WO2013076073A1 - Verfahren zum herstellen eines opto-elektronischen bauelements und opto-elektronisches bauelement - Google Patents

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WO2013076073A1
WO2013076073A1 PCT/EP2012/073091 EP2012073091W WO2013076073A1 WO 2013076073 A1 WO2013076073 A1 WO 2013076073A1 EP 2012073091 W EP2012073091 W EP 2012073091W WO 2013076073 A1 WO2013076073 A1 WO 2013076073A1
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layer structure
electrode
etching process
anisotropic etching
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PCT/EP2012/073091
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Richard Baisl
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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

  • the invention relates to a method for producing an optoelectronic component and to an optoelectronic component.
  • Opto-electronic devices having organic functional layers often have encapsulant layers over the organic functional layers that protect, for example, the organic functional layers
  • the encapsulation layers are
  • deposited by deposition for example by atomic layer deposition or
  • Such coated, encapsulated contacts can not be easily contacted. To expose the contacts, it is known to scratch these by hand free, which is very time consuming and therefore expensive.
  • a method for producing an optoelectronic component and an optoelectronic component in which the contacts can be exposed in a simple manner.
  • a method for producing an opto-electronic device in various embodiments, a method for producing an opto-electronic device
  • the method may include: forming a first electrode on a substrate; Forming an organic functional layer structure on the first electrode; Forming a second electrode on the organic functional layer structure; Make at least one
  • Electrode Forming an encapsulation layer over the
  • Etching process can help make the contact fast
  • One, two or more contacts can be provided and exposed by means of the anisotropic etching process.
  • the contacts may be assigned to an optoelectronic component or a plurality of optoelectronic components, in particular an organic functional layer structure or a plurality of organic functional layer structures.
  • the contact (s) may be located adjacent to the corresponding organic functional layer structure.
  • the optoelectronic component is a light-emitting component, for example an organic light-emitting diode.
  • the opto-electronic component may be a light-absorbing component, for example an organic solar cell.
  • anisotropic etching method a dry etching method
  • Dry etching can be performed.
  • Dry etching method may be, for example, a plasma-assisted etching method, for example, an ICP plasma method. According to various embodiments is over the
  • Encapsulation layer and the layer structure to protect, for example, in the anisotropic etching process or even after performing the anisotropic etching process,
  • the cover is fixed by means of adhesive. This helps to easily secure the cover to the encapsulation layer.
  • the adhesive is applied so that it is in the anisotropic etching process as an etch stop for the encapsulation layer over the
  • the adhesive serves not only to secure the cover, but also to protect the encapsulation layer in the anisotropic etching process.
  • Etching process serves as an etch stop for the corresponding edge. If the layers of the layer structure lie on one another in a vertical direction, then the flanks of the layer structure
  • Layer structure represents the sides of the layer structure at which the layer structure ends in the horizontal direction.
  • the adhesive can be applied so that it covers the flanks of the layer structure, so that the flanks of the layer structure are easily protected laterally.
  • a lacquer is applied above and / or next to the layer structure such that the lacquer serves as an etching stop for the layer structure and / or its flank in the anisotropic etching process.
  • the lacquer may be applied additionally or alternatively to the adhesive and / or the cover.
  • the contact is made to serve as its own etch stop and / or as an etch stop for the substrate in the anisotropic etch process.
  • the contact for example, from a
  • the contact may include or be formed of chromium.
  • the substrate is cooled before and / or during the anisotropic etching process. In known anisotropic etching processes, temperatures may occur at which the organic functional
  • Substrate may contribute to that of the opto ⁇ electronic device during the anisotropic
  • the ⁇ is a ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • Encapsulation layer is also applied to a side facing away from the layer structure back of the substrate.
  • At least one further encapsulation layer is formed over the layer structure and the contact. Both encapsulation layers over the contact are removed by means of the anisotropic etching process.
  • an optoelectronic component is provided, which is formed by means of the method according to one of the preceding claims.
  • Figure 1 shows an embodiment of an opto-electronic
  • Figure 2 shows an embodiment of an opto-electronic
  • Figure 3 shows an embodiment of an opto-electronic
  • FIG. 4 shows a flow chart of an exemplary embodiment of a method for producing an optoelectronic component.
  • An optoelectronic component can, in various exemplary embodiments, be used as a light-absorbing component, for example as a solar cell, or as a light-emitting component, for example as an organic light
  • OLED emitting diode
  • OLED organic light emitting transistor
  • emitting device can be in different
  • Embodiments be part of an integrated circuit. Furthermore, a plurality of light-emitting
  • FIG. 1 shows a cross-sectional view of an organic light emitting device 10 according to various
  • the light-emitting component 10 in the form of a
  • organic light emitting diode may include a substrate 12.
  • the substrate 12 may serve as a support for electronic elements or layers, such as light-emitting elements.
  • electronic elements or layers such as light-emitting elements.
  • Substrate 12 glass or quartz, and / or a semiconductor material or any other suitable material or be formed therefrom. Furthermore, the substrate 12 may comprise or be formed from a steel foil, a plastic foil or a laminate with one or more plastic foils. The plastic may contain one or more polyolefins
  • the plastic may be polyvinyl chloride (PVC), polystyrene (PS), polyester and / or polycarbonate (PC),
  • the substrate 12 may comprise one or more of the above-mentioned materials.
  • the substrate 12 may
  • translucent or “translucent layer” can be understood in various embodiments that a layer is permeable to light
  • the light generated by the light emitting device for example one or more
  • Wavelength ranges for example, for light in one
  • Wavelength range of the visible light for example, at least in a partial region of the wavelength range of 380 nm to 780 nm.
  • the term "translucent layer” in various embodiments is to be understood to mean that substantially all of them are in one
  • Quantity of light is also coupled out of the structure (for example, layer), wherein a portion of the light can be scattered in this case
  • transparent or “transparent layer” can be understood in various embodiments that a layer is transparent to light
  • Wavelength range from 380 nm to 780 nm), wherein light coupled into a structure (for example a layer) is coupled out of the structure (for example layer) substantially without scattering or light conversion.
  • Embodiments as a special case of "translucent" to look at.
  • the optically translucent layer structure at least in a partial region of the wavelength range of the desired monochrome light or for the limited
  • Emission spectrum is translucent.
  • emissive device 10 may be configured as a top emitter or as a bottom emitter or as a top and bottom emitter.
  • a top and bottom emitter can also be referred to as an optically transparent component, for example a transparent organic light-emitting diode.
  • the substrate 12 may be in different
  • Embodiments optionally be arranged not shown in the figures, a barrier layer.
  • Barrier layer can be one or more of the following
  • Silicon oxynitride indium tin oxide, indium zinc oxide, aluminum ⁇ doped zinc oxide, and mixtures and alloys
  • the barrier layer may have a layer thickness in a range of about 0.1 nm (one atomic layer) to about 5000 nm, for example, a layer thickness in a range of about 10 nm to about 200 nm, for example one
  • An electrically active region of the light-emitting component 10 may be arranged on or above the barrier layer.
  • the electrically active region may be understood as the region of the light emitting device 10 in which an electric current flows for operation of the light emitting device 10.
  • the electrically active region may have a first electrode 13, a second electrode 15 and an organic functional layer structure 14, as will be explained in more detail below.
