WO2012123196A1 - Organisches optoelektronisches bauelement und verfahren zur herstellung eines optoelektronischen bauelements - Google Patents

Organisches optoelektronisches bauelement und verfahren zur herstellung eines optoelektronischen bauelements Download PDF

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WO2012123196A1
WO2012123196A1 PCT/EP2012/052209 EP2012052209W WO2012123196A1 WO 2012123196 A1 WO2012123196 A1 WO 2012123196A1 EP 2012052209 W EP2012052209 W EP 2012052209W WO 2012123196 A1 WO2012123196 A1 WO 2012123196A1
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WO
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layer
optoelectronic
intermediate layer
substrate
stack
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PCT/EP2012/052209
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Philipp SCHWAMB
Daniel Steffen Setz
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Osram Opto Semiconductors Gmbh
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    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Definitions

  • Organic optoelectronic components which may be formed, for example, as light-emitting organic diodes (OLEDs) typically have a substrate on which functional layers are applied.
  • the functional layers can be formed by one or more organic functional layers and electrode layers.
  • the materials of these layers are at least partially sensitive to moisture and / or oxidizing substances such as oxygen, so that over these layers usually cover as
  • Encapsulation is arranged, which can encapsulate the layers together with the substrate to the environment and so shield against harmful substances.
  • At least some embodiments are based on the object of specifying an organic optoelectronic component which has an encapsulation.
  • an organic optoelectronic component has a substrate, on which an optoelectronic layer stack having at least one organic optoelectronic layer is arranged.
  • the organic optoelectronic component can be designed as a light-emitting organic optoelectronic component and as at least one organic
  • Opto-electronic layer having a light-emitting organic opto-electronic layer.
  • Optoelectronic component can be used in particular as
  • organic, light-emitting diode ⁇ OLED organic, light-emitting diode ⁇ OLED
  • Optoelectronic component can also be embodied as a light-receiving optoelectronic component and have at least one organic optoelectronic layer which can absorb light and convert it into electrical charge.
  • the optoelectronic layer stack has a first electrode which is disposed on a side of the substrate facing the substrate
  • the Layer stack is arranged.
  • the at least one organic optoelectronic layer can be arranged above the first electrode.
  • further organic functional layers can be applied over the first electrode.
  • the at least one organic optoelectronic layer and / or the further organic functional layers may, for example, in each case as one or more Lochinj etechnischs füren, hole transport layers,
  • Electron blocking layers electroluminescent
  • Electrode be placed on a substrate
  • the substrate comprises or is made of glass, quartz, plastic and / or metal
  • the organic optoelectronic component is designed as a light-emitting component which emits light through the substrate or as light-receiving component
  • the substrate may preferably be made transparent.
  • the substrate is formed from a glass foil, a glass layer, a metal foil, a metal layer, a plastic foil, a plastic layer or a combination thereof.
  • Such materials may have the advantage that they are easy to process and inexpensive to produce.
  • At least one of the electrodes can be made transparent.
  • the first electrode for example, in combination with the substrate, be made transparent.
  • the second electrode for example, in combination with the substrate, be made transparent.
  • Electrode be transparent.
  • materials for a transparent electrode are particularly suitable
  • TCO transparent conductive oxides
  • metal oxides such as zinc oxide, tin oxide, cadmium oxide, titanium oxide, indium oxide or indium tin oxide (ITO).
  • ITO indium tin oxide
  • 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 , Mgln 2 O 4 , GalnO 3 , Zn 2 In 2 O 5 or InSn 3 O 2 or mixtures different transparent conductive oxides to the group of TCOs. Furthermore, the TCOs do not necessarily correspond to a stoichiometric
  • Composition may also be p- or n-doped.
  • An electrode which comprises a TCO or consists of a TCO can be designed in particular as an anode.
  • the first and / or the second electrode may comprise a metal, such as aluminum, barium, indium, silver, gold, magnesium, calcium or lithium and compounds, combinations or alloys thereof. Such materials may be advantageous for forming a cathode
  • the first and / or second electrode is formed from a combination or a layer stack of one or more metals and / or one or more TCOs.
  • the optoelectronic layer stack between the first and the second electrode may have a hole transport layer in order to achieve an effective
  • the organic optoelectronic Layer may be an electroluminescent material that has a radiation emission due to fluorescence or
  • Include phosphorescence include, for example
  • Optoelectronic layer stacks may comprise further layers or materials.
  • Alternative and further materials, layers and layer combinations are known to the person skilled in the art and will not be discussed further here.
  • the organic optoelectronic component has a substrate
  • Layer stack is arranged. In other words, between the substrate and the optoelectronic
  • Layer stack can be arranged an intermediate layer.
  • the intermediate layer is formed as a planarization layer.
  • Substrate has such a rough surface that above this an additional planarization must be applied before the functional layers of the
  • Component can be deposited to obtain a durable funktionsf higes device.
  • the intermediate layer may in particular be designed such that it
  • Substrate material itself be given, production-related be or be present due to reduced quality requirements, especially for low-cost substrates.
  • Glass substrates have a surface structure that prevent direct application of the optoelectronic layer stack in sufficient quality. But it may also be possible that the substrate specifically with a
  • the intermediate layer can additionally or alternatively also be designed as an optical coupling-out layer.
  • the intermediate layer may for this purpose have a refractive index which facilitates coupling of light generated in the optoelectronic layer stack into the substrate.
  • the refractive index of the intermediate layer may be greater than or equal to the refractive index of the at least one organic layer
  • the refractive index of the intermediate layer may be greater than or equal to 1, 5 or even greater than or equal to 1.8.
  • the intermediate layer can light-scattering elements, in particular scattering particles and / or pores and / or a
  • the scattering particles may comprise, for example, a metal oxide, such as titanium oxide or aluminum oxide, and / or glass particles or be out of it.
  • the light-scattering elements may preferably have a size, that is to say in particular dimensions, such as a diameter, of less than or equal to 10 ⁇ and particularly preferably of less than or equal to 3 ⁇ and further greater than or equal to 500 nm.
  • the intermediate layer may additionally or alternatively also be referred to as
  • Wavelength conversion layer may be formed, the one or more wavelength conversion materials in one
  • Wavelength conversion materials may in particular be suitable for converting the light generated by the optoelectronic layer stack in a first wavelength range into light having one or more second wavelength ranges that are different from the first wavelength range, thus producing a mixed-color light emission of the organic
  • the intermediate layer may also have a plurality of the aforementioned functionalities.
  • the intermediate layer may be a plastic material, for example a silicone
  • the intermediate layer is designed to be electrically insulating and has merely a planarizing function and / or an optical functionality as described above having. Furthermore, the intermediate layer can be permeable to moisture and / or oxygen. In other words, the intermediate layer may include or be made of a material that is not hermetically sealed
  • Intermediate layer arranged. This may mean, in particular, that the optoelectronic layer stack is arranged directly on the intermediate layer without any further intermediate layer.
  • the above-mentioned first electrode can directly and directly on the
  • Intermediate layer may be arranged.
  • the intermediate layer is arranged directly and directly on the substrate without a further layer being applied between the intermediate layer and the substrate.
  • Intermediate layer and the optoelectronic layer stack is arranged, whereby a simple processability can result from the arrangement of the intermediate layer directly between the substrate and the optoelectronic layer stack.
  • the organic optoelectronic component has an encapsulation layer.
  • the encapsulation layer can in particular over the
  • Intermediate layer and the optoelectronic layer stack may be arranged and together with the substrate
  • the substrate and the encapsulation layer may form a closed space in which the layer stack and the intermediate layer are arranged. Furthermore, the substrate one around the
  • optoelectronic layer stack and the intermediate layer have circumferential area, free of the
  • Intermediate layer is and in which the encapsulation layer is disposed adjacent to the substrate.
  • This region immediately and in direct contact adjacent to the substrate, so that the organic optoelectronic device has outwardly to the environment only surfaces of the substrate and the encapsulation layer.
  • the substrate may be sealed against moisture and / or
  • a water vapor transmission rate (WVTR) and / or an oxygen diffusion rate (ODR) is less than the corresponding permeability of the interlayer
  • Permeability is so low that by the entry of Water vapor on the life of the device calculated the risk of failure and / or damage to the device
  • Component can be reduced or completely prevented.
