleicher oder ähnlicher Funktion verwendet .Further advantageous embodiments and details of the present invention are defined in the patent claims described. The invention will be explained in more detail below with reference to different embodiments using figures. The same reference numerals for elements of the same or similar function are used in the figures.
In den Figuren zeigen:In the figures show:
Figur 1 einen Querschnitt durch eine organische Leuchtdiode mit zusätzlichen Kontaktelementen gemäß einem1 shows a cross section through an organic light-emitting diode with additional contact elements according to a
Ausführungsbeispiel,Embodiment
Figur 2 eine erste Draufsicht auf eine organischeFigure 2 is a first plan view of an organic
Leuchtdiode mit einer ersten Anordnung von Kontaktelementen gemäß einem weiterenLight-emitting diode with a first arrangement of contact elements according to another
Ausführungsbeispiel ,Embodiment,
Figur 3 eine zweite Draufsicht auf eine organischeFigure 3 is a second plan view of an organic
Leuchtdiode mit einer zweiten Anordnung von Kontaktelementen gemäß einem weiterenLight-emitting diode with a second arrangement of contact elements according to another
Ausführungsbeispiel,Embodiment
Figur 4 einen Querschnitt durch eine organische Leuchtdiode mit einer ersten Kontaktanordnung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel,FIG. 4 shows a cross section through an organic light-emitting diode with a first contact arrangement according to a further exemplary embodiment,
Figur 5 einen Querschnitt durch eine organische Leuchtdiode mit einer zweiten Kontaktanordnung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel,FIG. 5 shows a cross section through an organic light-emitting diode with a second contact arrangement according to a further exemplary embodiment,
Figur 6 unterschiedliche Möglichkeiten einer Strukturierung verschiedener Kontaktanordnungen gemäß unterschiedlicher Ausführungsbeispiele und Figur 7 ein Ausführungsbeispiel eines Ablaufdiagramms eines Verfahrens zur Herstellung organischer Leuchtdioden und anderen flächigen Bauelementen.Figure 6 shows different ways of structuring various contact arrangements according to different embodiments and Figure 7 shows an embodiment of a flowchart of a method for producing organic light emitting diodes and other planar components.
Figur 1 zeigt einen Querschnitt durch eine organische Leuchtdiode 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Die organische Leuchtdiode 1 umfasst einen Schichtstapel 2, der wenigstens eine organische Schicht 3 zur Emission elektromagnetischer Strahlung aufweist. Der Schichtstapel 2 kann noch weitere organische und anorganische Schichten beinhalten, die zur Ausbildung einer Diodenstruktur notwendig oder vorteilhaft sind. Beispiele solcher Schichten sind Schichten zum Lochtransport beziehungsweise Elektronentransport, Emitterschichten, n-dotierte Schichten, p-dotierte Schichten, Pufferschichten und Zwischenschichten, wie sie dem Fachmann bekannt sind. Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind solche zusätzlichen Schichten in der Figur 1 jedoch nicht dargestellt .FIG. 1 shows a cross section through an organic light-emitting diode 1 according to one exemplary embodiment. The organic light-emitting diode 1 comprises a layer stack 2 which has at least one organic layer 3 for emission of electromagnetic radiation. The layer stack 2 may contain further organic and inorganic layers which are necessary or advantageous for the formation of a diode structure. Examples of such layers are layers for hole transport or electron transport, emitter layers, n-doped layers, p-doped layers, buffer layers and intermediate layers, as are known to the person skilled in the art. For reasons of clarity, however, such additional layers are not shown in FIG.
Der Schichtstapel 2 beinhaltet einen funktionalen Bereich mit einer oder mehreren funktionalen Schichten aus organischen Materialien. Die funktionalen Schichten können dabei beispielsweise als Elektronentransportschichten, elektro- lumineszierende Schichten und/oder Lochtransportschichten ausgebildet sein. In den funktionellen Schichten kann im aktiven Bereich durch Elektronen- und Löcherinjektion und -rekombination elektromagnetische Strahlung 6 mit einer einzelnen Wellenlänge oder einem Bereich von Wellenlängen erzeugt werden. Dabei kann bei einem Betrachter durchThe layer stack 2 includes a functional area with one or more functional layers of organic materials. The functional layers may be formed, for example, as electron-transport layers, electroluminescent layers and / or hole-transport layers. In the functional layers, electromagnetic radiation 6 having a single wavelength or a range of wavelengths can be generated in the active region by electron and hole injection and recombination. It can by a viewer through
Emission schmal- oder breitbandiger PrimärStrahlung ein einfarbiger, ein mehrfarbiger und/oder ein mischfarbiger Leuchteindruck der PrimärStrahlung erweckt werden. Die funktionalen Schichten können organische Polymere, organische Oligomere, organische Monomere, organische kleine, nicht-polymere Moleküle („small molecules") oder Kombinationen daraus aufweisen. Geeignete Materialien sowie Anordnungen und Strukturierungen der Materialien für funktionale Schichten sind dem Fachmann bekannt und werden daher an dieser Stelle nicht weiter ausgeführt.Emission of narrowband or broadband primary radiation, a monochrome, a multicolored and / or a mixed-color luminous impression of the primary radiation. The functional layers may include organic polymers, organic oligomers, organic monomers, organic small, non-polymeric molecules ("small molecules"), or combinations thereof Suitable materials, as well as arrangements and structuring of the functional layer materials, are known to those skilled in the art and are therefore useful this point not further elaborated.
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 im direkten mechanischen und/oder elektrischen Kontakt auf der anderen Schicht oder dem anderen Element angeordnet ist.The fact that a layer or an element is arranged or applied "on" or "over" another layer or another element may mean here and below that the one layer or the one element directly in the direct mechanical and / or electrical Contact is arranged on the other layer or the other element.
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 angeordnet sein.Furthermore, it can also mean that the one layer or the one element is arranged indirectly on or above the other layer or the other element. In this case, further layers and / or elements can then be arranged between the one and the other layer.
Die organische Leuchtdiode 1 gemäß Figur 1 umfasst des Weiteren eine erste Anschlussschicht 4, die eine erste Elektrode zur Stromversorgung der organischen Schicht 3 bildet. Beispielsweise kann es sich bei der erstenThe organic light-emitting diode 1 according to FIG. 1 furthermore comprises a first connection layer 4, which forms a first electrode for the power supply of the organic layer 3. For example, it may be at the first
AnschlussSchicht 4 um eine Metallschicht handeln, die eine sehr gut leitfähige Kathoden- oder Anodenstruktur für die organische Leuchtdiode bereitstellt. In einer vorteilhaften Ausgestaltung reflektiert die erste Anschlussschicht 4 elektromagnetische Strahlung 6, die im Betrieb der organischen Leuchtdiode 1 in der organischen Schicht 3 erzeugt wird. Auf diese Weise kann eine Auskoppelung elektromagnetischer Strahlung in Richtung einer Oberfläche der organischen Leuchtdiode 1 konzentriert werden. Beispielsweise ist hierzu eine Aluminiumschicht geeignet.Terminal layer 4 to act on a metal layer, which provides a very good conductive cathode or anode structure for the organic light emitting diode. In an advantageous embodiment, the first connection layer 4 reflects electromagnetic radiation 6, which is generated in the organic layer 3 during operation of the organic light-emitting diode 1. In this way, a decoupling of electromagnetic radiation in the direction of a surface the organic light emitting diode 1 are concentrated. For example, an aluminum layer is suitable for this purpose.
Die erste Anschlussschicht 4 kann als Kathode ausgeführt sein und somit als Elektronen-injizierendes Material dienen. Als Kathodenmaterial können sich unter anderem insbesondere Aluminium, Barium, Indium, Silber, Gold, Magnesium, Calcium oder Lithium sowie Verbindungen, Kombinationen und Legierungen davon als vorteilhaft erweisen.The first connection layer 4 can be designed as a cathode and thus serve as an electron-injecting material. Among others, aluminum, barium, indium, silver, gold, magnesium, calcium or lithium, as well as compounds, combinations and alloys thereof, may be advantageous as the cathode material.