  • the first Electrode 13 on or above the barrier layer (or, if the barrier layer is not present, on or above the substrate 12), the first Electrode 13 (for example in the form of a first
  • Electrode layer 13 may be applied.
  • the first electrode 13 (hereinafter also referred to as lower electrode 13) may be formed of or be made of an electrically conductive material, such as a metal or a conductive conductive oxide (TCO) or a layer stack of multiple layers of the same metal or different metals and / or the same TCO or different TCOs.
  • Transparent conductive oxides are transparent, conductive materials, for example metal oxides, such as zinc oxide, tin oxide, cadmium oxide, titanium oxide, indium oxide, or indium tin oxide (ITO).
  • binary metal oxygen compounds such as ZnO, SnO 2 or In 2 O 3
  • ternary metal oxygen compounds such as AlZnO,
  • Zn2SnO4 CdSnO3, ZnSnO3, Mgln204, GalnO3, Zn2In205 or
  • In4Sn3012 or mixtures of different transparent conductive oxides to the group of TCOs can be used in various embodiments.
  • TCOs do not necessarily correspond to one
  • stoichiometric composition and may also be p-doped or n-doped.
  • Electrode 13 comprises a metal; For example, Ag, Pt, Au, Mg, Al, Ba, In, Ag, Au, Mg, Ca, Sm or Li, and
  • Electrode 13 are formed by a stack of layers of a combination of a layer of a metal on a layer of a TCO, or vice versa.
  • An example is one
  • ITO indium tin oxide
  • Electrode 13 provide one or more of the following materials, as an alternative or in addition to the materials mentioned above: networks of metallic nanowires and particles, for example of Ag; Networks of carbon nanotubes; Graphene particles and layers; Networks of semiconducting nanowires.
  • the first electrode 13 may comprise electrically conductive polymers or transition metal oxides or electrically conductive transparent oxides.
  • Electrode 13 and the substrate 12 may be translucent or transparent.
  • the first electrode 13 is formed of a metal
  • the first electrode 13 may have, for example, a layer thickness of less than or equal to approximately 25 nm, for example a layer thickness of less than or equal to approximately 20 nm, for example one
  • Layer thickness of less than or equal to about 18 nm.
  • the first electrode 13 may, for example, have a layer thickness of greater than or equal to approximately 10 nm, for example a layer thickness of greater than or equal to approximately 15 nm. In various exemplary embodiments, the first electrode 13 may have a layer thickness in one
  • Range of about 10 nm to about 25 nm for example, a layer thickness in a range of about 10 nm to about 18 nm, for example, a layer thickness in a range of about 15 nm to about 18 nm.
  • the first electrode 13 may have, for example, a layer thickness in a range of about 50 nm to about 500 nm, for example, a layer thickness in a range of
  • the first electrode 13 is made of, for example, a network of metallic nanowires, for example of Ag, that with conductive polymers
  • the first electrode 13 may be combined, a network of carbon nanotubes, which may be combined with conductive polymers, or is formed of graphene layers and composites, the first electrode 13, for example, have a layer thickness in a range of about 1 nm to about 500 nm, for example a layer thickness in a range of about 10 nm to about 400 nm, for example, a
  • Layer thickness in a range of about 40 nm to about 250 nm.
  • the first electrode 13 may be formed as an anode, that is, as a hole-injecting electrode or as a cathode, that is, as an electron-injecting electrode.
  • the first electrode 13 is electrically connected to a contact 16, to which a first electrical potential
  • the first electrical potential can be applied.
  • the ground potential for example, the ground potential or another
  • the electrically active region of the light-emitting component 10 has the organic functional layer structure 14 which is on or above the first
  • Electrode 13 is or is applied. That the
  • Layer structure is functional, may mean that the layer structure is electroluminescent. In this
  • the organic functional can be related
  • Layer structure 14 may also be referred to as organic electroluminescent layer structure.
  • the organic functional layer structure 14 may include one or more emitter layers, for example with
  • hole-conducting layers also referred to as hole-transport layer (s)
  • various embodiments may alternatively or additionally comprise one or more electron conduction layers (also referred to as electron transport layer (s))
  • electron conduction layers also referred to as electron transport layer (s)
  • Embodiments of the emitter layer (s) can be used include organic or organometallic
  • Iridium complexes such as blue phosphorescent FIrPic
  • Such non-polymeric emitters can be deposited by means of thermal evaporation, for example. Furthermore, it is possible to use polymer emitters which can be deposited in particular by means of a wet-chemical method, for example a spin-coating method (also referred to as spin coating).
  • the emitter materials may be suitably embedded in a matrix material. It should be noted that other suitable emitter materials are also provided in other embodiments.
  • the emitter materials of the emitter layer (s) of the light-emitting device 10 may be so
  • the emitter layer (s) may include several emitter materials of different colors (for example blue and yellow or blue, green and red)
  • the emitter layer (s) may also be composed of several sub-layers, such as a blue-fluorescent emitter layer or blue-phosphorescent emitter layer, a green-phosphorescent emitter layer and a red-phosphorescent emitter layer. By mixing the different colors, the emission of light can result in a white color impression. Alternatively, it can also be provided in the beam path through this
  • Layers generated primary emission to arrange a converter material that at least partially absorbs the primary radiation and emits a secondary radiation of different wavelength, so that from a (not yet white)
  • Primary radiation through the combination of primary radiation and secondary radiation gives a white color impression.
  • the organic functional layer structure 14 may be any organic functional layer structure 14.
  • the one or more functional layers may or may not be organic polymers, organic oligomers, organic monomers, organic small, non-polymeric molecules ("small molecules") or a combination of these materials
  • the organic functional layer structure 14 may comprise one or more functional layers that are or are designed as hole transport layer, so that, for example in the case of an OLED, an effective hole injection into an electroluminescent Layer or an electroluminescent region is made possible.
  • the organic functional layer structure 14 may comprise one or more functional layers, which may be referred to as a
  • Electron transport layer is or are designed so that, for example, in an OLED an effective
  • Electron injection into an electroluminescent layer or an electroluminescent region is made possible.
  • a material for the hole transport layer can be any material for the hole transport layer.
  • the one or more functional layers may or may be considered
  • Emitter layer may be applied to or over the hole transport layer, for example deposited.
  • Electron transport layer applied to or over the emitter layer, for example deposited.
  • the organic functional layer structure 14 ie, for example, the sum of the thicknesses of hole transport layer (s) and
  • Emitter layer (s) and electron transport layer (s)) have a layer thickness of at most about 1.5 ym
  • the organic functional layer structure 14 may be, for example, a stack of a plurality of directly superimposed organic light-emitting diodes (OLEDs), each OLED
  • a layer thickness may have a maximum of about 1.5 ym, for example, a layer thickness of at most about 1.2 ym, for example, a layer thickness of at most about 1 ym, for example, a layer thickness of at most about 800 nm, for example, a layer thickness of at most about 500 nm
  • a layer thickness of at most about 400 nm for example, a layer thickness of at most about 300 nm.
  • the organic functional layer structure 14 may have a layer thickness of at most about 3 ym.
  • the light emitting device 10 may generally include other organic functional layers, for example
  • Electron transport layer (s), which serve the functionality and thus the efficiency of the light are Electron transport layer (s), which serve the functionality and thus the efficiency of the light
  • the second electrode 15 may be applied (for example in the form of a second electrode layer 15).