  • the WVTR less than 10 "5 g / m 2 / day, preferably less than 10" 6 g / m 2 / day and particularly preferably 0th
  • the substrate and the encapsulation layer form a hermetically sealed encapsulation for the optoelectronic layer stack and the
  • Encapsulation layer formed as Dünnfi lmverkapselung, the one or more by an on achsverf listen
  • an ALD process may be capable of depositing one or more thin, hermetically sealed layers so that the encapsulant layer is hermetically sealed against moisture and / or oxygen
  • Encapsulation layer can be one or more layers
  • the material may preferably have or be an oxide, nitride or oxynitride with aluminum, titanium, zirconium and / or hafnium, for example aluminum oxide ⁇ Al 2 O 3 ), titanium oxide (TiO 2 ), zirconium oxide (ZrO 2 ), hafnium oxide (HfO 2 ). or a combination of them. Characterized in that the encapsulation layer and the substrate encapsulate both the intermediate layer and the optoelectronic layer stack and thus hermetically sealed
  • Component provided a substrate on which an intermediate layer is applied over a large area.
  • Intermediate layer is applied in a further process step, an optoelectronic layer stack with at least one organic optoelectronic layer.
  • a part of the intermediate layer which is arranged in an area surrounding the optoelectronic layer stack, can be removed.
  • a layer is formed above the optoelectronic layer stack and the intermediate layer
  • Encapsulation layer applied which encapsulates the optoelectronic layer stack and the intermediate layer together with the substrate. According to a further embodiment, the removal of the part of the intermediate layer before the application of the
  • a method can be used, which can be selected from laser ablation and etching.
  • Component be provided a substrate in which a depression is or is formed. Furthermore, in one further process step in the depression an intermediate layer are applied and on the
  • an optoelectronic layer stack can be arranged with at least one organic optoelectronic layer. It may be possible that the
  • Optoelectronic layer stacks are arranged entirely in the recess. In other words, the
  • Optoelectronic layer stacks have a surface facing away from the intermediate layer, which forms a flat surface together with the surface of the substrate facing away from the intermediate layer or deeper than that of
  • the encapsulation layer can cover the depression.
  • Intermediate layer can be applied.
  • the further intermediate layer may be the optoelectronic
  • Planar layer stack so that unevenness of the optoelectronic layer stack, for example, formed by a layer structure and / or contacts and / or
  • the further intermediate layer may have one or more features of the intermediate layer arranged between the optoelectronic layer stack and the substrate. Furthermore, the further intermediate layer may in particular comprise a material on which the encapsulation layer adheres well and, in the case of an encapsulation layer applied by means of ALD or also PECVD, can grow up well.
  • the further intermediate layer can be vapor-deposited and in this case have, for example, an organic or inorganic material.
  • the further intermediate layer can be vapor-deposited and in this case have, for example, an organic or inorganic material.
  • the substrate has a depression in which the intermediate layer, the
  • the edge of the substrate surrounding the depression and the further intermediate layer can have a planar surface which has no steps or edges for the application of the encapsulation layer.
  • the depression in the substrate can be produced by means of etching and / or stamping and / or hot stamping.
  • a combination of a hermetically sealed substrate and a hermetically sealed substrate can be used
  • Encapsulation layer one the intermediate layer and the
  • optoelectronic layer stack are formed completely enclosing and encapsulating layer, with interfaces be avoided between the intermediate layer and the environment, so that sübs rat workede Verka beeting between the intermediate layer and the optoelectronic
  • FIGS. 1A and 1B are schematic representations of organic light emitting diodes according to the prior art
  • FIG. 2 is a schematic representation of an organic compound
  • Figures 3A and 3B are schematic representations of organic optoelectronic devices according to further aspects
  • Figures 4A and 4B are schematic representations of a
  • organic optoelectronic component according to a further embodiment.
  • FIG. 1A shows an organic light-emitting diode known from the prior art which has organic unctional layers 93 on a substrate 91. Between the organic functional layers 93 and the substrate 91 is disposed a planarization layer 92 required to reduce unevenness and roughness of the substrate
  • Materials for a conventional planarization layer 92 are typically not hermetically sealed and therefore do not form a sufficient encapsulation function for the functional
  • the planarization layer 92 forms a functional and critical water and / or air access.
  • a Verka setting 94 applied, but j edoch consists in the known device shown in Figure 1A the danger that by the planarization layer 92 along the direction indicated by the dashed arrows Permeationspfade 99th
  • FIG. 1B shows a known organic light-emitting diode which is additionally interposed between the
  • Encapsulation layer 95 is an increased material
  • FIG. 2 shows an organic optoelectronic component according to an exemplary embodiment that has a substrate 1.
  • the substrate 1 is formed by a metal foil or a glass substrate, which may have such a high roughness either due to the material or due to its production, that the direct application of an optoelectronic
  • the substrate 1 can also be provided on one or more surfaces, in particular on the surface, which faces the optoelectronic layer stack 3, specifically with a surface structure which serves, for example, as a light extraction structure.
  • the substrate 1 is hermetically sealed against
  • an intermediate layer 2 is applied, which in the embodiment shown as
  • an optoelectronic layer stack 3 is arranged with at least one organic optoelectronic layer.
  • Embodiments has a plastic material, such as a silicone, an epoxy or other material in the general part called material or is, this is applied over a large area directly on the substrate 1 and
  • the structuring of the intermediate layer 2 is preferably carried out before the application of the optoelectronic
  • the intermediate layer 2 is only subsequently structured.
  • the intermediate layer 2 is only subsequently structured.
  • planarization layer this can also be used, for example, as an optical outcoupling layer and / or as a
  • Wavelength conversion layer as described above in the general part.
  • the optoelectronic layer stack 3 has a first electrode directly on the
  • Layer stack 3 are not shown for clarity.
  • the optoelectronic device the optoelectronic device
  • Layer stack 3 as at least one organic Optoelectronic layer having an electroluminescent layer, so that the organic shown in Figure 2
  • the layers of the optoelectronic layer stack 3 may have further and alternative features as described above in the general part, above the optoelectronic layer stack 3 is a
  • the encapsulation layer 4 extends over the optoelectronic layer stack 3 and the intermediate layer 2 encapsulated.
  • Encapsulation layer 4 directly to the substrate 1, so that the encapsulation layer 4 and the substrate 1 a
  • Oxygen (ODR) which is so low that the risk of a.
  • Layer stack 3 conductor tracks are provided (not shown), which are guided from outside the area 10 through this between the encapsulation layer 4 and the substrate 1 to the optoelectronic layer stack 3.
  • the encapsulation layer 4 is shown in FIG.
  • Atomic deposition process and has one or preferably several layers comprising alumina
  • the encapsulation layer 4 also encloses the intermediate layer 2 with the substrate 1, a hermetically sealed encapsulation of the layer stack 3 can be ensured without it being necessary for the latter to be ensured
  • Intermediate layer 2 itself is hermetically sealed or that an additional encapsulation layer as known in the art must be provided.
  • the organic optoelectronic component of FIG. 2 has no boundary surface between the intermediate layer 2 and the surroundings of the component, so that no direct permeation path for harmful substances from the environment to the optoelectronic layer stack 3 is present via the intermediate layer 2.
  • FIG. 3A shows an organic optoelectronic component according to a further exemplary embodiment, which is a
  • Substrate 1 which is made of a metal foil or glass and having a recess 11.
  • the recess 11 may be particularly easy to produce in the substrate 1 on an industrial scale, for example, in the case of a glass substrate, this etched or at
  • Metal substrate can be embossed, for example.
  • the substrate 1 may also have a plastic film, in FIG the recess can be formed during extrusion of the plastic film.
  • the depth of the recess 11 is in a range of a few 100 nanometers,
  • the depth of the recess 11 may be dependent on the thickness of the subsequently applied layers so that they do not extend beyond the edge of the recess 11
  • Embodiment or as described in the general part can be performed. As shown
  • the intermediate layer 2 and the optoelectronic layer stack 3 may have an overall height corresponding to the depth of the recess 11 so that the optoelectronic layer stack 3 does not have the
  • the total height of the intermediate layer 2 and the optoelectronic layer stack 3 may be smaller than the depth of the recess 11. It may also be possible that the optoelectronic layer stack 3 protrudes beyond the recess 11, while the
  • Encapsulation layer 4 applied, for example, as in the case of the previous embodiment as
  • Thin film encapsulation in the form of one or more applied by atomic layer deposition layers is formed.
  • the encapsulation layer 4 is designed such that it rests directly on the substrate edge, which surrounds the recess 11, so that a closed space is formed by the encapsulation layer 4 and the substrate 1, in which the optoelectronic layer stack 3 and the
  • Intermediate layer 2 are hermetically sealed encapsulated.