Die erste Anschlussschicht kann in Elektrodenteilbereiche strukturiert ausgeführt sein. Beispielsweise kann die erste Anschlussschicht 4 in Form parallel nebeneinander angeordneter -erster Elektrodenstreifen ausgeführt sein. Besonders bevorzugt ist die erste Anschlussschicht 4 elektrisch leitend mit einer Leiterbahn verbunden. Dabei kann die Anschlussschicht 4 beispielsweise in eine erste Leiterbahn übergehen oder getrennt von einer ersten Leiterbahn ausgeführt und elektrisch leitend mit dieser verbunden sein.The first connection layer can be structured in electrode subregions. By way of example, the first connection layer 4 can be embodied in the form of parallel-arranged first electrode strips. Particularly preferably, the first connection layer 4 is electrically conductively connected to a conductor track. In this case, the connection layer 4 can, for example, pass over into a first conductor track or be carried out separately from a first conductor track and be connected to it electrically conductively.
Die organische Leuchtdiode 1 umfasst des Weiteren eine zweite Anschlussschicht 5. Die zweite Anschlussschicht 5 bildet eine zweite Elektrode zum Anlegen einer Betriebsspannung auf der Oberfläche des Schichtstapels 2.The organic light-emitting diode 1 further comprises a second connection layer 5. The second connection layer 5 forms a second electrode for applying an operating voltage to the surface of the layer stack 2.
Die zweite Anschlussschicht 5, die beispielsweise als Anode ausgeführt sein kann und somit als Löcher-injizierendes Material dienen kann, kann beispielsweise ein transparentes, elektrisch leitendes Oxid aufweisen oder aus einem transparenten, leitenden Oxid bestehen. Transparente, elektrisch leitende Oxide (transparent conductive oxides, kurz „TCO") sind transparente, leitende Materialien, in der Regel Metalloxide, wie beispielsweise Zinkoxid, Zinnoxid, Cadmiumoxid, Titanoxid, Indiumoxid oder besonders bevorzugt Indiumzinnoxid (ITO) . Neben binären Metallsauerstoff - Verbindungen, wie beispielsweise ZnO, SnO2 oder In2O3 gehören auch ternäre Metallsauerstoffverbindungen, wie beispielsweise' Zn2SnO4, CdSnO3, ZnSnO3, MgIn2O4, GaInO3, Zn2In2O5 oder In4Sn3O12 oder Mischungen unterschiedlicher transparenter, elektrisch leitender Oxide zu der Gruppe der TCOs . Weiterhin müssen die TCOs nicht zwingend einer stöchiometrischen Zusammensetzung entsprechen und können auch p- oder n-dotiert sein.The second connection layer 5, which can be embodied, for example, as an anode and thus can serve as a hole-injecting material, can for example comprise a transparent, electrically conductive oxide or consist of a transparent, conductive oxide. Transparent, electrically conductive oxides ("transparent conductive oxides", "TCO" for short) are transparent, conductive materials in which Usually metal oxides, such as zinc oxide, tin oxide, cadmium oxide, titanium oxide, indium oxide or particularly preferably indium tin oxide (ITO). In addition to binary metal oxygen compounds such as ZnO, SnO 2 or In 2 O 3 also include ternary metal oxygen compounds such as ' Zn 2 SnO 4 , CdSnO 3 , ZnSnO 3 , MgIn 2 O 4 , GaInO 3 , Zn 2 In 2 O 5 or In 4 Sn 3 O 12 or mixtures of different transparent, electrically conductive oxides to the group of TCOs. Furthermore, the TCOs do not necessarily have to correspond to a stoichiometric composition and can also be p- or n-doped.
Beispielsweise kann es sich bei der zweiten Anschlussschicht 5 um eine Schicht aus Indium- Zinn-Oxid handeln.By way of example, the second connection layer 5 may be a layer of indium tin oxide.
Indium- Zinn-Oxid und andere dotierte Übergangsmetalloxide sind für elektromagnetische Strahlung bestimmter Wellenlänge, insbesondere für elektromagnetische Strahlung, im sichtbaren Wellenlängenbereich, also von 400 bis 800 rnn, zumindest teilweise transparent. Auf diese Weise kann elektromagnetische Strahlung 6 durch die zweite Anschlussschicht 5 hindurch, also in der Figur 1 nach oben, aus der organischen Leuchtdiode 1 austreten. Die organische Leuchtdiode 1 bildet somit einen Flächenstrahler. Dadurch kann beispielsweise ein Material der ersten Anschlussschicht 4 unterhalb des Schichtstapels 2 unabhängig von seinen optischen Eigenschaften gewählt werden.Indium tin oxide and other doped transition metal oxides are at least partially transparent to electromagnetic radiation of a specific wavelength, in particular for electromagnetic radiation, in the visible wavelength range, ie from 400 to 800 nm. In this way, electromagnetic radiation 6 can pass out of the organic light-emitting diode 1 through the second connection layer 5, that is to say upward in FIG. 1. The organic light-emitting diode 1 thus forms a surface radiator. As a result, for example, a material of the first connection layer 4 below the layer stack 2 can be selected independently of its optical properties.
Die zweite Anschlussschicht 5 kann alternativ oder zusätzlich auch Metalle und/oder Metalllegierungen und/oder Schichtfolgen, beispielsweise so genannte IMI-Schichten (ITO/Metall/ITO) aufweisen oder aus solchen aufgebaut sein, die zumindest eines der Materialien Ag, Al, Cr, Mo und Au umfassen. Alternativ können die erste Anschlussschicht 4 als Anode und die zweite Anschlussschient 5 als Kathode mit den oben aufgeführten Materialien oder Kombinationen daraus ausgebildet sein. Weiterhin können die Anschlussschichten 4 und 5 auch elektrisch leitendes oder halbleitendes organisches Material aufweisen.The second connection layer 5 may alternatively or additionally also comprise metals or / and metal alloys and / or layer sequences, for example so-called IMI layers (ITO / metal / ITO) or be constructed of those which comprise at least one of the materials Ag, Al, Cr, Mo and Au include. Alternatively, the first connection layer 4 may be formed as an anode and the second connection conductor 5 as a cathode with the materials listed above or combinations thereof. Furthermore, the connection layers 4 and 5 may also comprise electrically conductive or semiconducting organic material.
Die organische Leuchtdiode gemäß Figur 1 weist eine Kontaktstruktur 7 auf, die zur Zuführung einer elektrischen Spannung zur zweiten Anschlussschicht 5 dient. DieThe organic light-emitting diode according to FIG. 1 has a contact structure 7 which serves to supply an electrical voltage to the second connection layer 5. The
Kontaktstruktur 7 wird im Ausführungsbeispiel durch eine dritte Anschlussschicht 8, eine erste Isolationsschicht 9 sowie eine zweite Isolationsschicht 10 gebildet. Die erste Isolationsschicht 9 isoliert die dritte Anschlussschicht 8 elektrisch von der ersten Anschlussschicht 4. Die zweiteContact structure 7 is formed in the exemplary embodiment by a third connection layer 8, a first insulation layer 9 and a second insulation layer 10. The first insulating layer 9 electrically insulates the third terminal layer 8 from the first terminal layer 4. The second
Isolationsschicht 10 isoliert die dritte Anschlussschicht 8 nach unten, beispielsweise gegenüber einem in der Figur 1 nicht dargestellten Trägersubstrat. Sofern die organische Leuchtdiode 1 auf einem nicht leitfähigen Trägersubstrat angeordnet ist, kann auf die Isolationsschicht 10 auch verzichtet werden.Insulation layer 10 insulates the third connection layer 8 downwards, for example, with respect to a carrier substrate not shown in FIG. If the organic light-emitting diode 1 is arranged on a non-conductive carrier substrate, the insulating layer 10 can also be dispensed with.
Die dritte Anschlussschicht 8 kann beispielsweise aus denselben Materialien aufgebaut sein wie die erste Anschlussschicht 4 oder diese umfassen. Die erste und zweite Isolationsschicht 9 und 10 können beispielsweise ein Polymermaterial oder ein Oxid eines Metall- oder Halbleitermaterials enthalten oder daraus aufgebaut sein. Beispielsweise eignen sich hierfür dünne Kunststofffolien, Siliziumdioxidschichten oder bekannte Leiterplattenmaterialien . Die Kontaktstruktur 7 umfasst des Weiteren eine Mehrzahl von Kontaktelementen 11. Bei den Kontaktelementen 11 handelt es sich im in der Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel um leitfähige Stege, die in dem organischen Schichtstapel 3 eingebracht sind. Die Kontaktelemente 11 sind durchThe third connection layer 8 may, for example, be constructed of the same materials as the first connection layer 4 or comprise it. The first and second insulating layers 9 and 10 may, for example, contain or be composed of a polymer material or an oxide of a metal or semiconductor material. For example, thin plastic films, silicon dioxide layers or known printed circuit board materials are suitable for this purpose. The contact structure 7 furthermore comprises a plurality of contact elements 11. The contact elements 11 in the exemplary embodiment illustrated in FIG. 1 are conductive webs which are introduced into the organic layer stack 3. The contact elements 11 are through
Aussparungen 12 in der ersten AnschlussSchicht 4 geführt. Die erste Isolationsschicht 9 weist ebenfalls Aussparungen zum Durchführen der Kontaktelemente 11 auf. Bei den Kontaktelementen kann es sich beispielsweise um metallische Stege mit einem Durchmesser von etwa 10 μm handeln.Recesses 12 out in the first connection layer 4. The first insulation layer 9 also has recesses for passing through the contact elements 11. The contact elements may be, for example, metallic webs with a diameter of about 10 microns.