  • Electrode 15 have the same materials or be formed therefrom as the first electrode 13, wherein in
  • the second senor are suitable.
  • the second senor are suitable.
  • the second senor are suitable.
  • the second senor are suitable.
  • the second senor are suitable.
  • Electrode 15 (for example, in the case of a metallic second electrode 15), for example, have a layer thickness of less than or equal to about 50 nm,
  • a layer thickness of less than or equal to approximately 45 nm for example a layer thickness of less than or equal to approximately 40 nm, for example a layer thickness of less than or equal to approximately 35 nm, for example a layer thickness of less than or equal to approximately 30 nm,
  • a layer thickness of less than or equal to about 25 nm for example, a layer thickness of less than or equal to about 20 nm, for example, a layer thickness of less than or equal to about 15 nm, for example, a layer thickness of less than or equal to about 10 nm.
  • the second electrode 15 may generally be formed in a manner similar to, or different from, the first electrode 13.
  • the second electrode 15 can in various embodiments of one or more of the materials and with the respective layer thickness
  • the first electrode 13 and the second electrode 15 are both formed translucent or transparent.
  • the second electrode 15 may be formed as an anode, that is, as a hole-injecting electrode or as a cathode, that is, as an electron-injecting electrode.
  • the second electrode 15 may have a second electrical
  • the second electrical potential may have a value such that the difference from the first electrical potential has a value in a range of about 1.5V to about 20V, for example, a value in a range of about 2.5V to about 15V, for example, a value in a range of about 3V to about 12V.
  • Encapsulation layer 18 for example in the form of a
  • a “barrier thin-film” or a “barrier thin-film” can be understood as meaning, for example, a layer or a layer structure which is suitable for providing a barrier to chemical
  • the encapsulation layer 18 is designed such that it can be damaged by OLED-damaging substances such as
  • Water, oxygen or solvents can not or at most be penetrated to very small proportions.
  • the encapsulation layer 18 may be formed as a single layer (in other words, as
  • Single layer may be formed.
  • the encapsulation layer 18 have a plurality of sub-layers formed on each other.
  • the encapsulation layer 18 have a plurality of sub-layers formed on each other.
  • Encapsulation layer 18 may be formed as a layer stack (stack). The encapsulation layer 18 or one or more sub-layers of the encapsulation layer 18 can
  • Atomic Layer Deposition e.g. plasma-enhanced atomic layer deposition (PEALD) or plasmaless
  • CVD plasma enhanced chemical vapor deposition
  • PLCVD plasmaless plasma vapor deposition
  • ALD atomic layer deposition process
  • Encapsulation layer 18 which has multiple sub-layers, all sub-layers are formed by means of a Atom harshabscheide Kunststoffs.
  • a layer sequence comprising only ALD layers may also be referred to as "nanolaminate”.
  • Encapsulation layer 18 comprising a plurality of sub-layers, one or more sub-layers of the encapsulation layer 18 by means of a different deposition method than one
  • Atomic layer deposition processes are deposited
  • the encapsulant layer 18 may, in one embodiment, have a layer thickness of about 0.1 nm (one atomic layer) to about 450 nm, for example, a layer thickness of about 10 nm to about 10 nm according to a Embodiment, for example, about 40 nm according to an embodiment.
  • all partial layers can have the same layer thickness. According to another embodiment in which the encapsulation layer 18 has a plurality of partial layers, all partial layers can have the same layer thickness. According to another embodiment in which the encapsulation layer 18 has a plurality of partial layers, all partial layers can have the same layer thickness. According to another embodiment in which the encapsulation layer 18 has a plurality of partial layers, all partial layers can have the same layer thickness. According to another embodiment in which the encapsulation layer 18 has a plurality of partial layers, all partial layers can have the same layer thickness. According to another embodiment in which the encapsulation layer 18 has a plurality of partial layers, all partial layers can have the same layer thickness. According to another embodiment in which the encapsulation layer 18 has a plurality of partial layers, all partial layers can have the same layer thickness. According to another embodiment in which the encapsulation layer 18 has a plurality of partial layers, all partial layers can have the same layer thickness. According to another embodiment in which the encapsulation layer 18 has a plurality of partial
  • Encapsulation layer 18 have different layer thicknesses. In other words, at least one of
  • Partial layers have a different layer thickness than one or more other of the sub-layers.
  • the encapsulation layer 18 or the individual sub-layers of the encapsulation layer 18 may be formed according to an embodiment as a translucent or transparent layer.
  • the encapsulation layer 18 (or the individual sub-layers of the encapsulation layer 18) may consist of a translucent or transparent material (or a combination of materials that is translucent or transparent).
  • Encapsulation layer 18 comprise or consist of one of the following materials: alumina, zinc oxide, zirconium oxide, titanium oxide, hafnium oxide, tantalum oxide
  • Silicon oxynitride indium tin oxide, indium zinc oxide, aluminum doped zinc oxide, and mixtures and alloys
  • the encapsulant layer 18 or (in the case of a layer stack having a plurality of sublayers) one or more of the sublayers of the encapsulant layer 18 may comprise one or more high refractive index materials, in other words one or more high refractive index materials, for example a refractive index of at least 2.
  • an adhesive 20 and / or a protective lacquer may be provided, by means of which, for example, a cover 22 (for example, a
  • the optically translucent layer of adhesive 20 and / or protective lacquer may have a layer thickness of greater than 1 ⁇ m
  • a layer thickness of several ym for example, a layer thickness of several ym.
  • the adhesive 20 may include or be a lamination adhesive 20.
  • the cover 22 may protrude beyond the adhesive 20 or paint or the adhesive 20 or paint may protrude below the cover 22.
  • the layer of the adhesive 20 (also referred to as
  • Adhesive layer may be embedded in various embodiments, light scattering particles, which contribute to a further improvement of the color angle distortion and the
  • Embodiments may be provided as light-scattering particles, for example, scattering dielectric articles such as metal oxides, e.g. Silicon oxide (SiO 2), zinc oxide (ZnO), zirconium oxide (ZrO 2), indium tin oxide (ITO) or indium zinc oxide (IZO), gallium oxide (Ga20a)
  • metal oxides e.g. Silicon oxide (SiO 2), zinc oxide (ZnO), zirconium oxide (ZrO 2), indium tin oxide (ITO) or indium zinc oxide (IZO), gallium oxide (Ga20a)
  • Alumina, or titania may also be suitable, provided that they have a refractive index which is different from the effective refractive index of the matrix of the translucent layer structure, for example air bubbles, acrylate or glass hollow spheres.
  • metallic nanoparticles, metals such as gold, silver, iron nanoparticles, or the like can be provided as light-scattering particles.
  • the adhesive 20 may be configured to have a refractive index of its own which is smaller than the refractive index of
  • Such adhesive 20 may be, for example, a low-refractive adhesive 20, such as an acrylate having a refractive index of about 1.3. Furthermore, a plurality of different adhesives may be provided which form an adhesive layer sequence.
  • Embodiments also completely on an adhesive 20 can be dispensed with, for example, in embodiments in which the cover 22, for example made of glass, is applied by means of, for example, plasma spraying.