  • Encapsulation layer 4 must be covered so that between the hermetically sealed substrate 1 and the
  • the encapsulation layer 4 may be formed on a plane or at least almost planar surface formed by the edge of the substrate 1 surrounding the recess 11 and the optoelectronic layer stack 3.
  • FIG. 3B shows a further exemplary embodiment of an organic optoelectronic component, in which the height of the intermediate layer 2 and of the optoelectronic layer stack 3 is smaller than the depth of the recess 11 in the substrate 1 in comparison to the previous exemplary embodiment.
  • the top of the optoelectronic layer stack 3, criztoswe e at least partially formed by a
  • Electrode layer over the at least one organic optoelectronic layer thus lies below the edge of the substrate 1 surrounding the recess 11.
  • a further intermediate layer 8 is applied, which planarizes the optoelectronic layer stack 3 and unevennesses of the
  • Intermediate layer 8 corresponds at least substantially to the depth of the recess 11, so that no or only a small step between the edge of the substrate 1 surrounding the recess 11 and the further intermediate layer 8
  • the further intermediate layer 8 with the edge of the substrate 1 surrounding the recess 11, forms a flat or at least one essentially flat surface, on which the encapsulation layer 4 can be easily applied. In particular, this creates a surface
  • the only two materials ie the material of the substrate and the material of the other
  • the organic optoelectronic component according to FIG. 3B can have further features as described in connection with the previous exemplary embodiments and as described in the general part.
  • FIGS. 4A and 4B is an organic one
  • Embodiment of Figure 3A represents. 4A, a plan view of the component from the side of the encapsulation layer 4 is shown, while FIG. 4B shows a schematic sectional representation. Unless otherwise described, the device according to Figures 4A and 4B with the previous
  • FIG. 4A the depression 11 of the substrate 1 is indicated by means of the dashed line, in which the intermediate layer 2 and above it the optoelectronic layer stack 3
  • FIG. 4A shows a first electrode 31, which is arranged directly on the intermediate layer 2, and a second electrode 32, between which the at least one organic optoelectronic layer of the
  • Layer stack 3 is arranged. For the sake of clarity, however, only the electrodes 31 and 32 are shown in FIG. A, while in FIG. 4B only the layer stack 3 as a whole is shown.
  • Component contact elements 5 which also in the
  • Well are arranged and which are for example made of a metal.
  • Encapsulation layer 4 in electrical contact with the
  • Piercings 6 can, as shown purely by way of example in FIG. 4B, be punctiform or linear in structure.
  • the contact paths 7 and the passages 6 are formed such that the tightness of the
  • Encapsulation layer 4 is retained and / or these are hermetically sealed, so that no critical channel for penetration of harmful substances such as moisture or air in the space enclosed by the substrate 1 and the encapsulation layer 4 is formed thereon.

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Abstract

Es wird ein organisches optoelektronisches Bauelement mit einem Substrat (1) angegeben, auf dem eine Zwischenschicht (2) und darüber ein optoelektronischer Schichtenstapel (3) mit zumindest einer organischen optoelektronischen Schicht angeordnet sind, wobei die Zwischenschicht (2) und der optoelektronische Schichtenstapel (3 ) vom Substrat (1) und einer über dem optoelektronischen Schichtenstapel (3) angeordneten Verkapselungsschicht (4) verkapselt sind Weiterhin werden Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements angegeben.

Description

Beschreibung
Organisches optoelektronisches Bauelement und Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements
Es werden ein organisches optoelektronisches Bauelement und Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen
Bauelements angegeben. Organische optoelektronische Bauelemente, die beispielsweise als Licht emittierende organische Dioden (OLED) ausgebildet sein können, weisen typischerweise ein Substrat auf, auf dem funktionelle Schichten aufgebracht sind . Die funktionellen Schichten können gebildet werden durch eine oder mehrere organische funktionelle Schichten sowie Elektrodenschichten . Die Materialien dieser Schichten sind dabei zumindest teilweise empfindlich gegenüber Feuchtigkeit und/oder oxidierenden Substanzen wie etwa Sauerstoff , sodass über diesen Schichten üblicherweise eine Abdeckung als
Verkapselung angeordnet ist , die die Schichten zusammen mit dem Substrat gegenüber der Umgebung verkapseln und so gegenüber schädigenden Substanzen abschirmen können .
Zumindest einigen Ausführungsformen liegt die Aufgabe zugrunde , ein organisches optoelektronisches Bauelement anzugeben, das eine Verkapselung auf eist .
Weitere Aufgaben von bestimmten Ausführungsformen sind, Verfahren zur Herstellung von organischen optoelektronischen Bauelementen mit einer Verkapselung anzugeben .
Diese Aufgaben werden durch einen Gegenstand und Verfahren mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst . Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen des
Gegenstands sind in den abhängigen Ansprüchen gekennzeichnet und gehen weiterhin aus der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen hervor.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist ein organisches optoelektronisches Bauelement ein Substrat auf, auf dem ein optoelektronischer Schichtenstapel mit zumindest einer organischen optoelektronischen Schicht angeordnet ist.
Das organische optoelektronische Bauelement kann als Licht emittierendes organisches optoelektronisches Bauelement ausgeführt sein und als zumindest eine organische
optoelektronische Schicht eine Licht emittierende organische optoelektronische Schicht aufweisen. Das organische
optoelektronische Bauelement kann insbesondere als
organische, Licht emittierende Diode { OLED) ausgeführt sein. Alternativ oder zusätzlich kann das organische
optoelektronische Bauelement auch als Licht empfangendes optoelektronisches Bauelement ausgeführt sein und zumindest eine organische optoelektronische Schicht aufweisen, die Licht absorbieren und in elektrische Ladung umwandeln kann.
Gemäß zumindest einer weiteren Ausführungsform weist der optoelektronische Schichtenstapel eine erste Elektrode auf, die auf einer dem Substrat zugewandten Seite des
Schichtenstapels angeordnet ist. Über der ersten Elektrode kann die zumindest eine organische optoelektronische Schicht angeordnet sein. Weiterhin können über der ersten Elektrode weitere organische funktionelle Schichten aufgebracht sein. Die zumindest eine organische optoelektronische Schicht und/oder die weiteren organischen funktionellen Schichten können dabei beispielsweise jeweils als eine oder mehrere Lochinj ektionsschichten, Lochtransportschichten,
Elektronenblockierschichten, elektrolumineszierende
Schichten, Lochblockierschichten, Elektronentransport- schichten und/oder Elektroneninjektionsschichten oder als SchichtStapel mit einer oder mehreren dieser Schichten ausgeführt sein. Über der zumindest einen organischen
optoelektronischen Schicht oder über der zumindest einen organischen optoelektronischen Schicht und den weiteren organischen funktionellen Schichten kann eine zweite
Elektrode angeordnet sein, die auf einer dem Substrat
abgewandten Seite des Schichtenstapels angeordnet ist . Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das Substrat Glas , Quarz , Kunststoff und/oder Metall auf oder ist daraus
gebildet . Ist das organische optoelektronische Bauelement als Licht emittierendes Bauelement ausgebildet , das durch das Substrat Licht abstrahlt , oder als Licht empfangendes
Bauelement , das durch das Substrat Licht empfängt, so kann das Substrat bevorzugt transparent ausgeführt sein.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Substrat aus einer Glasfolie , einer Glasschicht , einer Metallfolie, einer Metallschicht , einer Kunststofffolie , einer KunststoffSchicht oder einer Kombination daraus gebildet . Derartige Materialien können den Vorteil aufweisen, dass sie leicht verarbeitbar sowie kostengünstig herstellbar sind . Zumindest eine der Elektroden kann transparent ausgeführt sein. Beispielsweise kann die erste Elektrode, beispielsweise auch in Kombination mit dem Substrat, transparent ausgeführt sein. Alternativ oder zusätzlich kann auch die zweite
Elektrode transparent ausgeführt sein. Als Materialien für eine transparente Elektrode eignen sich insbesondere
transparente leitende Oxide {transparent conductive oxides , kurz "TCO"), die durch transparente, elektrisch leitende Materialien gebildet werde , beispielsweise Metalloxide wie etwa Zinkoxid, Zinnoxid, Cadmiumoxid, Titanoxid, Indiumoxid oder Indium- Zinn-Oxid (ITO) . Neben binären
Metallsauerstoffverbindungen wie beispielsweise ZnO, Sn02 oder ln203 gehören auch ternäre Metallsauerstoffverbindungen wie etwa Zn2Sn04 , CdSn03 , ZnSn03 , Mgln204 , Galn03 , Zn2In205 oder InSn30i2 oder Mischungen unterschiedlicher transparenter leitender Oxide zur Gruppe der TCOs . Weiterhin entsprechen die TCOs nicht zwingend einer stöchiometrischen
Zusammensetzung und können auch p- oder n-dotiert sein . Eine Elektrode, die ein TCO umfasst oder aus einem TCO besteht , kann insbesondere als Anode ausgebildet sein. Weiterhin können die erste und/oder die zweite Elektrode ein Metall , etwa Aluminium, Barium, Indium, Silber, Gold, Magnesium, Calcium oder Lithium sowie Verbindungen, Kombinationen oder Legierungen daraus aufweisen. Derartige Materialien können vorteilhaft zur Bildung einer als Kathode ausgeführten
Elektrode sein. Weiterhin ist es auch möglich, dass die erste und/oder zweite Elektrode aus einer Kombination oder einem Schichtenstapel eines oder mehrerer Metalle und/oder eines oder mehrerer TCOs gebildet ist .