Alternativ ist beispielsweise auch eine Verwendung gut leitender, nichtmetallischer Kontaktelemente nötig. Beispielsweise können in dem Schichtstapel 2 Kohlenstoffnanoröhrchen oder Hochtemperatur-Supraleiter ausgebildet werden.Alternatively, for example, a use of highly conductive, non-metallic contact elements is necessary. For example, carbon nanotubes or high-temperature superconductors can be formed in the layer stack 2.
Um die Kontaktelemente 11 von der sie umgebenden ersten Anschlussschicht 4 sowie dem Schichtstapel 2 zu isolieren, ist jedes der Kontaktelemente 11 mit einer dritten Isolationsschicht 14 umgeben. Beispielsweise kann ein zumIn order to insulate the contact elements 11 from the surrounding first connection layer 4 and the layer stack 2, each of the contact elements 11 is surrounded by a third insulation layer 14. For example, a for
Bilden der Kontaktelemente 11 verwendetes Metall oder Halbleitermaterial teilweise oxidiert oder mit einem zusätzlichen Isolationsmaterial beschichtet werden, um eine dritte Isolationsschicht 14 auszubilden.Forming the contact elements 11 used metal or semiconductor material may be partially oxidized or coated with an additional insulating material to form a third insulating layer 14.
Die in der Figur 1 dargestellte organische Leuchtdiode 1 erlaubt eine weitgehend gleichmäßige Versorgung des Schichtstapels 2 mit einem Betriebsstrom beziehungsweise einer Betriebsspannung. Die erste Anschlussschicht 4 besteht hierzu vorzugsweise aus einem Metallmaterial, das eine sehr gute Leitfähigkeit besitzt. Beispielsweise kann die erste Anschlussschicht 4 aus Kupfer oder Aluminium gefertigt sein. Die zweite AnschlussSchicht 5 besteht aus einem weitgehend transparenten Material . Vorzugsweise besteht die zweite Anschlussschicht 5 aus einem dotierten Übergangsmetall oder einer sehr dünnen Metallschicht. Beispielsweise besitzt eine Indium-Zinn-Oxid-Schicht mit einer Dicke zwischen 20 und 150 nm in Abhängigkeit der Qualität und Reinheit des verwendeten Materials einen Transmissionsgrad von über 80 % im sichtbaren Wellenlängenbereich. Eine Metallschicht mit einer Schichtdicke von 5 bis 50 nm, beispielsweise zwischen 10 und 30 nm, erreicht in Abhängigkeit der Schichtdicke und des Materials eine Transparenz von über 70 % im sichtbaren Bereich. Auch Verbundstrukturen, umfassend wenigstens eine dünne Metallschicht und eine Übergangsmetalloxidschicht , können Verwendung finden. Zusätzlich kann auch eine Entspiegelungsschicht in die zweiten Anschlussschicht 5 integriert werden, um deren Transparenz zu erhöhen.The illustrated in the figure 1 organic light emitting diode 1 allows a substantially uniform supply of the layer stack 2 with an operating current or an operating voltage. For this purpose, the first connection layer 4 preferably consists of a metal material which has a very good conductivity. For example, the first connection layer 4 may be made of copper or aluminum. The second connection layer 5 consists of a largely transparent material. Preferably, the second connection layer 5 consists of a doped transition metal or a very thin metal layer. For example, an indium tin oxide layer having a thickness of between 20 and 150 nm, depending on the quality and purity of the material used, has a transmittance of more than 80% in the visible wavelength range. A metal layer with a layer thickness of 5 to 50 nm, for example between 10 and 30 nm, achieves a transparency of more than 70% in the visible range, depending on the layer thickness and the material. Also, composite structures comprising at least a thin metal layer and a transition metal oxide layer can be used. In addition, an antireflection coating can also be integrated into the second connection layer 5 in order to increase its transparency.
Auf diese Weise ist eine sehr effiziente Auskoppelung der elektromagnetischen Strahlung 6 aus der organischen Leuchtdiode 1 über die gesamte Oberfläche gewährleistet.In this way, a very efficient decoupling of the electromagnetic radiation 6 from the organic light-emitting diode 1 over the entire surface is ensured.
Derartige transparente Anschlussschichten 5 weisen jedoch nur eine verhältnismäßig geringe Querleitfähigkeit auf . Durch die mehrfache elektrische Kontaktierung der zweiten Anschlussschicht 5 durch die Kontaktelemente 11 kann ein Abfall einer Betriebsspannung entlang der Oberfläche der organischen Leuchtdiode 1 dennoch auf ein Minimum begrenzt werden, so dass eine gleichmäßige Stromzuführung über die gesamte Oberfläche erzielt werden kann und der Eindruck einer gleichmäßig hell leuchtenden Fläche entsteht.However, such transparent connection layers 5 have only a relatively low transverse conductivity. Due to the multiple electrical contacting of the second connection layer 5 by the contact elements 11, a drop in an operating voltage along the surface of the organic light-emitting diode 1 can still be limited to a minimum, so that a uniform power supply over the entire surface can be achieved and the impression of a uniformly bright glowing surface arises.
Eine herkömmliche Verkapselung der Leuchtdiode 1 in Form einer Dünnfilmverkapseiung oder eines Deckels ist in der Figur 1 aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt aber nicht ausgeschlossen. Beispielsweise ist die Verwendung einer Wellenlängenkonversionsschicht in einer Verkapselungsanordnung vorteilhaft, um beispielsweise eine differenzielle Farbalterung zu vermeiden, die bei der Verwendung mehrerer verschiedener aktiver Bereiche zurA conventional encapsulation of the light-emitting diode 1 in the form of a thin-film encapsulation or a cover is not shown in FIG. 1 for reasons of clarity but not excluded. For example, the use of a wavelength conversion layer in an encapsulation arrangement is advantageous in order, for example, to avoid differential color aging associated with the use of a plurality of different active regions
Erzeugung von Mischlicht auftreten kann. Zum anderen kann der Farbort des Leuchteindrucks des optoelektronischen Bauelements unabhängig von den elektronischen Eigenschaften der Strahlungsemittierenden Schichtenfolge optimiert werden.Generation of mixed light can occur. On the other hand, the color location of the luminous impression of the optoelectronic component can be optimized independently of the electronic properties of the radiation-emitting layer sequence.
Insbesondere kann die Leuchtdiode 1 bei Verwendung einer Konversionsschicht eine Überlagerung aus der PrimärStrahlung und einer Sekundärstrahlung abstrahlen. Dabei kann ein Teil der Primärstrahlung die Wellenlängenkonversionsschicht unkonvertiert durchqueren und aus einerIn particular, when using a conversion layer, the light-emitting diode 1 can emit an overlay of the primary radiation and a secondary radiation. In this case, a part of the primary radiation can traverse the wavelength conversion layer without conversion and from a
Verkapselungsanordnung austreten. Weiterhin kann auch elektromagnetische Sekundärstrahlung aus der Verkapselungsanordnung austreten und von dieser abgestrahlt werden. Für einen externen Beobachter kann daher ein mischfarbiger Leuchteindruck durch die Überlagerung der elektromagnetischen PrimärStrahlung und elektromagnetischen SekundärStrahlung wahrgenommen werden. Der mischfarbige Leuchteindruck kann dabei von den relativen Anteilen der Primärstrahlung und SekundärStrahlung zueinander abhängen. Die Primärstrahlung und die Sekundärstrahlung können voneinander verschiedene Wellenlängenbereiche aufweisen. Dadurch kann eine Mischung von beispielsweise unterschiedlichen Farben der elektromagnetischen Strahlung 6 erzeugt werden, die zu einer Gesamtstrahlung mit der gewünschten, resultierenden Farbe führen.Escape encapsulation. Furthermore, electromagnetic secondary radiation can also emerge from the encapsulation arrangement and be emitted by it. For an external observer, therefore, a mixed-color luminous impression can be perceived by the superposition of the electromagnetic primary radiation and electromagnetic secondary radiation. The mixed-color luminous impression can depend on the relative proportions of the primary radiation and secondary radiation to each other. The primary radiation and the secondary radiation may have different wavelength ranges from each other. As a result, a mixture of, for example, different colors of the electromagnetic radiation 6 can be generated, which leads to a total radiation with the desired, resulting color.