  • the / may
  • Cover 22 and / or the adhesive 20 have a refractive index (for example, at a wavelength of 633 nm) of 1.55.
  • FIG. 2 shows a cross-sectional view of the organic light emitting device 10 according to various
  • Embodiments in a subsequent step of a manufacturing process in which the encapsulation layer 18 has been removed over the contacts 16 in an anisotropic etching process and so the contacts 16 were exposed.
  • the encapsulation layer 16 was in a
  • the contacts 16 may be formed of or comprise a material that is not or only slightly removed in the anisotropic etching process, for example, chromium. Below you can the contacts 16 are simply contacted, for example by means of bonding.
  • FIG. 3 shows a cross-sectional view of the organic light emitting device 10 according to various
  • Embodiments in an example, alternative or additional step of a manufacturing process in which in addition to the encapsulation layer 18 on a side facing away from the cover 22 side of the substrate 12, a further encapsulation layer 26 is applied.
  • This further encapsulation layer 26 can be removed during the anisotropic etching process for exposing the contacts 16 or in an additional anisotropic etching process.
  • the further encapsulation layer 26 can according to the
  • Encapsulation layer 18 or otherwise
  • FIG. 4 shows a flowchart in which a method for producing the light-emitting component 10 according to various exemplary embodiments is illustrated.
  • the contacts 16 are formed on the substrate 12.
  • the contacts 16 may be connected during the process or subsequently with other contacts or tracks, for example by means of
  • Step S4 and S6 may be reversed.
  • the second electrode 15 is formed on the organic functional layer structure 14.
  • the active region of the light-emitting device is formed and contacted.
  • the encapsulation layer 18 is formed.
  • step S12 which can optionally be carried out, the adhesive 20 and / or the paint can be applied.
  • the cover 22 is fastened in a step S14.
  • a step S16 the substrate 12 is cooled.
  • Substrate 12 may be before and / or during the anisotropic
  • the temperature of the opto-electronic device or the temperature of parts thereof can be monitored and the cooling or the process duration can be adapted to the temperature, so that overheating of the anisotropic etching process is avoided.
  • a temperature of the opto-electronic device during the anisotropic etching process can be kept below 100 ° or below 90 °.
  • the process parameters of the etching process can be chosen such that the temperature of the opto-electronic
  • Component does not rise above 90 ° or not over 100 °.
  • a dry etching method may be performed.
  • the dry etching process comprises
  • subtractive (ablative) microstructure techniques that are not based on wet-chemical reactions (such as wet-chemical etching, chemical-mechanical polishing).
  • the material is removed either by accelerated particles (eg argon ions) or by plasma-activated gases. It will So depending on the method used chemical as well as physical effects. For example, a physical or physico-chemical dry etching process may be performed.
  • Electron beam method or laser vaporization The etching is generally carried out in high vacuum chambers to prevent interactions of the particle beam with the residual gas atoms (scattering, etc.).
  • the etching is generally carried out in high vacuum chambers to prevent interactions of the particle beam with the residual gas atoms (scattering, etc.).
  • bundling of the particle beam which etch very selectively, as well as large-area etching with the use of a superficially applied mask, which protects not to be etched areas from particle bombardment.
  • the reaction gas is then introduced into the chamber.
  • the etching process itself runs in the Principle as follows: The neutral atoms or molecules are passed through a plasma in the reaction chamber and flow over the target. There they react with the atoms on the surface. Volatile, gaseous reaction products are formed, which are sucked off via a vacuum pump.
  • the gaseous starting materials are usually activated or radicalized by a plasma and then for the reaction to the
  • Target directed This can be done either by convection or by electrostatic acceleration of the ions via an applied electric field.
  • RIE reactive ion etching
  • RIE reactive ion etching
  • Ionentiefenurbanen English, deep reactive ion etching, DRIE
  • reactive ion beam etching engagingl, reactive ion beam etching
  • HDP Etching from English, high-density plasma etching
  • a plasma-assisted etching process may be performed, such as an ICP plasma process or an RIE process.
  • Two etching mechanisms are used in one process, on the one hand the ion bombardment of the
  • Process chamber of an etching system can be performed.
  • the anisotropic etch process may be performed at a pressure in the process chamber between 0 and 760 Torr.
  • RF power and / or ICP power may range from 1W to 2000W.
  • the process gas for example, argon can be added with 0 to 10000 sccm. In this case, for example, an etching rate of 5 nm per minute can be achieved.
  • the pressure in the process chamber may be between 0 and 1 torr.
  • RF power and / or ICP power may range from 1W to 2000W.
  • argon for example an argon plasma, or nitrogen trifluoride with 0 to 10000 sccm can be added as the process gas. In this case, for example, an etching rate of 35 nm per minute can be achieved.
  • Encapsulation layers 18 which comprise or are formed from Al 2 O 3 , T1O 2 or ZrO 2 are advantageous.
  • the duration of the etching process can be controlled or regulated by monitoring optical emission.
  • the process parameters mentioned can vary greatly depending on the etching system used and on the type and thickness of the encapsulation layer 18.
  • the pressure can vary from high vacuum to normal atmospheric pressure.
  • other or further gases may be used, for example, fluorine compounds further, such as sulfur hexafluoride.
  • the further encapsulation layer 26 can optionally be removed. The step S20 may be performed simultaneously, before or after the step S18.
  • the different layers for example the
  • Encapsulation layers 18, 26, the electrodes 13, 15 and the other layers of the electrically active region such as the organic functional layer structure 14, the hole transport layer (s) or the
  • Electron transport layer (s) can be applied by various processes, for example deposited, for example by means of a CVD process
  • a plasma-enhanced chemical vapor deposition method (PE-CVD) can be used in various embodiments.
  • PE-CVD plasma-enhanced chemical vapor deposition method
  • a plasma is generated around, wherein the volume is at least two gaseous
  • dielectric layer compared to a plasmaless CVD method can be lowered. This can be an advantage, for example, if the element, for example, the light to be emitted
  • the electronic component would be damaged at a temperature above a maximum temperature. Furthermore, it can be provided to measure the optical transparency of the structure having the electrically active region after forming the electrically active region and before the covering is formed. Depending on the measured optical transparency, then a desired optical target transparency of the electrically active region
  • the choice of a suitable layer thickness and / or a suitable choice of material may be achieved by means of one or more intermediate layers or interlayer structures
  • Embodiments in a range of 50 nm to 150 nm As shown above, the transparency of the light-emitting device depending on
  • such a low refractive index layer i.e., having a refractive index of less than 1.5
  • refractive index layer i.e., having a refractive index of less than 1.5
  • a low refractive interlayer or low refractive index Interlayer structure the transparency of the light
  • emissive device 10 without significantly changing the overall thickness of the light-emitting device 10.
  • a low-refractive interlayer or low-refractive interlayer structure to compensate for changes in transparency due to process variations of thin metal films within the light-emitting device, such as an OLED.
  • the transparency can be measured, and if there is a negative deviation from the target value, it can be measured by such a thin low-refractive interlayer or low refractive index
  • Interlayer structure can be compensated.
  • Embodiments limited.
  • the optoelectronic component can be a light-absorbing component, such as a solar cell.
  • the light-absorbing component such as a solar cell.
  • Manufacturing process have one or more further steps or it may have one or more steps less.