Gemäß einer weiteren Ausführungsfor können die organische optoelektronische Schicht und/oder die organischen
funktionellen Schichten organische Polymere, organische
Oligomere , organische Monomere, organische kleine , nicht- polymere Moleküle ( "small molecules" ) oder Kombinationen daraus aufweisen . Beispielsweise kann der optoelektronische Schichtenstapel zwischen der ersten und der zweiten Elektrode eine LochtransportSchicht aufweisen, um eine effektive
Löcherinjektion in die als elektrolumineszierende Schicht ausgebildete organische optoelektronische Schicht zu
ermögliche . Als Materialien für eine LochtransportSchicht können sich beispielsweise tertiäre Amine , Carbazolderivate , ■ leitendes Polyanilin oder Polyethylendioxythiophen als vorteilhaft erweisen . Die organische optoelektronische Schicht kann ein elektrolumineszierendes Material , das eine Strahlungsemission aufgrund von Fluoreszenz oder
Phosphoreszenz aufweist , umfassen, beispielsweise
Polyfluoren, Polythiophen oder Polyphenylen oder Derivate, Verbindungen, Mischungen oder Copolymere davon . Der
optoelektronische Schichtenstapel kann weitere Schichten bzw. Materialien aufweisen . Alternative und weitere Materialien, Schichten und Schichtkombinationen sind dem Fachmann bekannt und werden hier nicht weiter ausgeführt .
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das organische optoelektronische Bauelement auf dem Substrat eine
Zwischenschicht auf , auf der der optoelektronische
Schichtenstapel angeordnet ist. Mit anderen Worten kann zwischen dem Substrat und dem optoelektronischen
Schichtenstapel eine Zwischenschicht angeordnet sein.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Zwischenschicht als Planarisierungsschicht ausgebildet . Eine als
Planarisierungsschicht ausgebildete Zwischenschicht kann insbesondere dann vorteilhaft sein, wenn das verwendete
Substrat eine derart raue Oberfläche aufweist , dass über dieser eine zusätzliche Planarisierungsschicht aufgebracht werden muss , bevor die funktionellen Schichten des
Bauelements abgeschieden werden können, um ein dauerhaft funktionsf higes Bauelement zu erhalten. Die Zwischenschicht kann insbesondere derart ausgebildet sein, dass sie
Oberflächenunebenheiten und -rauheiten des Substrats
ausgleichen und planarisieren kann, die ein direktes
Aufbringen des optoelektronischen Schichtenstapels auf das Substrat erschweren ode verhindern würden . Die
Oberflächenstruktur in Form von Oberflächenunebenheiten und/oder -Rauheiten kann beispielsweise durch das
Substratmaterial selbst gegeben sein, herstellungsbedingt sein oder, insbesondere bei kostengünstigen Substraten, aufgrund verringerter Qualitätsanforderungen vorhanden sein. Beispielsweise können Metallfolien oder günstige
Glassubstrate eine Oberflächenstruktur aufweisen, die ein direktes Aufbringen des optoelektronischen Schichtenstapels in ausreichender Qualität verhindern. Es kann aber auch möglich sein, dass das Substrat gezielt mit einer
Oberflächenstruktur, beispielsweise Lichtauskoppelhilfen in Form einer gezielten Rauheit oder in Form von gezielt erzeugten Strukturen zur erleichterten optischen Ein- oder Auskopplung von Licht durch das Substrat, versehen ist. Im letzteren Fall können die Oberflächenunebenheiten
beispielsweise eine regelmäßige Struktur in Form von
prismenförmigen und/oder linsenförmigen Erhebungen und/oder Vertiefungen aufweisen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die Zwischenschicht zusätzlich oder alternativ auch als optische AuskoppelSchicht ausgebildet sein. Beispielsweise kann die Zwischenschicht dazu einen Brechungsindex aufweisen, der eine Einkopplung von im optoelektronischen Schichtenstapel erzeugtem Licht in das Substrat erleichtert. Dabei kann besonders bevorzugt der Brechungsinde der Zwischenschicht größer oder gleich dem Brechungsindex der zumindest einen organischen
optoelektronischen Schicht und/oder des optoelektronischen
Schichtenstapels sein. Beispielsweise kann der Brechungsindex der Zwischenschicht größer oder gleich 1 , 5 oder auch größer oder gleich 1,8 sein. Weiterhin kann die Zwischenschicht Licht streuende Elemente, insbesondere Streupartikel und/oder Poren und/oder eine
Oberflächenstruktur aufweisen. Beispielsweise können die Streupartikel beispielsweise ein Metalloxid, etwa Titanoxid oder Aluminiumoxid, und/oder Glaspartikel aufweisen oder daraus sein. Die Licht streuenden Elemente können bevorzugt eine Größe, also insbesondere Abmessungen wie etwa einen Durchmesser, von kleiner oder gleich 10 μπ\ und besonders bevorzugt von kleiner oder gleich 3 μνχ und weiterhin von größer oder gleich 500 nm aufweisen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die Zwischenschicht zusätzlich oder alternativ auch als
Wellenlängenkonversionsschicht ausgebildet sein, die einen oder mehrere Wellenlängenkonversionsstoffe in einem
Matrixmaterial aufweist . Der oder die
Wellenlängenkonversionsstoffe können insbesondere geeignet sein, das vom optoelektronischen Schichtenstapel erzeugte Licht in einem ersten Wellenlängenbereich in Licht mit einem oder mehreren zweiten, vom ersten Wellenlängenbereichen verschiedenen Wellenlängenbereichen zu konvertieren, um so eine mischfarbige Lichtabstrahlung des organischen
optoelektronischen Bauelements zu ermöglichen . Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die Zwischenschicht auch mehrere der vorgenannten Funktionalitäten aufweisen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsfor kann die Zwischenschicht ein Kunststoffmaterial , beispielsweise ein Silikon, ein
Epoxid, ein Acrylat und/oder ein Imid oder eine Kombination, ein Copolymer oder eine Verbindung daraus , aufweisen oder daraus sein.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die
Zwischenschicht keine elektronische und keine
optoelektronische Funktionalität auf . Das kann insbesondere bedeuten, dass die Zwischenschicht elektrisch isolierend ausgebildet ist und lediglich eine planarisierende Funktion und/oder eine optische Funktionalität wie oben beschrieben aufweist. Weiterhin kann die Zwischenschicht durchlässig gegenüber Feuchtigkeit und/oder Sauerstoff sein. Mit anderen Worten kann die Zwischenschicht ein Material aufweisen oder daraus sein, das nicht hermetisch dicht gegenüber
Feuchtigkeit und/oder Sauerstoff ist. Dies kann den Vorteil aufweisen, dass das Material der Zwischenschicht nur
hinsichtlich seiner planarisierenden und/oder optischen
Eigenschaften ausgewählt werden muss , während nicht auch noch darauf geachtet werden muss, dass die Zwischenschicht
hermetisch dicht ist .