Durch die optionale Verwendung dünner Anschlussschichten 4, 5 und 7, beispielsweise dünner Metallschichten, und, sofern vorhanden, eines flexiblen Trägersubstrats, beispielsweise einer dünnen Kunststofffolie, können auch flexible Bauelemente, insbesondere biegsame organische Leuchtdioden, hergestellt werden. .By the optional use of thin connection layers 4, 5 and 7, for example thin metal layers, and, if so If there is a flexible carrier substrate, for example a thin plastic film, it is also possible to produce flexible components, in particular flexible organic light-emitting diodes. ,
In den Figuren 2 und 3 sind zwei Draufsichten auf organische Leuchtdioden 1 mit unterschiedlich angeordneten Kontaktelementen 11 dargestellt. Gemäß einem weiteren, in der Figur 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine Mehrzahl von Kontaktelementen 11 gleichmäßig über eine Oberfläche des Schichtstapels 2 verteilt. Beispielsweise sind metallische Stege gleichen Durchmessers in hexagonal dichtester Packung in den Schichtstapel 2 eingebracht worden.FIGS. 2 and 3 show two plan views of organic light-emitting diodes 1 with differently arranged contact elements 11. According to a further exemplary embodiment illustrated in FIG. 2, a plurality of contact elements 11 are distributed uniformly over a surface of the layer stack 2. For example, metallic webs of the same diameter have been introduced into the layer stack 2 in the most hexagonal packing.
Gemäß einem weiteren, in der Figur 3 dargestelltenAccording to another, shown in the figure 3
Ausführungsbeispiel wird eine alternative Anordnung der Kontaktelemente 11 verwendet . Gemäß Figur 3 wurde die Kontaktierung der zweiten Anschlussschicht 5 mittels einer Mehrzahl von stochastisch angeordneten Kontaktelementen 11 gelöst, beispielsweise durch Diffusion leitfähiger Materialen in den Schichtstapel 2. Sowohl die Position der einzelnen Kontaktelemente 11 als auch deren genaue Form und deren Durchmesser hängen hier von einer Zufallsverteilung ab.Embodiment, an alternative arrangement of the contact elements 11 is used. According to Figure 3, the contacting of the second connection layer 5 has been solved by means of a plurality of stochastically arranged contact elements 11, for example by diffusion of conductive materials in the layer stack 2. Both the position of the individual contact elements 11 and their exact shape and their diameter depend here on a random distribution from.
Je nach Ausgestaltung der Kontaktelemente 11 können dieDepending on the configuration of the contact elements 11, the
VerbindungsStege einen Durchmesser von etwa 100 nm bis zu einigen Mikrometern aufweisen. Dabei wird der Abstand zwischen den einzelnen Kontaktelementen 11 so bemessen, dass für einen Betrachter der organischen Leuchtdiode 1 der Eindruck einer homogenen Leuchtfläche entsteht. Je besser die Querleitfähigkeit der zweiten Anschlussschicht 5, umso weiter kann der Abstand zwischen den einzelnen Kontaktelementen 11 werden. Typischerweise sind für die Herstellung großflächiger organischer Leuchtdioden Abstände von einigen Millimetern bis zu wenigen Zentimetern möglich und vorteilhaft .Verbindungsstege have a diameter of about 100 nm to several micrometers. In this case, the distance between the individual contact elements 11 is dimensioned such that the impression of a homogeneous luminous surface is created for a viewer of the organic light-emitting diode 1. The better the transverse conductivity of the second connection layer 5, the further the distance between the individual contact elements 11 can be. Typically, for the production of larger area Organic light-emitting diodes distances of a few millimeters to a few centimeters possible and advantageous.
Die in der Figur 1 dargestellten Kontaktelemente 11 können beispielsweise durch das Einbringen von zusätzlichen Stegen oder die teilweise Konversion eines Schichtstapels 2 hergestellt werden. Alternativ kann eine elektrische Verbindung zwischen der zweiten Anschlussschicht 5 und der Kontaktstruktur 7 auch durch strukturiertes Aufbringen verschiedener Schichten hergestellt werden. Dies wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Figuren 4 und 5 näher beschrieben.The contact elements 11 shown in FIG. 1 can be produced, for example, by the introduction of additional bars or the partial conversion of a layer stack 2. Alternatively, an electrical connection between the second connection layer 5 and the contact structure 7 can also be produced by structured application of different layers. This will be described in more detail below with reference to Figures 4 and 5.
Figur 4 zeigt eine Kontaktanordnung 15 gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung. Die Kontaktanordnung 15 umfasst einen Schichtstapel 2 mit einer organischen Schicht 3. Auf der Unterseite der organischen Schicht 3 ist eine erste Anschlussschicht 4 angeordnet. Gegenüber der ersten Anschlussschicht 4 ist eine zweite Anschlussschicht 5 auf einer Oberfläche des Schichtstapels 2 angeordnet. Die einzelnen' Schichten können aus den unter Bezugnahme auf die Figur 1 beschriebenen Materialen aufgebaut sein beziehungsweise diese enthalten. Beispielsweise umfasst die erste Anschlussschicht 4 ein Metall und die zweite Anschlussschicht 5 Indium-Zinn-Oxid.FIG. 4 shows a contact arrangement 15 according to a further embodiment of the invention. The contact arrangement 15 comprises a layer stack 2 with an organic layer 3. A first connection layer 4 is arranged on the underside of the organic layer 3. Opposite the first connection layer 4, a second connection layer 5 is arranged on a surface of the layer stack 2. Each 'layers can be constructed from those described with reference to Figure 1, materials or containing them. By way of example, the first connection layer 4 comprises a metal and the second connection layer 5 comprises indium tin oxide.
Unterhalb der ersten Anschlussschicht 4 ist eine Kontaktstruktur 7 angeordnet. Die Kontaktstruktur 7 umfasst eine Isolationsschicht 9 und eine dritte Anschlussschicht 8, die unterhalb der Isolationsschicht 9 angeordnet ist und beispielsweise aus einem metallischen Leitermaterial besteht. In dem linken und rechten Randbereich der Figur 4 bilden die Schichten 8, 9, 4, 3 und 5 einen Schichtstapel, wobei die organische Schicht 3 zwischen der ersten Anschlussschicht 4 und der zweiten Anschlussschicht 5 in einer Sandwichstruktur eingeschlossen ist, die beispielsweise eine organische Leuchtdiodenstruktur bildet.Below the first connection layer 4, a contact structure 7 is arranged. The contact structure 7 comprises an insulation layer 9 and a third connection layer 8, which is arranged below the insulation layer 9 and consists for example of a metallic conductor material. In the left and right edge region of Figure 4, the layers 8, 9, 4, 3 and 5 form a layer stack, wherein the Organic layer 3 is enclosed between the first terminal layer 4 and the second terminal layer 5 in a sandwich structure which forms, for example, an organic light-emitting diode structure.