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Abstract

Verfahren zum Herstellen eines opto-elektronischen Bauelements und opto-elektronisches Bauelement Ein Verfahren zum Herstellen eines opto-elektronischen Bauelements weist die Schritte auf: Bilden einer ersten Elektrode (13) auf einem Substrat (12); Bilden einer organischen funktionellen Schichtenstruktur (14) auf der ersten Elektrode (13); Bilden einer zweiten Elektrode (15) auf der organischen funktionellen Schichtenstruktur (14); Bilden zumindest eines Kontakts (16) zum Kontaktieren der ersten und/oder zweiten Elektrode (13, 15); Bilden einer Verkapselungsschicht 18 (18) über der Schichtenstruktur (14) und dem Kontakt (16); Abtragen der Verkapselungsschicht (18) über dem Kontakt (16) mit Hilfe eines anisotropen Ätzverfahrens.

Description

Beschreibung
Verfahren zum Herstellen eines opto-elektronischen
Bauelements und opto-elektronisches Bauelement
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines opto-elektronischen Bauelements und ein opto-elektronisches Bauelement .
Opto-elektronische Bauelemente mit organischen funktionellen Schichten weisen häufig Verkapselungsschichten über den organischen funktionellen Schichten auf, die die organischen funktionellen Schichten schützen, beispielsweise vor
Feuchtigkeit. Die Verkapselungsschichten werden
beispielsweise mittels Abscheideverfahren aufgebracht, beispielsweise mittels Atomschichtenabscheidung oder
chemischer Gasphasenabscheidung . Bei dem Aufbringen der Verkapselungsschichten werden nicht nur die organisch
funktionellen Schichten verkapselt, sondern auch Kontakte, die zum Kontaktieren von Elektroden, zwischen denen die organischen funktionellen Schichten angeordnet sind,
vorgesehen sind. Derart beschichtete, verkapselte Kontakte können nicht einfach kontaktiert werden. Zum Freilegen der Kontakte ist es bekannt, diese von Hand frei zu kratzen, was sehr zeitaufwendig und damit kostspielig ist.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen wird ein Verfahren zum Herstellen eines opto-elektronischen Bauelements und ein opto-elektronisches Bauelement bereitgestellt, bei dem auf einfache Weise die Kontakte frei gelegt werden können.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen wird ein Verfahren zum Herstellen eines opto-elektronischen Bauelements
bereitgestellt. Das Verfahren kann aufweisen: Bilden einer ersten Elektrode auf einem Substrat; Bilden einer organischen funktionellen Schichtenstruktur auf der ersten Elektrode; Bilden einer zweiten Elektrode auf der organischen funktionellen Schichtenstruktur; Bilden zumindest eines
Kontakts zum Kontaktieren der ersten und/oder zweiten
Elektrode; Bilden einer Verkapselungsschicht über der
Schichtenstruktur und dem Kontakt; und Abtragen der
Verkapselungsschicht über dem Kontakt mit Hilfe eines
anisotropen Ätzverfahrens.
Das Freilegen des Kontakts mit Hilfe des anisotropen
Ätzverfahrens kann dazu beitragen den Kontakt schnell
und/oder einfach und/oder eine große Anzahl von Kontakten gleichzeitig frei zu legen. Dies kann dazu beitragen,
Herstellungsdauern und Herstellungskosten zum Herstellen des opto-elektronischen Bauelements auf einfache Weise zu senken. Es können ein, zwei oder mehr Kontakte vorgesehen sein und mit Hilfe des anisotropen Ätzverfahrens frei gelegt werden.
Die Kontakte können einem opto-elektronischen Bauelement oder mehreren opto-elektronischen Bauelementen, insbesondere einer organischen funktionellen Schichtenstruktur oder mehreren organischen funktionellen Schichtenstrukturen zugeordnet sein. Der bzw. die Kontakte können neben der entsprechenden organischen funktionellen Schichtenstruktur angeordnet sein.
Gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen ist das optoelektronische Bauelement ein Licht emittierendes Bauelement, beispielsweise eine organische Leuchtdiode. Alternativ dazu kann das opto-elektronische Bauelement bei verschiedenen Ausführungsbeispielen ein Licht absorbierendes Bauelement, beispielsweise eine organische Solarzelle sein. Gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen wird als
anisotropes Ätzverfahren ein Trockenätzverfahren
durchgeführt. Beispielsweise kann als Trockenätzverfahren ein physikalisches oder physikalisch-chemisches
Trockenätzverfahren durchgeführt werden. Das
Trockenätzverfahren kann beispielsweise ein plasmaunterstütztes Ätzverfahren, beispielsweise ein ICP-Plasma- Verfahren sein. Gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen wird über der
Schichtenstruktur auf der Verkapselungsschicht eine Abdeckung angeordnet, die bei dem anisotropen Ätzverfahren als Ätzstopp für die Verkapselungsschicht über der Schichtenstruktur dient. Dies trägt einfach und effektiv dazu bei, die
Verkapselungsschicht und die Schichtenstruktur zu schützen, beispielsweise bei dem anisotropen Ätzverfahren oder auch nach dem Durchführen des anisotropen Ätzverfahrens,
beispielsweise auch nach Fertigstellung des opto¬ elektronischen Bauelements.
Gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen wird die Abdeckung mit Hilfe von Klebstoff befestigt. Dies trägt dazu bei, die Abdeckung auf einfache Weise auf der Verkapselungsschicht zu befestigen .
Gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen wird der Klebstoff so aufgebracht, dass er bei dem anisotropen Ätzverfahren als Ätzstopp für die Verkapselungsschicht über der
Schichtenstruktur dient. Der Klebstoff dient dann nicht nur zur Befestigung der Abdeckung, sondern auch als Schutz der Verkapselungsschicht bei dem anisotropen Ätzverfahren. In diesem Zusammenhang kann es vorteilhaft sein, den Klebstoff so aufzubringen, dass er zumindest eine Flanke der
Schichtenstruktur bedeckt und so bei dem anisotropen
Ätzverfahren als Ätzstopp für die entsprechende Flanke dient. Liegen die Schichten der Schichtenstruktur in vertikaler Richtung aufeinander, so stellen die Flanken der
Schichtenstruktur die Seiten der Schichtenstruktur dar, an denen die Schichtenstruktur in horizontaler Richtung endet. Beispielsweise kann der Klebstoff so aufgebracht werden, dass er die Flanken der Schichtenstruktur bedeckt, so dass die Flanken der Schichtenstruktur auf einfache Weise seitlich geschützt sind. Gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen wird ein Lack derart über und/oder neben der Schichtstruktur aufgebracht, dass der Lack bei dem anisotropen Ätzverfahren als Ätzstopp für die Schichtenstruktur und/oder ihrer Flanke dient. Der Lack kann zusätzlich oder alternativ zu dem Klebstoff und/oder der Abdeckung aufgebracht werden. Der Lack
ermöglicht entsprechend zusätzlich oder alternativ zu der Abdeckung und dem Klebstoff, die Verkapselungsschicht
und/oder die Schichtenstruktur bei dem anisotropen
Ätzverfahren zu schützen.
Gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen wird der Kontakt so ausgebildet, dass er bei dem anisotropen Ätzverfahren als sein eigener Ätzstopp und/oder als Ätzstopp für das Substrat dient. Dazu wird der Kontakt beispielsweise aus einem
Material gebildet, das bei dem anisotropen Ätzverfahren nicht oder nur geringfügig abgetragen wird. Beispielsweise kann der Kontakt Chrom aufweisen oder daraus gebildet sein. Gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen wird das Substrat vor und/oder während des anisotropen Ätzverfahrens gekühlt. Bei bekannten anisotropen Ätzverfahren können Temperaturen auftreten, bei denen die organische funktionelle
Schichtenstruktur Schaden nehmen kann. Das Kühlen des
Substrats kann dazu beitragen, die von dem opto¬ elektronischen Bauelement während des anisotropen
Ätzverfahrens aufgenommene Wärme schnell abzutransportieren und so die organisch funktionelle Schichtenstruktur vor zu großer Hitze zu schützen. Dies liefert einen großen Spielraum bei der Wahl des anisotropen Ätzverfahrens und bei der
Vorgabe von Prozessparametern für das anisotrope
Ätzverfahren .
Gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen wird die
Verkapselungsschicht auch auf einer von der Schichtenstruktur abgewandten Rückseite des Substrats aufgebracht wird.
Nachfolgend wird die Verkapselungsschicht auf der Rückseite mit Hilfe des anisotropen Ätzverfahrens oder einem
zusätzlichen anisotropen Ätzverfahren abgetragen. Dies trägt dazu bei, die Verkapselungsschicht auf der Rückseite auf einfache Weise zu entfernen.
Gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen wird zumindest eine weitere Verkapselungsschicht über der Schichtenstruktur und dem Kontakt gebildet. Beide Verkapselungsschichten über dem Kontakt werden mit Hilfe des anisotropen Ätzverfahrens abgetragen.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen wird ein optoelektronisches Bauelement bereitgestellt, das mit Hilfe des Verfahrens nach einem der vorstehenden Ansprüche ausgebildet ist .
Die Ausgestaltungen des Verfahrens zum Herstellen des optoelektronischen Bauelements gelten, soweit sinnvoll,
entsprechend für das opto-elektronische Bauelement selbst.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert.
Es zeigen:
Figur 1 ein Ausführungsbeispiel eines opto-elektronischen
Bauelements während eines Schrittes eines HerStellungsprozesses ; Figur 2 ein Ausführungsbeispiel eines opto-elektronischen
Bauelements während eines weiteren Schrittes eines HerStellungsprozesses ;
Figur 3 ein Ausführungsbeispiel eines opto-elektronischen
Bauelements während eines weiteren Schrittes eines HerStellungsprozesses ; Figur 4 ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum Herstellen eines opto-elektronischen Bauelements . In der folgenden ausführlichen Beschreibung wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, die Teil dieser bilden und in denen zur Veranschaulichung spezifische
Ausführungsformen gezeigt sind, in denen die Erfindung ausgeübt werden kann. In dieser Hinsicht wird eine
Richtungsterminologie wie etwa „oben", „unten", „vorne", „hinten", „vorderes", „hinteres", usw. mit Bezug auf die Orientierung der beschriebenen Figur (en) verwendet. Da
Komponenten von Ausführungsformen in einer Anzahl
verschiedener Orientierungen positioniert werden können, dient die Richtungsterminologie zur Veranschaulichung und ist auf keinerlei Weise einschränkend. Es versteht sich, dass andere Ausführungsformen benutzt und strukturelle oder logische Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Es versteht sich, dass die Merkmale der hierin beschriebenen verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen miteinander kombiniert werden können, sofern nicht spezifisch anders angegeben. Die folgende ausführliche Beschreibung ist deshalb nicht in einschränkendem Sinne aufzufassen, und der
Schutzumfang der vorliegenden Erfindung wird durch die angefügten Ansprüche definiert.
Im Rahmen dieser Beschreibung werden die Begriffe
"verbunden", "angeschlossen" sowie "gekoppelt" verwendet zum Beschreiben sowohl einer direkten als auch einer indirekten Verbindung, eines direkten oder indirekten Anschlusses sowie einer direkten oder indirekten Kopplung. In den Figuren werden identische oder ähnliche Elemente mit identischen Bezugszeichen versehen, soweit dies zweckmäßig ist.
Ein opto-elektronisches Bauelement kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen als Licht absorbierendes Bauelement, beispielsweise als Solarzelle, oder als Licht emittierendes Bauelement, beispielsweise als eine organische Licht
emittierende Diode (OLED) oder als ein organischer Licht emittierender Transistor ausgebildet sein. Das Licht
emittierende Bauelement kann in verschiedenen
Ausführungsbeispielen Teil einer integrierten Schaltung sein. Weiterhin kann eine Mehrzahl von Licht emittierenden
Bauelementen vorgesehen sein, beispielsweise untergebracht in einem gemeinsamen Gehäuse.
Fig.l zeigt eine Querschnittansicht eines organischen Licht emittierenden Bauelements 10 gemäß verschiedenen
Ausführungsbeispielen in einem Schritt eines
Herstellungsprozesses .
Das Licht emittierende Bauelement 10 in Form einer
organischen Leuchtdiode kann ein Substrat 12 aufweisen. Das Substrat 12 kann beispielsweise als ein Trägerelement für elektronische Elemente oder Schichten, beispielsweise Licht emittierende Elemente, dienen. Beispielsweise kann das
Substrat 12 Glas, Quarz, und/oder ein Halbleitermaterial oder irgendein anderes geeignetes Material aufweisen oder daraus gebildet sein. Ferner kann das Substrat 12 eine Stahlfolie, eine Kunststofffolie oder ein Laminat mit einer oder mit mehreren Kunststofffolien aufweisen oder daraus gebildet sein. Der Kunststoff kann ein oder mehrere Polyolefine
(beispielsweise Polyethylen (PE) mit hoher oder niedriger Dichte oder Polypropylen (PP) ) aufweisen oder daraus gebildet sein. Ferner kann der Kunststoff Polyvinylchlorid (PVC) , Polystyrol (PS) , Polyester und/oder Polycarbonat (PC) ,
Polyethylenterephthalat (PET), Polyethersulfon (PES) und/oder Polyethylennaphthalat (PEN) aufweisen oder daraus gebildet sein. Das Substrat 12 kann eines oder mehrere der oben genannten Materialien aufweisen. Das Substrat 12 kann
transluzent oder sogar transparent ausgeführt sein. Unter dem Begriff „transluzent" bzw. „transluzente Schicht" kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen verstanden werden, dass eine Schicht für Licht durchlässig ist,
beispielsweise für das von dem Licht emittierenden Bauelement erzeugte Licht, beispielsweise einer oder mehrerer
Wellenlängenbereiche, beispielsweise für Licht in einem
Wellenlängenbereich des sichtbaren Lichts (beispielsweise zumindest in einem Teilbereich des Wellenlängenbereichs von 380 nm bis 780 nm) . Beispielsweise ist unter dem Begriff „transluzente Schicht" in verschiedenen Ausführungsbeispielen zu verstehen, dass im Wesentlichen die gesamte in eine
Struktur (beispielsweise eine Schicht) eingekoppelte
Lichtmenge auch aus der Struktur (beispielsweise Schicht) ausgekoppelt wird, wobei ein Teil des Lichts hierbei gestreut werden kann
Unter dem Begriff „transparent" oder „transparente Schicht" kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen verstanden werden, dass eine Schicht für Licht durchlässig ist
(beispielsweise zumindest in einem Teilbereich des
Wellenlängenbereichs von 380 nm bis 780 nm) , wobei in eine Struktur (beispielsweise eine Schicht) eingekoppeltes Licht im Wesentlichen ohne Streuung oder Lichtkonversion auch aus der Struktur (beispielsweise Schicht) ausgekoppelt wird.