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der
optoelektronische Schichtenstapel unmittelbar auf der
Zwischenschicht angeordnet. Das kann insbesondere bedeuten, dass der optoelektronische Schichtenstapel direkt und ohne weitere dazwischen liegende Schicht auf der Zwischenschicht angeordnet ist. Insbesondere kann dabei die oben genannte erste Elektrode direkt und unmittelbar auf der
Zwischenschicht angeordnet sein.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Zwischenschicht direkt und unmittelbar auf dem Substrat angeordnet, ohne dass eine weitere Schicht zwischen der Zwischenschicht und dem Substrat aufgebracht ist. Insbesondere kann es möglich sein, dass beispielsweise keine Verkapselungsschicht zwischen der Zwischenschicht und dem Substrat und/oder zwischen der
Zwischenschicht und dem optoelektronischen Schichtenstapel angeordnet ist, wodurch sich eine einfache Prozessierbarkeit durch die Anordnung der Zwischenschicht unmittelbar zwischen dem Substrat und dem optoelektronischen Schichtenstapel ergeben kann.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das organische optoelektronische Bauelement eine Verkapselungsschicht auf. Die Verkapselungsschicht kann insbesondere über der
Zwischenschicht und dem optoelektronischen Schichtenstapel angeordnet sein und zusammen mit dem Substrat die
Zwischenschicht und den optoelektronischen Schichtenstapei verkapseln.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform können das Substrat und die Verkapselungsschicht einen abgeschlossenen Raum bilden, in dem der Schichtenstapel und die Zwischenschicht angeordnet sind . Weiterhin kann das Substrat einen um den
optoelektronischen Schichtenstapel und die Zwischenschicht umlaufenden Bereich aufweisen, der frei von der
Zwischenschicht ist und in dem die Verkapselungsschicht an das Substrat angrenzend angeordnet ist . Dies kann
insbesondere bedeuten, dass die Verkapselungsschicht in
diesem Bereich unmittelbar und in direktem Kontakt an das Substrat angrenzt , sodass das organische optoelektronische Bauelement nach außen zur Umgebung hin nur Oberflächen des Substrats und der Verkapselungsschicht aufweist.
Besonders bevorzugt kann das Substrat gemäß einer weiteren Ausführungsform dicht gegenüber Feuchtigkeit und/oder
Sauerstoff sein und insbesondere hermetisch dicht ausgebildet sein, sodass der optoelektronische Schichtenstapel
subs atseitig vor dem Eindringen von Feuchtigkeit und/oder Sauerstoff geschützt ist . Mit "hermetisch dicht" werden hier und im Folgenden Schichten und Anordnungen bezeichnet , die eine Durchlässigkeit für schädigende Substanzen,
beispielsweise eine Durchlässigkeit für Wasserdampf ( "water vapor transmission rate", WVTR) und/oder eine Durchlässigkeit für Sauerstoff („ oxygen di ffusion rate", ODR) , geringer ist als die entsprechende Durchlässigkeit der Zwischenschicht . Das kann beispielsweise auch bedeuten, dass die
Durchlässigkeit derart gering ist , dass durch den Eintrag von Wasserdampf auf die Lebensdauer des Bauelements gerechnet das Risiko eines Ausfalls und/oder einer Schädigung des
Bauelements vermindert oder ganz verhindert werden kann.
Beispielsweise kann dazu die WVTR weniger als 10" 5 g/m2/Tag, bevorzugt weniger als 10"6 g/m2/Tag und besonders bevorzugt 0 sein.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform bilden das Substrat und die Verkapselungsschicht eine hermetisch dichte Verkapselung für den optoelektronischen Schichtenstapel und die
Zwischenschicht .
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die
Verkapselungsschicht als Dünnfi lmverkapselung ausgebildet, die eine oder mehrere durch ein Auf achsverf hren
abgeschiedene Schichten aufweist. Das Aufwachsverf hren kann dabei eine Atomlagenabscheidung („atomic layer deposition", ALD), eine chemische Gasphasenabscheidung („chemical vapor deposition", CVD) , beispielsweise eine plasmaunterstützte chemische Gasphasenabscheidung („ lasma enhanced chemical vapor deposition", PECVD) , oder eine Kombination daraus sein. Insbesondere kann ein ALD-Verfahren geeignet sein, eine oder mehrere dünne, hermetisch dichte Schichten abzuscheiden, sodass die Verkapselungsschicht hermetisch dicht gegenüber Feuchtigkeit und/oder Sauerstoff ist. Die
Verkapselungsschicht kann eine oder mehrere Schichten
aufweisen mit einem oder mehreren Materialien, die ausgewählt aus einem Oxid, einem Nitrid oder einem Oxinitrid sind.
Bevorzugt kann das Material ein Oxid, Nitrid oder Oxinitrid mit Aluminium, Titan, Zirkon und/oder Hafnium aufweisen oder sein, beispielsweise Aluminiumoxid {Al203) , Titanoxid (Ti02) , Zirkonoxid (Zr02) , Hafniumoxid (Hf02) oder eine Kombination daraus . Dadurch, dass die Verkapselungsschicht und das Substrat sowohl die Zwischenschicht als auch den optoelektronischen Schichtenstapel verkapseln und damit hermetisch dicht
gegenüber der Umgebung abschließen, ist es nicht
erforderlich, zwischen der Zwischenschicht und dem
organische Schichtenstapel eine zusätzliche
Verkapselungsschicht anzuordnen .
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird bei einem Verfahren zur Herstellung eines organischen optoelektronischen
Bauelements ein Substrat bereitgestellt , auf dem großflächig eine Zwischenschicht aufgebracht wird. Auf der
Zwischenschicht wird in einem weiteren Verfahrensschritt ein optoelektronischer Schichtenstapel mit zumindest einer organischen optoelektronischen Schicht aufgebracht . In einem weiteren Verfahrensschritt kann ein Teil der Zwischenschicht , der in einem um den optoelektronischen Schichtenstapel umlaufenden Bereich angeordnet ist, entfernt werden . In einem weiteren Verfahrensschritt wird über dem optoelektronischen Schichtenstapel und der Zwischenschicht eine
Verkapselungsschicht aufgebracht , die den optoelektronischen Schichtenstapel und die Zwischenschicht zusammen mit dem Substrat verkapselt . Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann das Entfernen des Teils der Zwischenschicht vor dem Aufbringen des
optoelektronischen Schichtenstapels durchgeführt werden.
Hierzu kann ein Verfahren angewendet werden, das ausgewählt sein kann aus Laserablation und Ätzen .
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann in einem Verfahren zur Herstellung eines organischen optoelektronischen
Bauelements ein Substrat bereitgestellt werden, in dem eine Vertiefung ausgebildet ist oder wird. Weiterhin kann in einem weiteren Verfahrensschritt in der Vertiefung eine Zwischenschicht aufgebracht werden und auf der
Zwischenschicht ein optoelektronischer Schichtenstapel mit zumindest einer organischen optoelektronischen Schicht angeordnet werden. Dabei kann es möglich sein, dass die
Zwischenschicht oder die Zwischenschicht und der
optoelektronische Schichtenstapel gänzlich in der Vertiefung angeordnet sind. Mit anderen Worten kann der
optoelektronische Schichtenstapel eine der Zwischenschicht abgewandte Oberfläche aufweisen, die zusammen mit der der Zwischenschicht abgewandten Oberfläche des Substrats eine ebene Fläche bildet oder die tiefer als die der
Zwischenschicht abgewandte Oberfläche des Substrats
angeordnet ist. In einem weiteren Verfahrensschritt kann über dem optoelektronischen Schichtenstapel und der
Zwischenschicht eine Verkapselungsschicht aufgebracht werden, die zusammen mit dem Substrat den optoelektronischen
Schichtenstapel und die Zwischenschicht verkapselt. Dabei kann die Verkapselungsschicht die Vertiefung überdecken.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann auf dem
optoelektronischen Schichtenstapel eine weitere
Zwischenschicht aufgebracht werden. Insbesondere kann die weitere Zwischenschicht den optoelektronischen
Schichtenstapel planarisieren, so dass Unebenheiten des optoelektronischen Schichtenstapels, beispielsweise gebildet durch eine Schichtstruktur und/oder Kontakte und/oder
Kontaktstrukturen des optoelektronischen Schichtenstapels, ausgeglichen werden können und eine plane Oberfläche für die Verkapselungsschicht bereitgestellt werden kann.
Die weitere Zwischenschicht kann eines oder mehrere Merkmale der für die zwischen dem optoelektronischen Schichtenstapel und dem Substrat angeordnete Zwischenschicht aufweisen. Weiterhin kann die weitere Zwischenschicht insbesondere ein Material aufweisen, auf dem die Verkapselungsschicht gut haftet und, im Falle einer mittels ALD oder auch PECVD aufgebrachten Verkapselungsschicht , gut aufwachsen kann .