Im mittleren Bereich der Figur 4 ist eine Kontaktstelle 17 dargestellt, die zur elektrischen Verbindung der zweiten Anschlussschicht 5 mit der dritten Anschlussschicht 8 dient. In diesem Bereich ist eine Vertiefung 16 vorhanden, in die die zweite Anschlussschicht 5 eindringt. Insbesondere weist sowohl die Isolationsschicht 9 als auch die erste Anschlussschicht 4 in diesem Bereich eine Aussparung auf, so dass diese Schichten im Bereich der Vertiefung 16 im dargestellten Querschnitt unterbrochen sind. Auch die organische Schicht 3 weist eine Aussparung auf, die die Vertiefung 16 bildet. Die zweite Anschlussschicht 5 ist flächig auf den in der in Figur 4 dargestellten Schichtstapel 2 aufgebracht, so dass die zweite Anschlussschicht 5 in die Vertiefung 16 eindringt und einen elektrischen Kontakt mit der dritten Anschlussschicht 8 herstellt. Beispielsweise können die Schichten 3 , 4 und 9 durch mikromechanische Bearbeitungsschritte, beispielsweise mit durch Laserabiation im Bereich der Vertiefung 16, entfernt werden, bevor die zweite Anschlussschicht 5 auf die Kontaktanordnung 15 aufgetragen wird.In the central region of FIG. 4, a contact point 17 is shown, which serves for the electrical connection of the second connection layer 5 to the third connection layer 8. In this area, a recess 16 is present, into which the second connection layer 5 penetrates. In particular, both the insulation layer 9 and the first connection layer 4 have a recess in this area, so that these layers are interrupted in the region of the depression 16 in the illustrated cross-section. Also, the organic layer 3 has a recess which forms the recess 16. The second connection layer 5 is applied in a planar manner to the layer stack 2 shown in FIG. 4, so that the second connection layer 5 penetrates into the depression 16 and makes electrical contact with the third connection layer 8. For example, the layers 3, 4 and 9 can be removed by micromechanical processing steps, for example by laser ablation in the region of the depression 16, before the second connection layer 5 is applied to the contact arrangement 15.
Figur 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Kontaktanordnung 15 für einen Schichtstapel 2. Die Kontaktanordnung 15 umfasst eine dritte Anschlussschicht 8, eine Isolationsschicht 9, eine erste Anschlussschicht 4, eine organische Schicht 3 und eine zweite Anschlussschicht 5. Die Schichtfolge umfasst somit dieselben Schichten wie die in der Figur 4 dargestellte Schichtfolge und ist beispielsweise aus denselben Materialien aufgebaut.FIG. 5 shows a further exemplary embodiment of a contact arrangement 15 for a layer stack 2. The contact arrangement 15 comprises a third connection layer 8, an insulation layer 9, a first connection layer 4, an organic layer 3 and a second connection layer 5. The layer sequence thus comprises the same layers as FIG in the Figure 4 shown layer sequence and is constructed for example of the same materials.
Auf die Kontaktanordnung 15 gemäß Figur 5 weist eine Vertiefung 16 im Bereich einer Kontaktstelle 17 auf. Die zweite Anschlussschicht 5 dringt in die Vertiefung 16 ein und bildet somit einen elektrischen Kontakt mit der dritten Anschlussschicht 8. Im Unterschied zu der in der Figur 4 dargestellten Kontaktanordnung ist eine in der Isolationsschicht 9 vorhandene Aussparung 13 in der Figur 5 kleiner ausgestaltet. Während in der Kontaktanordnung 15 gemäß der Figur 4 die zweite Anschlussschicht 5 außerhalb des elektrischen Kontakts mit der dritten Anschlussschicht 8 überall auf der organischen Schicht 3 aufliegt, liegt die zweite Anschlussschicht 5 gemäß Figur 5 links und rechts neben der Kontaktstelle auf der Isolationsschicht 9 auf. Auf diese Weise wird die elektrische Isolation zwischen der den Anschlussschichten 4 und 8 verbessert, so dass die Wahrscheinlichkeit eines Auftretens eines Kurzschlusses im Bereich der Kontaktanordnung reduziert wird. Des Weiteren kann hierdurch ein gleichförmigeres elektrisches Feld innerhalb des Schichtstapels 2 erzeugt werden, so dass auch im Bereich der KontaktStruktur 7 eine gleichmäßig leuchtende Fläche entsteht .The contact arrangement 15 according to FIG. 5 has a depression 16 in the region of a contact point 17. The second connection layer 5 penetrates into the recess 16 and thus forms an electrical contact with the third connection layer 8. In contrast to the contact arrangement shown in FIG. 4, a recess 13 provided in the insulation layer 9 is made smaller in FIG. While in the contact arrangement 15 according to FIG. 4 the second connection layer 5 rests outside of the electrical contact with the third connection layer 8 everywhere on the organic layer 3, the second connection layer 5 according to FIG. 5 rests on the insulation layer 9 on the left and right next to the contact point. In this way, the electrical insulation between the terminal layers 4 and 8 is improved, so that the probability of occurrence of a short circuit in the region of the contact arrangement is reduced. Furthermore, as a result, a more uniform electric field can be generated within the layer stack 2, so that a uniformly luminous surface also arises in the region of the contact structure 7.
In den Figuren 1 bis 5 wurden die Kontaktelemente 11 beziehungsweise Kontaktstellen 17 als punktförmige, insbesondere kreisrunde, Kontakte dargestellt. Möglich sind jedoch auch andere Formen zur Bildung von Kontakten. In den weiteren Ausführungsbeispielen gemäß den Figuren 6A bis 6C sind andere Möglichkeiten der Kontaktierung zwischen der zweiten AnschlussSchicht 5 und der Kontaktstruktur 7 dargestellt . In der Figur 6A sind kreuzförmige Kontaktanordnungen 15 dargestellt. Kreuzförmige Kontaktanordnungen 15 weisen unter anderem den Vorteil auf, dass ein verhältnismäßig großer Stromfluss zwischen der Anschlussschicht 8 und der zweiten Anschlussschicht 5 ermöglicht wird. Figur SB zeigt streifenförmige Kontaktanordnungen 15. Streifenförmige Kontaktanordnungen 15 lassen sich auf besonders einfache Weise in einen Schichtstapel 2 einbringen. Beispielsweise können Schnitte in die organische Schicht 3 , die erste Anschlussschicht 4 und die erste Isolationsschicht 9 eingebracht werden. Figur 6C zeigt spinnennetzartige Kontakte 15a beziehungsweise wabenförmige Kontaktanordnungen 15b. Spinnennetzartige Kontakte 15a beziehungsweise wabenförmige Kontaktanordnungen 15b erlauben eine regelmäßige und gleichförmige Versorgung der zweiten Anschlussschicht 5 mit einem elektrischen Betriebsstrom zum Betrieb einer organischen Leuchtdiode oder eines anderen optisch aktiven Elements .In FIGS. 1 to 5, the contact elements 11 or contact points 17 have been represented as punctiform, in particular circular, contacts. However, other forms for forming contacts are also possible. In the further exemplary embodiments according to FIGS. 6A to 6C, other possibilities of contacting between the second connection layer 5 and the contact structure 7 are illustrated. In FIG. 6A, cross-shaped contact arrangements 15 are shown. Cross-shaped contact arrangements 15 have inter alia the advantage that a relatively large current flow between the connection layer 8 and the second connection layer 5 is made possible. Figure SB shows strip-shaped contact arrangements 15. Strip-shaped contact arrangements 15 can be introduced into a layer stack 2 in a particularly simple manner. For example, cuts can be made in the organic layer 3, the first connection layer 4 and the first insulation layer 9. FIG. 6C shows spider-web-like contacts 15a or honeycomb-shaped contact arrangements 15b. Spider-net-like contacts 15a or honeycomb-shaped contact arrangements 15b allow a regular and uniform supply of the second connection layer 5 with an electrical operating current for operating an organic light-emitting diode or another optically active element.
Ein Vorteil der oben beschriebenen Anordnungen besteht darin, dass eine laterale Stromverteilung über die gesamte Leuchtfläche durch eine gut leitende Kontaktstruktur 7 beziehungsweise Anschlussschicht 8 erfolgen kann. Da diese aus einem beliebig dicken und auch nicht transparenten Material hergestellt werden kann, lassen sich mit den beschriebenen Anordnungen im Prinzip beliebig große Flächen mit einem Betriebsstrom versorgen. Beispielsweise kann eine Sandwichstruktur, bestehend aus einer ersten Anschlussschicht 4, der ersten Isolationsschicht 9 und der dritten Anschlussschicht 8 verwendet werden. Solche Sandwichstrukturen mit zwei metallischen und einer isolierenden Schicht sind einfach herzustellen. Beispielsweise können Leiterbahnen auf der Oberseite beziehungsweise Unterseite eines leitenden Materials auf lithographischem Wege hergestellt werden. Alternativ ist auch die Verwendung eines Laminats aus zwei Metallschichten und einer dazwischen liegenden Kunststoffschient möglich.One advantage of the arrangements described above is that a lateral current distribution over the entire luminous area can be effected by a well-conducting contact structure 7 or connecting layer 8. Since these can be made of an arbitrarily thick and non-transparent material, in principle, any desired large areas can be supplied with an operating current with the described arrangements. For example, a sandwich structure consisting of a first connection layer 4, the first insulation layer 9 and the third connection layer 8 can be used. Such sandwich structures with two metallic and one insulating layer are easy to manufacture. By way of example, printed conductors can be produced on the upper side or lower side of a conductive material by lithographic means. Alternatively, the use of a laminate of two metal layers and a plastic splint therebetween is possible.