Somit ist „transparent" in verschiedenen
Ausführungsbeispielen als ein Spezialfall von „transluzent" anzusehen .
Für den Fall, dass beispielsweise ein Licht emittierendes monochromes oder im Emissionsspektrum begrenztes
elektronisches Bauelement bereitgestellt werden soll, ist es ausreichend, dass die optisch transluzente Schichtenstruktur zumindest in einem Teilbereich des Wellenlängenbereichs des gewünschten monochromen Lichts oder für das begrenzte
Emissionsspektrum transluzent ist. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann das Licht
emittierenden Bauelement 10 als ein Top-Emitter oder als ein Bottom-Emitter oder als Top- und Bottom-Emitter eingerichtet sein. Ein Top- und Bottom-Emitter kann auch als optisch transparentes Bauelement, beispielsweise eine transparente organische Leuchtdiode, bezeichnet werden.
Auf oder über dem Substrat 12 kann in verschiedenen
Ausführungsbeispielen optional eine in den Figuren nicht dargestellte Barriereschicht angeordnet sein. Die
Barriereschicht kann eines oder mehrere der folgenden
Materialien aufweisen oder daraus bestehen: Aluminiumoxid, Zinkoxid, Zirkoniumoxid, Titanoxid, Hafniumoxid, Tantaloxid Lanthaniumoxid, Siliziumoxid, Siliziumnitrid,
Siliziumoxinitrid, Indiumzinnoxid, Indiumzinkoxid, Aluminium¬ dotiertes Zinkoxid, sowie Mischungen und Legierungen
derselben. Ferner kann die Barriereschicht in verschiedenen Ausführungsbeispielen eine Schichtdicke aufweisen in einem Bereich von ungefähr 0,1 nm (eine Atomlage) bis ungefähr 5000 nm, beispielsweise eine Schichtdicke in einem Bereich von ungefähr 10 nm bis ungefähr 200 nm, beispielsweise eine
Schichtdicke von ungefähr 40 nm.
Auf oder über der Barriereschicht kann ein elektrisch aktiver Bereich des Licht emittierenden Bauelements 10 angeordnet sein. Der elektrisch aktive Bereich kann als der Bereich des Licht emittierenden Bauelements 10 verstanden werden, in dem ein elektrischer Strom zum Betrieb des Licht emittierenden Bauelements 10 fließt. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann der elektrisch aktive Bereich eine erste Elektrode 13, eine zweite Elektrode 15 und eine organische funktionelle Schichtenstruktur 14 aufweisen, wie sie im Folgenden noch näher erläutert werden. So kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen auf oder über der Barriereschicht (oder, wenn die Barriereschicht nicht vorhanden ist, auf oder über dem Substrat 12) die erste Elektrode 13 (beispielsweise in Form einer ersten
Elektrodenschicht 13) aufgebracht sein. Die erste Elektrode 13 (im Folgenden auch als untere Elektrode 13 bezeichnet) kann aus einem elektrisch leitfähigen Material gebildet werden oder sein, wie beispielsweise aus einem Metall oder einem leitfähigen transparenten Oxid (transparent conductive oxide, TCO) oder einem Schichtenstapel mehrerer Schichten desselben Metalls oder unterschiedlicher Metalle und/oder desselben TCO oder unterschiedlicher TCOs . Transparente leitfähige Oxide sind transparente, leitfähige Materialien, beispielsweise Metalloxide, wie beispielsweise Zinkoxid, Zinnoxid, Cadmiumoxid, Titanoxid, Indiumoxid, oder Indium- Zinn-Oxid (ITO). Neben binären Metallsauerstoff erbindungen, wie beispielsweise ZnO, Sn02, oder In203 gehören auch ternäre MetallsauerstoffVerbindungen, wie beispielsweise AlZnO,
Zn2Sn04, CdSn03, ZnSn03, Mgln204, Galn03, Zn2In205 oder
In4Sn3012 oder Mischungen unterschiedlicher transparenter leitfähiger Oxide zu der Gruppe der TCOs und können in verschiedenen Ausführungsbeispielen eingesetzt werden.
Weiterhin entsprechen die TCOs nicht zwingend einer
stöchiometrischen Zusammensetzung und können ferner p-dotiert oder n-dotiert sein.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die erste
Elektrode 13 ein Metall aufweisen; beispielsweise Ag, Pt, Au, Mg, AI, Ba, In, Ag, Au, Mg, Ca, Sm oder Li, sowie
Verbindungen, Kombinationen oder Legierungen dieser
Materialien . In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die erste
Elektrode 13 gebildet werden von einem Schichtenstapel einer Kombination einer Schicht eines Metalls auf einer Schicht eines TCOs, oder umgekehrt. Ein Beispiel ist eine
Silberschicht, die auf einer Indium-Zinn-Oxid-Schicht (ITO) aufgebracht ist (Ag auf ITO) oder ITO-Ag-ITO Multischichten . In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die erste
Elektrode 13 eines oder mehrere der folgenden Materialien vorsehen alternativ oder zusätzlich zu den oben genannten Materialien: Netzwerke aus metallischen Nanodrähten und - teilchen, beispielsweise aus Ag; Netzwerke aus Kohlenstoff- Nanoröhren; Graphen-Teilchen und -Schichten; Netzwerke aus halbleitenden Nanodrähten.
Ferner kann die erste Elektrode 13 elektrisch leitfähige Polymere oder Übergangsmetalloxide oder elektrisch leitfähige transparente Oxide aufweisen.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen können die erste
Elektrode 13 und das Substrat 12 transluzent oder transparent ausgebildet sein. In dem Fall, dass die erste Elektrode 13 aus einem Metall gebildet wird, kann die erste Elektrode 13 beispielsweise eine Schichtdicke aufweisen von kleiner oder gleich ungefähr 25 nm, beispielsweise eine Schichtdicke von kleiner oder gleich ungefähr 20 nm, beispielsweise eine
Schichtdicke von kleiner oder gleich ungefähr 18 nm.
Weiterhin kann die erste Elektrode 13 beispielsweise eine Schichtdicke aufweisen von größer oder gleich ungefähr 10 nm, beispielsweise eine Schichtdicke von größer oder gleich ungefähr 15 nm. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die erste Elektrode 13 eine Schichtdicke aufweisen in einem
Bereich von ungefähr 10 nm bis ungefähr 25 nm, beispielsweise eine Schichtdicke in einem Bereich von ungefähr 10 nm bis ungefähr 18 nm, beispielsweise eine Schichtdicke in einem Bereich von ungefähr 15 nm bis ungefähr 18 nm.