Weiterhin kann die weitere Zwischenschicht aufgedampft werden und dabei beispielsweise ein organisches oder anorganisches Material aufweisen . Die weitere Zwischenschicht kann
weiterhin auch durch eine Schicht des optoelektronischen Schichtenstapels gebildet sein.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das Substrat eine Vertiefung auf , in der die Zwischenschicht , der
optoelektronische Schichtenstapel und die wei ere
Zwischenschicht angeordnet sind und eine Höhe aufweisen, die der Tiefe der Vertiefung entspricht . Dadurch können der die Vertiefung umgebenden Rand des Substrats und die weitere Zwischenschicht eine ebene Oberfläche aufweisen, die zum Aufbringen der Verkapselungsschicht keine Stufen oder Kanten aufweist .
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die Vertiefung im Substrat mittels Ätzen und/oder Stempeln und/oder Heißprägen erzeugt werden . Die in Verbindung mit dem optoelektronischen Bauelement genannten Merkmale und Ausführungsformen gelten gleichermaßen für die hier beschriebenen Verfahren und umgekehrt .
Bei dem hier beschriebenen organischen optoelektronischen Bauelement kann durch eine Kombination eines hermetisch dichten Substrats und einer hermetisch dichten
Verkapselungsschicht eine die Zwischenschicht und den
optoelektronischen Schichtenstapel gänzlich umschließende und verkapselnde Schicht gebildet werden, wobei Grenzflächen zwischen der Zwischenschicht und der Umgebung vermieden werden, so dass eine sübs ratseitige Verka seiung zwischen der Zwischenschicht und dem optoelektronischen
Schichtenstapel und/oder zwischen der Zwischenschicht und dem. Substrat vermieden werden kann.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausführungsformen und
Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den im
Folgenden in Verbindung mit den Figuren beschriebenen
Ausführungsformen.
Es zeigen:
Figuren 1A und IB schematische Darstellungen von organischen Licht emittierenden Dioden aus dem Stand der Technik,
Figur 2 eine schematische Darstellung eines organischen
optoelektronischen Bauelements gemäß einem
Ausführungsbeispiel ,
Figuren 3A und 3B schematische Darstellungen von organischen optoelektronischen Bauelementen gemäß weiteren
Ausführungsbeispielen und
Figuren 4A und 4B schematische Darstellungen eines
organischen optoelektronischen Bauelements gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.
In den Äusführungsbeispielen und Figuren können gleiche oder gleich wirkende Bestandteile jeweils mit den gleichen
Bezugszeichen versehen sein. Die dargestellten Elemente und deren Größenverhältnisse untereinander sind grundsätzlich nicht als maßstabsgerecht anzusehen, vielmehr können einzelne Elemente, wie zum Beispiel Schichten, Bauteile, Bauelemente und Bereiche, zur besseren Darstellbarkeit und/oder zum besseren Verständnis übertrieben dick oder groß dimensioniert dargestellt sein. In Figur 1A ist eine aus dem Stand der Technik bekannte organische Licht emittierende Diode gezeigt, die organische unktionelle Schichten 93 auf einem Substrat 91 aufweist . Zwischen den organischen funktionellen Schichten 93 und dem Substrat 91 ist eine Planarisierungsschicht 92 angeordnet, die erforderlich ist , um Unebenheiten und Rauheiten des
Substrats auszugleichen, bevor die organischen funktionellen Schichten 93 aufgebracht werden können .
Zur Abdeckung der Oberflächenstrukturen aufgebrachte
Materialien für eine übliche Planarisierungsschicht 92 sind typischerweise nicht hermetisch dicht und bilden daher keine ausreichende Verkapselungsfunktion für die funktionalen
Schichten 93. Daher bildet die Planarisierungsschicht 92 einen für die Funktionsfähigkeit kritischen Wasser- und/oder Luft -Zugang . Über den organischen funktionelle Schichten 93 ist z ar eine Verka seiung 94 aufgebracht , j edoch besteht bei dem in Figur 1A gezeigten bekannten Bauelement die Gefahr, dass durch die Planarisierungsschicht 92 entlang der mittels der gestrichelten Pfeile angedeuteten Permeationspfade 99
Feuchtigkeit und/oder Sauerstoff zu den organischen
funktionellen Schichten 93 diffundieren kann und diese schädigen kann .
In Figur 1B ist eine bekannte organische Licht emittierende Diode gezeigt , das zusätzlich zwischen der
Planarisierungsschicht 92 und den organischen funktionellen Schichten 93 eine Verkapselungsschicht 95 aufweist , die zusammen mit der Verkapselung 94 die organischen
funktionellen Schichten 93 umschließt und damit die in Figur 1A angedeuteten Permeationspfade 99 abdichtet . Die
Herstellung eines solchen Bauelements ist j edoch mit einem erhöhten Herstellungs- und Kostenaufwand verbunden, da zum einen die Planarisierungsschicht 92 geeignet sein muss , dass eine zusätzliche VerkapselungsSchicht 95 auf dieser
aufgebracht wird, und da durch die zusätzliche
Verkapselungsschicht 95 ein erhöhter Material- und
Zeitaufwand erforderlich ist. Würde zur Vermeidung dieses erhöhten Aufwands die Planarisierungsschicht 92 weggelassen werden, so würde das Risiko einer Effizienz- und/oder
Lebensdauerverminderung sowie einer Reduzierung der
Produktionsausbeute für die Licht emittierende Diode
bestehen.
In Figur 2 ist ein organisches optoelektronisches Bauelement gemäß einem Ausführungsbeispiel gezeigt, das ein Substrat 1 aufweist. Das Substrat 1 wird durch eine Metallfolie oder ein Glassubstrat gebildet, das entweder materialbedingt oder auch hersteilungsbedingt eine derart hohe Rauheit aufweisen kann, dass das direkte Aufbringen eines optoelektronischen
Schichtenstapels mit ausreichender Qualität nicht möglich ist. Zusätzlich kann das Substrat 1 auch auf einer oder mehreren Oberflächen, insbesondere auf der Oberfläche, die dem optoelektronischen Schichtenstapel 3 zugewandt ist, gezielt mit einer Oberflächenstruktur versehen sein, die beispielsweise als Lichtauskoppelstruktur dient. Das Substrat 1 ist dabei hermetisch dicht gegenüber
Feuchtigkeit und Luft, insbesondere Sauerstoff, sowie
weiteren möglicherweise schädigenden Substanzen.
Auf dem Substrat 1 ist eine Zwischenschicht 2 aufgebracht, die im gezeigten Ausführungsbeispiel als
Planarisierungsschicht dient. Auf der Zwischenschicht 2 ist ein optoelektronischer Schichtenstapel 3 mit zumindest einer organischen optoelektronischen Schicht angeordnet. Zur Herstellung der Zwischenschicht 2, die im gezeigten
Ausführungsbeispiele ein Kunststoffmaterial, beispielsweise ein Silikon, ein Epoxid oder ein anderes im allgemeinen Teil genanntes Material aufweist oder daraus ist, wird diese großflächig direkt auf dem Substrat 1 aufgebracht und
anschließend in einem die Zwischenschicht 2 und den darüber aufgebrachten optoelektronischen Schichtenstapel 3 umgebenden Bereich 10 wieder abgetragen. Das Abtragen kann
beispielsweise durch Laserabiation, Ätzen oder weitere
Strukturierungsverfahren erfolgen.
Die Strukturierung der Zwischenschicht 2 erfolgt dabei bevorzugt vor dem Aufbringen des optoelektronischen
Schichtenstapels 3. Es ist auch möglich, dass der
optoelektronische Schichtenstapel 3 direkt nach dem
großflächigen Aufbringen der Zwischenschicht 2 auf diese aufgebracht wird und die Zwischenschicht 2 erst anschließend strukturiert wird. Alternativ oder zusätzlich zur Ausführung der Zwischenschicht
2 als Planarisierungsschicht kann diese beispielsweise auch als optische Auskoppelschicht und/oder als
Wellenlängenkonversionsschicht wie oben im allgemeinen Teil beschrieben ausgeführt sein.