Figur 7 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zur Herstellung von organischen Leuchtdioden und anderen flächigen Bauelemente mit wenigstens einem optisch aktiven Element, insbesondere anorganische Leuchtdioden, flächige Strahlungsdetektoren oder Solarzellen.FIG. 7 shows an exemplary embodiment of a method for producing organic light emitting diodes and other planar components having at least one optically active element, in particular inorganic light emitting diodes, planar radiation detectors or solar cells.
In einem ersten Schritt 71 wird eine erste Anschlussschicht 4 bereitgestellt. Die erste Anschlussschicht kann beispielsweise auf einem Trägersubstrat für die herzustellende Leuchtdiode bereitgestellt werden. Beispielsweise kann es sich dabei um ein keramisches Trägersubstrat handeln. Alternativ ist auch die Verwendung einer Leiterplatte oder eines sonstigen geeigneten Trägermaterials möglich. Gegebenenfalls kann auf dieIn a first step 71, a first connection layer 4 is provided. The first connection layer can be provided, for example, on a carrier substrate for the light-emitting diode to be produced. For example, it may be a ceramic carrier substrate. Alternatively, the use of a printed circuit board or other suitable carrier material is possible. If necessary, can on the
Verwendung eines TrägerSubstrats auch verzichtet werden, insbesondere wenn die erste Anschlussschicht 4 beispielsweise aus einer metallischen Schicht oder Folie gebildet wird. Des Weiteren wird eine dritte Anschlussschicht 8 bereitgestellt, die elektrisch von der ersten Anschlussschicht 4 isoliert und auf dieser flächig angeordnet ist. Beispielsweise können die erste Anschlussschicht 4 und die dritte Anschlussschicht 8 bereits auf einem Trägersubstrat angeordnet sein oder nachträglich im Laufe des Verfahren, beispielsweise mittels Photolithographie oder Beschichtung, auf ein Trägersubstrat aufgetragen werden. Selbstverständlich ist es auch möglich, leitende Metallfolien auf ein nicht leitendes Trägersubstrat aufzukleben oder auf anderem Wege zu befestigen. In einem weiteren Schritt 72 werden Aussparungen 12 in der ersten AnschlussSchicht 4 sowie gegebenenfalls Aussparungen 13 in der Isolationsschicht 9 gebildet. Die Aussparungen ermöglichen es einer später aufgetragenen zweiten Anschlussschicht 5, die erste 'Anschlussschicht 4 zu kontaktieren. Die Aussparungen 12 beziehungsweise 13 können durch mechanische, mikromechanische oder chemische Verfahren in der ersten Anschlussschicht 4 beziehungsweise der ersten Isolationsschicht 9 gebildet werden. Beispielsweise können Löcher in die erste Anschlussschicht 4 und/oder die erste Isolationsschicht 9 gebohrt, gefräst, geätzt oder eingebrannt werden.Use of a carrier substrate are also dispensed with, in particular if the first connection layer 4 is formed, for example, from a metallic layer or foil. Furthermore, a third connection layer 8 is provided, which is electrically insulated from the first connection layer 4 and arranged on this surface. For example, the first connection layer 4 and the third connection layer 8 can already be arranged on a carrier substrate or can be subsequently applied to a carrier substrate in the course of the method, for example by means of photolithography or coating. Of course, it is also possible to stick conductive metal foils on a non-conductive carrier substrate or to attach in other ways. In a further step 72, recesses 12 are formed in the first connection layer 4 and optionally recesses 13 in the insulation layer 9. The recesses enable a later applied second connection layer 5, the first 'connecting layer 4 to contact. The recesses 12 and 13 can be formed by mechanical, micromechanical or chemical processes in the first connection layer 4 or the first insulation layer 9. For example, holes in the first connection layer 4 and / or the first insulation layer 9 can be drilled, milled, etched or baked.
In einem weiteren Verfahrensschritt 73 wird ein Schichtstapel mit mindestens einer organischen Schicht 3 auf die erste Anschlussschicht 4 aufgetragen. Der organische Schichtstapel 2 wird auf eine freiliegende Oberfläche der ersten Anschlussschicht 4 aufgetragen, so dass ein erster elektrischer Kontakt zwischen der ersten Anschlussschicht 4 und dem Schichtstapel 2 hergestellt wird.In a further method step 73, a layer stack having at least one organic layer 3 is applied to the first connection layer 4. The organic layer stack 2 is applied to an exposed surface of the first connection layer 4, so that a first electrical contact between the first connection layer 4 and the layer stack 2 is produced.
Grundsätzlich kann der Schichtstapel 2 zunächst im gesamten Bereich der ersten Anschlussschicht 4 aufgetragen werden. Optional können nachträglich Kontaktelemente 11 in die organische Schicht 3 eingebracht oder Vertiefungen 16 in dem Schichtstapel 2 ausgebildet werden. Alternativ ist es auch möglich, die organische Schicht 3 nur in den Bereichen aufzutragen, die keiner Aussparung 12 beziehungsweise 13 in der ersten Anschlussschicht 4 beziehungsweise Isolationsschicht 9 zugeordnet sind. Gemäß der ersten Alternative wird der SchichtStapel 2 im gesamten Bereich der ersten Anschlussschicht 4 aufgetragen, zum Beispiel aufgesputtert . Nachfolgend werden die Teile des Schichtstapels 2, die den Aussparungen 12 oder 13 der ersten Anschlussschicht 4 beziehungsweise Isolationsschicht 9 zugeordnet sind, beispielsweise mittels Laserablation entfernt. Gemäß der zweiten Alternative wird die organische Schicht 3 beispielsweise mittels Siebdrucktechnik aufgetragen, wobei die den Aussparungen 12 beziehungsweise 13 zugeordneten Bereiche durch das Siebdruckverfahren ausgespart werden. Des Weiteren ist es auch möglich, die Schichtstapel 2 mittels Vakuumdiffusionstechnik auf die erste Anschlussschicht 4 aufzudampfen, wobei mittels einer Schattenmaske die den Aussparungen 12 beziehungsweise 13 zugeordneten Bereiche ausgespart werden.In principle, the layer stack 2 can first be applied in the entire region of the first connection layer 4. Optionally, contact elements 11 can subsequently be introduced into the organic layer 3 or depressions 16 can be formed in the layer stack 2. Alternatively, it is also possible to apply the organic layer 3 only in the areas which are not associated with any recess 12 or 13 in the first connection layer 4 or insulation layer 9. According to the first alternative, the layer stack 2 is applied in the entire region of the first connection layer 4, for example sputtered on. Subsequently, the parts of the layer stack 2 which are associated with the recesses 12 or 13 of the first connection layer 4 or insulation layer 9 are removed, for example by means of laser ablation. According to the second alternative, the organic layer 3 is applied for example by means of screen printing technology, wherein the areas associated with the recesses 12 and 13 are recessed by the screen printing process. Furthermore, it is also possible to evaporate the layer stacks 2 by means of a vacuum diffusion technique onto the first connection layer 4, the areas allocated to the recesses 12 and 13 being recessed by means of a shadow mask.
Gemäß einer abgewandelten Ausgestaltung wird anstelle des Schichtstapel 2 mit der organischen Schicht ein anderer, beispielsweise auch anorganischer Schichtstapel, zum Beispiel umfassend ein Halbleitermaterial, aufgetragen, epitaktisch aufgewachsen oder gemäß anderen aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren geformt. Auf diese Weise können beispielsweise auch Solarzellen, Strahlungsdetektoren zur Erkennung elektromagnetischer Strahlung oder andere elektronische Bauelemente mit einem flächigen optisch aktiven Bereich hergestellt werden.According to a modified embodiment, instead of the layer stack 2 with the organic layer, another, for example also inorganic, layer stack, for example comprising a semiconductor material, is applied, epitaxially grown or shaped according to other methods known from the prior art. In this way, for example, solar cells, radiation detectors for detecting electromagnetic radiation or other electronic components can be produced with a planar optically active region.