Der optoelektronische Schichtenstapel 3 weist im gezeigten Ausführungsbeispiel eine erste Elektrode direkt auf der
Zwischenschicht 2, darüber die zumindest eine organische optoelektronische Schicht sowie weitere organische
funktionelle Schichten und über diesen eine zweite Elektrode auf . Die einzelnen Schichten des optoelektronischen
Schichtenstapels 3 sind der Übersichtlichkeit halber nicht gezeigt. Beispielsweise kann der optoelektronische
Schichtenstapel 3 als zumindest eine organische optoelektronische Schicht eine elektrolumineszierende Schicht aufweisen, sodass das in Figur 2 gezeigte organische
optoelektronische Bauelement als organische Licht
emittierende Diode ausgeführt sein kann. Die Schichten des optoelektronischen Schichtenstapels 3 können weitere und alternative Merkmale wie oben im allgemeinen Teil beschrieben aufweisen, über dem optoelektronischen Schichtenstapel 3 ist eine
Verkapselungsschicht 4 aufgebracht, die den
optoelektronischen Schichtenstapel 3 und die Zwischenschicht 2 verkapselt. Dazu erstreckt sich die Verkapselungsschicht 4 über den optoelektronischen Schichtenstapel 3 und die
Zwischenschicht 2 von einer dem Substrat 1 abgewandten Seite des optoelektronischen Schichtenstapels 3 bis zum Bereich 10 des Substrats 1. Im Bereich 10 grenzt die
Verkapselungsschicht 4 direkt an das Substrat 1 an, sodass die Verkapselungsschicht 4 und das Substrat 1 einen
abgeschlossenen Raum bilden, in dem der Schichtenstapel 3 und die Zwischenschicht 2 angeordnet sind. Die
Verkapselungsschicht 4 und das Substrat 1 sind hermetisch dicht und weisen jeweils eine Durchlässigkeit für schädigende Substanzen, insbesondere für Wasserdampf (WVTR) und für
Sauerstoff (ODR) auf, die derart gering ist, dass durch den verbleibenden Eintrag der schädigenden Substanzen auf die Lebensdauer des Bauelements gerechnet das Risiko eines
Ausfalls und/oder einer Schädigung reduziert oder ganz verhindert werden kann. Zur elektrischen Kontaktierung des optoelektronischen
Schichtenstapels 3 sind Leiterbahnen vorgesehen (nicht gezeigt) , die von außerhalb des Bereichs 10 durch diesen zwischen der Verkapselungsschicht 4 und dem Substrat 1 zum optoelektronische Schichtenstapel 3 geführt werden. Die Verkapselungsschicht 4 wird im gezeigten
Ausführungsbeispiel mittels eines
Atornlagenabscheideverfahrens aufgebracht und weist eine oder bevorzugt mehrere Schichten auf , die Aluminiumoxid,
Titanoxid, Zirkoniumoxid, Kafniumoxid oder ein weiteres im allgemeinen Teil genanntes Material oder Kombinationen daraus aufweisen. Dadurch, dass die Verkapselungsschicht 4 mit dem Substrat 1 auch die Zwischenschicht 2 einschließ , kann eine hermetisch dichte Verkapselung des Schichtenstapels 3 gewährleistet werden, ohne dass es erforderlich ist , dass die
Zwischenschicht 2 selbst hermetisch dicht ist oder dass eine zusätzliche Verkapselungsschicht wie im Stand der Technik bekannt vorgesehen werden muss . Insbesondere weist das organische optoelektronische Bauelement der Figur 2 keine Grenzfläche zwischen der Zwischenschicht 2 und der Umgebung des Bauelements auf , sodass über die Zwischenschicht 2 kein direkter Permeationspfad für schädigende Substanzen aus der Umgebung zum optoelektronischen Schichtenstapel 3 vorhanden ist.
In Figur 3A ist ein organisches optoelektronisches Bauelement gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel gezeigt, das ein
Substrat 1 aufweist , das aus einer Metallfolie oder aus Glas ist und das eine Vertiefung 11 aufweist .
Die Vertiefung 11 kann in dem Substrat 1 besonders bevorzugt großtechnisch einfach herstellbar sein, beispielsweise im Falle eines Glassubstrats kann dieses geätzt oder beim
Herstellungsprozess gestempelt werden, während ein
Metallsubstrat beispielsweise gepräg werden kann. Weiterhin kann das Substrat 1 auch eine Kunststofffoiie aufweisen, in der die Vertiefung beim Extrudieren der Kunststofffolie ausgebildet werden kann. Die Tiefe der Vertiefung 11 liegt dabei in einem Bereich, von wenigen 100 Nanoraetern,
beispielsweise 500 Nanometer , bis hin zu einigen 10 μηχ.
Insbesondere kann die Tiefe der Vertiefung 11 von der Dicke der anschließend aufgebrachten Schichten abhängig sein, sodass diese nicht über den Rand der Vertiefung 11
hinausrage . In der Vertiefung 11 sind die Zwischenschicht 2 und der optoelektronische Schichtenstapel 3 aufgebracht, die
beispielsweise wie in Verbindung mit dem vorherigen
Ausführungsbeispiel oder wie im allgemeinen Teil beschrieben ausgeführt sein können. Wie im dargestellten
Ausführungsbeispiel gezeigt, können die Zwischenschicht 2 und der optoelektronische Schichtenstapel 3 eine Gesamthöhe aufweisen, die der Tiefe der Vertiefung 11 entspricht, sodass der optoelektronische Schichtenstapel 3 nicht über die
Vertiefung 11 hinausragt, sondern mit dem die Vertiefung 11 umgebenden Bereich des Substrats 1 eine im Wesentlichen plane Oberfläche ergibt. Alternativ dazu kann die Gesamthöhe der Zwischenschicht 2 und des optoelektronischen Schichtenstapels 3 kleiner als die Tiefe der Vertiefung 11 sein. Es kann auch möglich sein, dass der optoelektronische Schichtenstapel 3 über die Vertiefung 11 hinausragt, während die
Zwischenschicht 2 gänzlich in der Vertiefung 11 angeordnet ist .
Über dem optoelektronischen Schichtenstapel 3 wird eine
Verkapselungsschicht 4 aufgebracht, die beispielsweise wie im Fall des vorangegangenen Ausführungsbeispiels als
Dünnf i lmverkapselung in Form von einer oder mehreren mittels Atomlagenabscheidung aufgebrachten Schichten ausgebildet ist. Dabei wird die Verkapselungsschicht 4 derart ausgeführt, dass sie direkt auf dem Substratrand aufliegt, der die Vertiefung 11 umgibt, sodass durch die Verkapselungsschicht 4 und das Substrat 1 ein abgeschlossener Raum gebildet werden, in dem der optoelektronische Schichtenstapel 3 und die
Zwischenschicht 2 hermetisch dicht verkapselt sind.
Die Ausbildung der Vertiefung 11 im Substrat 1 kann den
Vorteil haben, dass keine Seitenflächen der Zwischenschicht 2 und des optoelektronischen Schichtenstapels 3 durch die
Verkapselungsschicht 4 abgedeckt werden müssen, sodass zwischen dem hermetisch dichten Substrat 1 und der
Zwischenschicht 2 beziehungsweise dem Schichtenstapel 3 keine geometrisch bedingt erschwert verkapselbare Kante entsteht . Vielmehr kann die Verkapselungsschicht 4 auf einer planen oder wenigstens nahezu planen Oberfläche gebildet durch den die Vertiefung 11 umgebenden Rand des Substrats 1 und den optoelektronischen Schichtenstapel 3 aufgebracht werden.
In Figur 3B ist ein weiteres Ausführungsbeispiel für ein organisches optoelektronisches Bauelement gezeigt , bei dem im Vergleich zum vorherigen Ausführungsbeispiel die Höhe der Zwischenschicht 2 und des optoelektronischen Schichtenstapels 3 kleiner als die Tiefe der Vertiefung 11 im Substrat 1 is . Die Oberseite des optoelektronischen Schichtenstapels 3, beispielswe e zumindest teilweise gebildet durch eine
Elektrodenschicht über der zumindest einen organischen optoelektronischen Schicht , liegt somit unterhalb des die Vertiefung 11 umgebenden Rand des Substrats 1. Auf dem optoelektronischen Schichtenstapel 3 ist eine weitere Zwischenschicht 8 aufgebracht , die den optoelektronischen Schichtenstapel 3 planarisiert und Unebenheiten des
optoelektronischen Schichtenstapels 3, beispielsweise
Schicht- oder Kontaktstrukturen einer zuoberst angeordneten Elektrodenschicht des optoelektronischen Schichtenstapels 3, ausgleicht . Die Höhe der Zwischenschicht 2, des
optoelektronischen Schichtenstapels 3 und der weiteren
Zwischenschicht 8 entspricht dabei zumindest im Wesentlichen der Tiefe der Vertiefung 11 , so dass keine oder nur eine geringe Stufe zwischen dem die Vertiefung 11 umgebenden Rand des Substrats 1 und der weiteren Zwischenschicht 8
ausgebildet ist . Dadurch bildet die weitere Zwischenschicht 8 mit dem die Vertiefung 11 umgebenden Rand des Substrats 1 eine ebene oder zumindest eine im Wesentlichen ebene Fläche, auf der die Verkapselungsschicht 4 einfach aufgebracht werden kann. Insbesondere wird dadurch eine Oberfläche
bereitgestellt , die lediglich zwei Materialien, also das Material des Substrats und das Material der weiteren
Zwischenschicht 8 , aufweist, wodurch die Haftung und/oder Aufwachsbarkeit der Verkapselungsschicht 4 auf dieser
Oberfläche im Vergleich zur Haftung und/oder die
Aufwachsbarkeit der Verkapselungsschicht 4 direkt auf dem optoelektronischen Schichtenstapel 3 verbessert werden kann .