In einem weiteren Schritt 74 wird die zweite Anschlussschicht 5 auf den Schichtstapel 2 aufgebracht. Beispielsweise kann eine Indium- Zinnoxid- Schicht auf die Oberfläche desIn a further step 74, the second connection layer 5 is applied to the layer stack 2. For example, an indium-tin oxide layer may be applied to the surface of the
Schichtstapels 2 aufgedampft oder aufgewachsen oder auf ihr abgeschieden werden. Die zweite AnschlussSchicht 5 wird dabei großflächig im Bereich des gesamten Schichtstapels 2 aufgetragen .Layer stack 2 vapor-deposited or grown or deposited on her. The second connection layer 5 is thereby applied over a large area in the region of the entire layer stack 2.
In einem letzten Schritt 75 werden elektrische Verbindungen zwischen der zweiten Anschlussschicht 5 und der dritten Anschlussschicht 8 gebildet. In dem Fall, in dem in dem Schichtstapel 2 Vertiefungen IS vorgesehen sind, wird dieser Schritt gemeinsam mit dem Schritt 74 durchgeführt. Das heißt, dass durch Aufbringen der zweiten Anschlussschicht 5 gleichzeitig auch eine elektrische Kontaktierung der dritten Anschlussschicht 8 im Bereich der Aussparungen 12 erfolgt. Alternativ ist es auch möglich, durch Einbringen zusätzlicher Kontaktelemente 11 in den Schichtstapel 2 elektrische Verbindungen zwischen der zweiten Anschlussschicht 5 und der dritten Anschlussschicht 8 zu bilden. Beispielsweise können dünne Metallstifte in den Schichtstapel 2 eingebracht werden. Zum Beispiel eignen sich hierzu Metallstifte aus Silber mit einem Durchmesser von weniger als 20 nm.In a last step 75, electrical connections between the second connection layer 5 and the third connection layer 8 are formed. In the case where recesses IS are provided in the layer stack 2, this step is performed together with the step 74. This means that by applying the second connection layer 5, an electrical contacting of the third connection layer 8 in the region of the recesses 12 takes place simultaneously. Alternatively, it is also possible to form electrical connections between the second connection layer 5 and the third connection layer 8 by introducing additional contact elements 11 into the layer stack 2. For example, thin metal pins can be introduced into the layer stack 2. For example, metal pins made of silver with a diameter of less than 20 nm are suitable for this purpose.
Die oben beschriebenen Schritte können auch in einer anderen als der beschriebenen Reihenfolge durchgeführt werden. Beispielsweise kann die Schichtfolge in umgekehrter Reihenfolge aufgebaut werden, das heißt beginnend von einer durch die zweite Anschlussschicht 5 gebildeten Deckelelektrode, über den Schichtstapel 2, die ersteThe steps described above may also be performed in a different order than described. For example, the layer sequence can be constructed in the reverse order, that is to say starting from a cover electrode formed by the second connection layer 5, via the layer stack 2, the first one
Anschlussschicht 4, die Isolationsschicht 9 und die dritte Anschlussschicht 8. Des Weiteren können mehrere der Verfahrensschritte in einem einzelnen Schritt vereinigt werden. Beispielsweise können die Aussparungen 12 und 13 in der ersten Anschlussschicht 4 und der erstenTerminal layer 4, the insulation layer 9 and the third terminal layer 8. Furthermore, several of the method steps can be combined in a single step. For example, the recesses 12 and 13 in the first connection layer 4 and the first
Isolationsschicht 9 gemeinsam mit den Vertiefungen 16 in dem Schichtstapel 2 hergestellt werden. In den beschriebenen Ausführungsbeispielen wurde die dritte Anschlussschicht 8 als zusätzliche Metall- oder sonstige Leiterschicht beschrieben, die flächig auf einer Isolationsschicht 9 aufgetragen ist. Anstelle einer flächigen Kontaktstruktur 7 können selbstverständlich auch andere Kontaktelemente auf einer dem Schichtstapel 2 abgewandten Seite der ersten Anschlussschicht 4 angeordnet werden, die eine gleichmäßige Versorgung der zweiten Anschlussschicht 5 mit einem elektrischen Betriebsstrom gewährleisten. Beispielsweise können einzelne Kontaktelemente 11 mittels Leiterbahnen oder Kabelverbiηdungen an eine Stromquelle angeschlossen werden.Insulation layer 9 are produced together with the recesses 16 in the layer stack 2. In the exemplary embodiments described, the third connection layer 8 has been described as an additional metal or other conductor layer, which is applied in a planar manner to an insulation layer 9. Instead of a flat contact structure 7, it is of course also possible to arrange other contact elements on a side of the first connection layer 4 facing away from the layer stack 2, which ensure a uniform supply of the second connection layer 5 with an electrical operating current. For example, individual contact elements 11 can be connected by means of conductors or Kabelverbiηdungen to a power source.
Schließlich ist es möglich, einzelne Merkmale der beschriebenen Ausführungsbeispiele miteinander zu kombinieren, um zu weiteren möglichen Ausgestaltungen zu gelangen.Finally, it is possible to combine individual features of the described embodiments with each other in order to arrive at further possible embodiments.
Diese Patentanmeldung beansprucht die Prioritäten der deutschen Patentanmeldungen DE 102008011867.2 und DEThis patent application claims the priorities of German patent applications DE 102008011867.2 and DE
102008020816.7, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.102008020816.7, the disclosure of which is hereby incorporated by reference.
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. The invention is not limited by the description based on the embodiments of these. Rather, the invention encompasses any novel feature as well as any combination of features, including in particular any combination of features in the claims, even if this feature or combination itself is not explicitly stated in the patent claims or exemplary embodiments.

Claims

Patentansprüche claims
1. Organische Leuchtdiode (1) umfassend1. organic light emitting diode (1) comprising
- einen Schichtstapel (2) aufweisend wenigstens eine organische Schicht (3) zur Emission elektromagnetischer Strahlung (6) , wobei der Schichtstapel (2) eine erste Oberfläche und eine der ersten Oberfläche gegenüberliegende zweite Oberfläche aufweist,- a layer stack (2) comprising at least one organic layer (3) for emitting electromagnetic radiation (6), wherein the layer stack (2) has a first surface and a second surface opposite the first surface,
- eine elektrisch leitfähige erste Anschlussschicht (4) , die auf der ersten Oberfläche des Schichtstapels (2) angeordnet und mit diesem elektrisch verbunden ist, und- An electrically conductive first connection layer (4), which is arranged on the first surface of the layer stack (2) and electrically connected thereto, and
- eine elektrisch leitfähige und für eine charakteristische Wellenlänge der emittierbaren elektromagnetischen Strahlung- An electrically conductive and for a characteristic wavelength of the emissive electromagnetic radiation
(6) zumindest überwiegend durchlässige zweite Anschlussschicht (5) , die auf der zweiten Oberfläche des Schichtstapeis (2) angeordnet und mit diesem elektrisch verbunden ist, wobei(6) at least predominantly permeable second connection layer (5), which is arranged on the second surface of the Schichtstapeis (2) and electrically connected thereto, wherein
- auf der dem Schichtstapel (2) gegenüberliegenden Seite der ersten Anschlussschicht (4) eine von dieser elektrisch isolierte, leitfähige Kontaktstruktur (7) angeordnet ist,on the side of the first connection layer (4) opposite the layer stack (2), a conductive contact structure (7) which is electrically insulated from this, is arranged,
- die erste Anschlussschicht (4) eine Mehrzahl von Aussparungen (12) aufweist und- The first connection layer (4) has a plurality of recesses (12) and
- die zweite Anschlussschicht (5) im Bereich der Mehrzahl von Aussparungen (12) der ersten AnschlussSchicht (4) elektrisch mit der Kontaktstruktur (7) verbunden ist.- The second connection layer (5) in the region of the plurality of recesses (12) of the first connection layer (4) is electrically connected to the contact structure (7).
2. Organische Leuchtdiode (1) nach dem vorherigen Anspruch, wobei die KontaktStruktur (7) wenigstens eine erste2. Organic light-emitting diode (1) according to the preceding claim, wherein the contact structure (7) at least a first
Isolationsschicht (9) und eine elektrisch leitfähige dritte Anschlussschicht (8) umfasst, wobei die erste Isolationsschicht (9) in direktem physikalischen Kontakt mit der dem SchichtStapel (2) abgewandten Seite der ersten Anschlussschicht (4) steht und die dritte Anschlussschicht (8) in direktem physikalischen Kontakt mit der der ersten Anschlussschicht (4) abgewandten Seite der ersten Isolationsschicht (9) steht.Insulating layer (9) and an electrically conductive third terminal layer (8), wherein the first insulating layer (9) in direct physical contact with the side of the first connection layer (4) facing away from the layer stack (2) and the third connection layer (8) is in direct physical contact with the side of the first insulation layer (9) facing away from the first connection layer (4).
3. Organische Leuchtdiode nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche , wobei die erste Isolationsschicht (9) als elektrisch isolierendes Trägersubstrat ausgestaltet ist und eine3. Organic light emitting diode according to at least one of the preceding claims, wherein the first insulating layer (9) is designed as an electrically insulating carrier substrate and a
Mehrzahl von Aussparungen (13) aufweist, die der Mehrzahl von Aussparungen (12) der ersten Anschlussschicht (4) zugeordnet ist.A plurality of recesses (13) associated with the plurality of recesses (12) of the first connection layer (4).
4. Organische Leuchtdiode (1) nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, wobei der SchichtStapel (2) im Bereich der Mehrzahl von Aussparungen (12) der ersten Anschlussschicht (4) jeweils eine Vertiefung (16) aufweist und die zweite Anschlussschicht (5) in diese Vertiefungen (16) hineinragt, um die Kontaktstruktur (7) elektrisch zu kontaktieren.4. Organic light-emitting diode (1) according to at least one of the preceding claims, wherein the layer stack (2) in the region of the plurality of recesses (12) of the first connection layer (4) each having a recess (16) and the second connection layer (5) in protrudes these recesses (16) to electrically contact the contact structure (7).
5. Organische Leuchtdiode (1) nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, wobei in dem Schichtstapel (2) eine Mehrzahl von5. Organic light-emitting diode (1) according to at least one of the preceding claims, wherein in the layer stack (2) a plurality of
Kontaktelementen (11) angeordnet ist, die der Mehrzahl von Aussparungen (12) der ersten Anschlussschicht (4) zugeordnet ist und die zweite Anschlussschicht (5) elektrisch mit der Kontaktstruktur (7) verbindet.Contact elements (11) is arranged, which is associated with the plurality of recesses (12) of the first connection layer (4) and electrically connects the second connection layer (5) with the contact structure (7).
6 . Organische Leuchtdiode ( 1) nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche , wobei jeweils eine Isolationsschicht (14) jeweils eines der Mehrzahl der Kontaktelemente (11) umgibt, die das jeweilige Kontaktelement (11) elektrisch von dem Schichtstapel (2) isoliert.6. Organic light-emitting diode (1) according to at least one of the preceding claims, wherein an insulating layer (14) in each case surrounds one of the plurality of contact elements (11) which electrically isolates the respective contact element (11) from the layer stack (2).
7. Organische Leuchtdiode (1) nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, wobei die zweite Anschlussschicht (5) ein dotiertes Übergangsmetalloxid, insbesondere Indium-Zinnoxid oder aluminiumdotiertes Zinkoxid, umfasst.7. Organic light-emitting diode (1) according to at least one of the preceding claims, wherein the second connection layer (5) comprises a doped transition metal oxide, in particular indium-tin oxide or aluminum-doped zinc oxide.
8. Organische Leuchtdiode (1) nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, wobei die zweite Anschlussschicht (5) wenigstens eine dünne Metallschicht mit einer Dicke zwischen 5 und 50 nm umfasst, insbesondere eine Metallschicht mit einer Dicke von weniger als 30 nm.8. Organic light-emitting diode (1) according to claim 1, wherein the second connection layer (5) comprises at least one thin metal layer with a thickness between 5 and 50 nm, in particular a metal layer with a thickness of less than 30 nm.
9. Organische Leuchtdiode (1) nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, wobei die zweite Anschlussschicht (5) zusätzlich wenigstens eine dotierte Übergangsmetalloxidschicht umfasst, wobei die dünne Metallschicht und die ÜbergangsmetallSchicht eine Verbundstruktur bilden.9. Organic light-emitting diode (1) according to at least one of the preceding claims, wherein the second connection layer (5) additionally comprises at least one doped transition metal oxide layer, the thin metal layer and the transition metal layer forming a composite structure.
10. Verfahren zur Herstellung einer organischen Leuchtdiode (1) , umfassend:10. A method for producing an organic light emitting diode (1), comprising:
- Bereitstellen einer flächigen, elektrisch leitfähigen ersten Anschlussschicht (4) und einer im Bereich der ersten Anschlussschicht (4) angeordneten, von dieser elektrisch isolierten, leitfähigen Kontaktstruktur (7),Providing a planar, electrically conductive first connection layer (4) and a conductive contact structure (7) arranged in the region of the first connection layer (4) and electrically insulated therefrom,
- Formen einer Mehrzahl von Aussparungen (12) in der ersten Anschlussschicht (4) , - flächiges Aufbringen eines Schichtstapels (2) aufweisend wenigstens eine organische Schicht (3) zur Emission elektromagnetischer Strahlung (6) auf einer der Kontaktstruktur (7) gegenüberliegenden Seite der ersten Anschlussschicht (4) ,Forming a plurality of recesses (12) in the first connection layer (4), laminar application of a layer stack (2) comprising at least one organic layer (3) for emission of electromagnetic radiation (6) on a side of the first connection layer (4) opposite the contact structure (7),
- flächiges Aufbringen einer elektrisch leitfähigen und für eine vorbestimmte charakteristische Wellenlänge der emittierbaren elektromagnetischen Strahlung (6) zumindest überwiegend durchlässige zweiten Anschlussschicht (5) , auf einer der ersten Anschlussschicht (4) gegenüberliegenden Seite des Schichtstapels (2) und- Surface application of an electrically conductive and for a predetermined characteristic wavelength of the emissive electromagnetic radiation (6) at least predominantly transparent second connection layer (5) on one of the first connection layer (4) opposite side of the layer stack (2) and
- Formen einer Mehrzahl von elektrischen Verbindungen zwischen der zweiten Anschlussschicht (5) und der Kontaktstruktur (7) durch die Mehrzahl von Aussparungen (12) in der ersten Anschlussschicht (4) .- forming a plurality of electrical connections between the second connection layer (5) and the contact structure (7) through the plurality of recesses (12) in the first connection layer (4).
11. Verfahren nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Schichtstapel (2) zunächst auf der gesamten Oberfläche der ersten Anschlussschicht (4) aufgebracht wird und in einem nachfolgenden Schritt Teile des Schichtstapels (2), die der Mehrzahl von Aussparungen (12) in der ersten Anschlussschicht (4) zugeordnet sind, abgetragen werden.11. The method according to at least one of the preceding claims, wherein the layer stack (2) is first applied to the entire surface of the first connection layer (4) and in a subsequent step, parts of the layer stack (2), the plurality of recesses (12) in are assigned to the first connection layer (4) are removed.
12. Verfahren nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Formen der Mehrzahl von Aussparungen (12) in der ersten Anschlussschicht (4) gemeinsam mit dem Abtragen der Teile des Schichtstapels (2) durchgeführt wird.12. The method according to at least one of the preceding claims, wherein the forming of the plurality of recesses (12) in the first connection layer (4) is carried out together with the removal of the parts of the layer stack (2).
13. Verfahren nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Teile des Schichtstapels (2) durch Einwirkung elektromagnetischer Strahlung, insbesondere durch Laserabiation, abgetragen werden. 13. The method according to at least one of the preceding claims, wherein the parts of the layer stack (2) by the action of electromagnetic radiation, in particular by laser ablation, are removed.
14. Verfahren nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Schichtstapel (2) strukturiert aufgebracht wird, wobei beim Aufbringen, des Schichtstapels (2) Bereiche ausgespart werden, die der Mehrzahl von Aussparungen (12) der ersten Anschlussschicht (4) zugeordnet sind, so dass der Schichtstapel (2) ebenfalls eine Mehrzahl von Aussparungen aufweist .14. The method according to claim 1, wherein the layer stack is applied in a structured manner, wherein areas are deposited during the application of the layer stack that are associated with the plurality of recesses of the first connection layer. so that the layer stack (2) also has a plurality of recesses.
15. Herstellungsverfahren nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, wobei eine Mehrzahl von Kontaktelementen (11) in Bereiche des Schichtstapels (2) eingebracht wird, die der Mehrzahl von Aussparungen (12) in der ersten Anschlussschicht (4) zugeordnet ist. 15. The production method according to claim 1, wherein a plurality of contact elements is introduced into regions of the layer stack that is associated with the plurality of recesses in the first connection layer.
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