Das organische optoelektronische Bauelement gemäß Figur 3B kann weitere Merkmale wie in Verbindung mit den vorherigen Ausführungsbeispielen und wie im allgemeinen Teil beschrieben aufweisen.
In den Figuren 4A und 4B ist ein organisches
optoelektronisches Bauelement gemäß einem weiteren
Ausführungsbeispiel gezeigt , das eine Weiterbi1dung des
Ausführungsbeispiels aus Figur 3A darstellt . Dabei ist in Figur 4A eine Aufsicht auf das Bauelement von der Seite der Verkapselungsschicht 4 her gezeigt, während in Figur 4B eine schematische Schni tdarstellung gezeigt ist . Soweit nicht anders beschrieben, weist das Bauelement gemäß der Figuren 4A und 4B die mit dem vorangegangenen
Ausführungsbeispiel beschriebenen Merkmale auf. In Figur 4A ist die Vertiefung 11 des Substrats 1 mittels der gestrichelten Linie angedeutet, in der die Zwischenschicht 2 und darüber der optoelektronische Schichtenstapel 3
abgeschieden sind. In Figur 4A ist eine erste Elektrode 31 gezeigt, die direkt auf der Zwischenschicht 2 angeordnet ist, sowie eine zweite Elektrode 32, zwischen denen die zumindest eine organische optoelektronische Schicht des
Schichtenstapels 3 angeordnet ist. Der Übersichtlichkeit halber sind in Figur A jedoch nur die Elektroden 31 und 32 gezeigt, während in Figur 4B lediglich der Schichtenstapel 3 als Ganzes gezeigt ist.
Zur Kontaktierung der Elektroden 31 und 32 weist das
Bauelement Kontaktelemente 5 auf, die ebenfalls in der
Vertiefung angeordnet sind und die beispielsweise aus einem Metall sind.
Auf der Verkapselungsschicht 4 sind Kontaktbahnen 7
ausgebildet, die beispielsweise Metall und/oder einen
elektrisch leitenden Klebstoff aufweisen, und die mittels Durchstoßungen 6, in denen das Kontaktbahnmaterial oder das Kontaktelementmaterial angeordnet sein kann, durch die
Verkapselungsschicht 4 in elektrischen Kontakt zu den
Kontaktelementen 5 stehen. Der Übersichtlichkeit halber sind die Kontaktbahnen 7 in Figur 4A nicht gezeigt. Die
Durchstoßungen 6 können, wie in Figur 4B rein beispielhaft gezeigt, punktförmig oder linienförmig strukturiert sein. Die Kontaktbahnen 7 beziehungsweise die Durchstoßungen 6 sind dabei derart ausgebildet, dass die Dichtigkeit der
Verkapselungsschicht 4 erhalten bleibt und/oder diese hermetisch dicht sind, sodass an diesen kein kritischer Kanal zum Eindringen von schädigenden Substanzen wie Feuchtigkeit oder Luft in den vom Substrat 1 und der Verkapselungsschicht 4 umschlossenen Raum gebildet wird.
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.

Claims

Patentansprüche
1. Organisches optoelektronisches Bauelement mit einem
Substrat (1) , auf dem eine Zwischenschicht (2) und darüber ein optoelektronischer Schichtenstapel (3) mit zumindest einer organischen optoelektronischen Schicht angeordnet sind, wobei die Zwischenschicht (2) und der optoelektronische Schichtenstapel (3} vom Substrat (1) und einer über dem optoelektronischen Schichtenstapel (3) angeordneten Verkapselungsschicht (4) verkapselt sind,
wobei die Zwischenschicht (2) als optische
Auskoppelschicht ausgebildet ist .
2. Bauelement nach Anspruch 1, wobei
die Zwischenschicht (2) keine elektronische und keine optoelektronische Funktionalität aufweist und
durchlässig gegenüber Feuchtigkeit und/oder Sauerstoff ist .
3. Bauelement nach Anspruch 1 oder 2, wobei
die Zwischenschicht (2) zusätzlich als
Planarisierungsschicht ausgebildet ist.
4. Bauelement nach einem der vorherigen Ansprüche,
wobei der optoelektronische Schichtenstapel (3)
unmittelbar auf der Zwischenschicht (2) angeordnet ist,
5. Bauelement nach einem der vorherigen Ansprüche,
wobei die Zwischenschicht (2) unmittelbar auf dem
Substrat (1) angeordnet ist.
6. Bauelement nach einem der vorherigen .Ansprüche, wobei das Substrat (1) einen um den optoelektronischen Schichtenstapel (3) und die Zwischenschicht (2)
umlaufenden Bereich (10) aufweist, der frei von der Zwischenschicht (2 ) ist und in dem die
Verkapselungsschicht (4) an das Substrat {1) angrenzend angeordnet ist .
7. Bauelement nach einem der vorherigen Ansprüche,
wobei das Substrat (1) eine Vertiefung (Ii) aufweist, in der die Zwischenschicht (2) oder die Zwischenschicht (2} und der optoelektronische Schichtenstapel (3) angeordnet sind.
8. Bauelement nach einem der vorherigen Ansprüche,
wobei die Verkapselungsschicht (4) als
Dünnfilmverkapselung ausgebildet ist , die eine oder mehrere durch ein Aufwachsverfahren abgeschiedene
Schichten aufweist .
9. Verfahren zur Herstellung eines organischen
optoelektronischen Bauelements ,
bei dem ein Substrat (1) mit einer Vertiefung (11) ausgebildet wird,
bei dem in der Vertiefung (11) eine Zwischenschicht (2) aufgebracht wird, wobei die Zwischenschicht (2) als optische Auskoppelschicht ausgebildet ist ,
bei dem auf der Zwischenschicht (2) ein
optoelektronischer Schichtenstapel (3) mit zumindest einer organischen optoelektronischen Schicht aufgebracht wird und
bei dem über dem optoelektronischen Schichtenstapel (3) eine Verkapselungsschicht (4) aufgebracht wird, die zusammen mit dem Substrat (1) den optoelektronischen Schichtenstapel (3) und die Zwischenschicht (2)
verkapselt .
Verfahren nach Anspruch 9 ,
bei dem die Vertiefung (11) im Substrat (1) mittels Ätzen und/oder Stempeln und/oder Heißprägen erzeugt wird.
Verfahren zur Herstellung eines organischen
optoelektronischen Bauelements ,
bei dem auf einem Substrat (1) großflächig eine
Zwischenschicht (2} aufgebracht wird,
bei dem auf der Zwischenschicht (2) ein
optoelektronischer Schichtenstapel (3) mit zumindest einer organischen optoelektronischen Schicht aufgebracht wird,
bei dem ein Teil der Zwischenschicht {2) in einem um den optoelektronischen Schichtenstapel (3) umlaufenden
Bereich (10) entfernt wird und
bei dem. über dem optoelektronischen Schichtenstapel (3) eine Verkapselungsschicht {4) aufgebracht wird, die zusammen mit dem Substrat (1) den optoelektronischen Schichtenstapel (3) und die Zwischenschicht (2)
verkapselt ,
Verfahren nach Anspruch 11,
bei dem die Entfernung des Teils der Zwischenschicht vor dem Aufbringen des optoelektronischen
Schichtenstapels (3) durchgeführt wird.
13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12,
bei dem die Entfernung des Teils der Zwischenschicht mittels Laserablation oder Ätzen erfolgt.
14. Verfahren nach einem der .Ansprüche 10 bis 13, bei dem zum Aufbringen der Verkapselungsschicht (4) zumindest eine oder mehrere Schichten mittels eines Abscheideverfahrens aufgebracht werden.
15. Verfahren nach Anspruch 14,
bei dem die zumindest eine oder mehreren Schichten mittels Atomlagenabscheidung aufgebracht werden.
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