Weiterhin kann für den Fall, dass die erste Elektrode 13 aus einem leitfähigen transparenten Oxid (TCO) gebildet wird, die erste Elektrode 13 beispielsweise eine Schichtdicke aufweisen in einem Bereich von ungefähr 50 nm bis ungefähr 500 nm, beispielsweise eine Schichtdicke in einem Bereich von
ungefähr 75 nm bis ungefähr 250 nm, beispielsweise eine Schichtdicke in einem Bereich von ungefähr 10 nm bis ungefähr 150 nm.
Ferner kann für den Fall, dass die erste Elektrode 13 aus beispielsweise einem Netzwerk aus metallischen Nanodrähten, beispielsweise aus Ag, die mit leitfähigen Polymeren
kombiniert sein können, einem Netzwerk aus Kohlenstoff- Nanoröhren, die mit leitfähigen Polymeren kombiniert sein können, oder von Graphen-Schichten und Kompositen gebildet wird, die erste Elektrode 13 beispielsweise eine Schichtdicke aufweisen in einem Bereich von ungefähr 1 nm bis ungefähr 500 nm, beispielsweise eine Schichtdicke in einem Bereich von ungefähr 10 nm bis ungefähr 400 nm, beispielsweise eine
Schichtdicke in einem Bereich von ungefähr 40 nm bis ungefähr 250 nm.
Die erste Elektrode 13 kann als Anode, also als Löcher injizierende Elektrode ausgebildet sein oder als Kathode, also als eine Elektronen injizierende Elektrode.
Die erste Elektrode 13 ist mit einem Kontakt 16 elektrisch verbunden, an dem ein erstes elektrisches Potential
(bereitgestellt von einer Energiequelle (nicht dargestellt) , beispielsweise einer Stromquelle oder einer Spannungsquelle) anlegbar ist. Das erste elektrische Potential kann
beispielsweise das Massepotential oder ein anderes
vorgegebenes Bezugspotential sein.
Weiterhin weist der elektrisch aktive Bereich des Licht emittierenden Bauelements 10 die organische funktionelle Schichtenstruktur 14 auf, die auf oder über der ersten
Elektrode 13 aufgebracht ist oder wird. Dass die
Schichtenstruktur funktionell ist, kann bedeuten, dass die Schichtenstruktur elektrolumineszent ist. In diesem
Zusammenhang kann die organische funktionelle
Schichtenstruktur 14 auch als organische elektrolumineszente Schichtenstruktur bezeichnet werden. Die organische funktionelle Schichtenstruktur 14 kann eine oder mehrere Emitterschichten, beispielsweise mit
fluoreszierenden und/oder phosphoreszierenden Emittern, enthalten, sowie eine oder mehrere Lochleitungsschichten (auch bezeichnet als Lochtransportschicht (en) ) . In
verschiedenen Ausführungsbeispielen können alternativ oder zusätzlich eine oder mehrere Elektronenleitungsschichten (auch bezeichnet als Elektronentransportschicht (en) )
vorgesehen sein.
Beispiele für Emittermaterialien, die in dem Licht
emittierenden Bauelement 10 gemäß verschiedenen
Ausführungsbeispielen für die Emitterschicht (en) eingesetzt werden können, schließen organische oder organometallische
Verbindungen, wie Derivate von Polyfluoren, Polythiophen und Polyphenylen (z.B. 2- oder 2 , 5-substituiertes Poly-p- phenylenvinylen) sowie Metallkomplexe, beispielsweise
Iridium-Komplexe wie blau phosphoreszierendes FIrPic
(Bis(3,5-difluoro-2- (2-pyridyl) phenyl- (2-carboxypyridyl) - iridium III), grün phosphoreszierendes Ir (ppy) 3 (Tris (2- phenylpyridin) iridium III), rot phosphoreszierendes Ru (dtb- bpy) 3*2 (PF6) (Tris [ 4 , 4 ' -di-tert-butyl- (2,2')- bipyridin] ruthenium (III) komplex) sowie blau fluoreszierendes DPAVBi ( 4 , 4 -Bis [ 4 - (di-p-tolylamino ) styryl ] biphenyl ) , grün fluoreszierendes TTPA ( 9, 10-Bis [N, -di- (p-tolyl) - amino ] anthracen) und rot fluoreszierendes DCM2 (4- Dicyanomethylen) -2-methyl-6-j ulolidyl- 9-enyl-4H-pyran) als nichtpolymere Emitter ein. Solche nichtpolymeren Emitter sind beispielsweise mittels thermischen Verdampfens abscheidbar. Ferner können Polymeremitter eingesetzt werden, welche insbesondere mittels eines nasschemischen Verfahrens, wie beispielsweise einem Aufschleuderverfahren (auch bezeichnet als Spin Coating) , abscheidbar sind.
Die Emittermaterialien können in geeigneter Weise in einem Matrixmaterial eingebettet sein. Es ist darauf hinzuweisen, dass andere geeignete Emittermaterialien in anderen Ausführungsbeispielen ebenfalls vorgesehen sind.
Die Emittermaterialien der Emitterschicht (en) des Licht emittierenden Bauelements 10 können beispielsweise so
ausgewählt sein, dass das Licht emittierende Bauelement 10 Weißlicht emittiert. Die Emitterschicht (en) kann/können mehrere verschiedenfarbig (zum Beispiel blau und gelb oder blau, grün und rot) emittierende Emittermaterialien
aufweisen, alternativ kann/können die Emitterschicht (en) auch aus mehreren Teilschichten aufgebaut sein, wie einer blau fluoreszierenden Emitterschicht oder blau phosphoreszierenden Emitterschicht, einer grün phosphoreszierenden Emitterschicht und einer rot phosphoreszierenden Emitterschicht. Durch die Mischung der verschiedenen Farben kann die Emission von Licht mit einem weißen Farbeindruck resultieren. Alternativ kann auch vorgesehen sein, im Strahlengang der durch diese
Schichten erzeugten Primäremission ein Konvertermaterial anzuordnen, das die Primärstrahlung zumindest teilweise absorbiert und eine Sekundärstrahlung anderer Wellenlänge emittiert, so dass sich aus einer (noch nicht weißen)
Primärstrahlung durch die Kombination von primärer Strahlung und sekundärer Strahlung ein weißer Farbeindruck ergibt.
Die organische funktionelle Schichtenstruktur 14 kann
allgemein eine oder mehrere funktionelle Schichten aufweisen. Die eine oder mehreren funktionellen Schichten kann oder können organische Polymere, organische Oligomere, organische Monomere, organische kleine, nicht-polymere Moleküle („small molecules") oder eine Kombination dieser Materialien
aufweisen. Beispielsweise kann die organische funktionelle Schichtenstruktur 14 eine oder mehrere funktionelle Schichten aufweisen, die als Lochtransportschicht ausgeführt ist oder sind, so dass beispielsweise in dem Fall einer OLED eine effektive Löcherinjektion in eine elektrolumineszierende Schicht oder einen elektrolumineszierenden Bereich ermöglicht wird. Alternativ kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen die organische funktionelle Schichtenstruktur 14 eine oder mehrere funktionelle Schichten aufweisen, die als
Elektronentransportschicht ausgeführt ist oder sind, so dass beispielsweise in einer OLED eine effektive
Elektroneninjektion in eine elektrolumineszierende Schicht oder einen elektrolumineszierenden Bereich ermöglicht wird. Als Material für die Lochtransportschicht können
beispielsweise tertiäre Amine, Carbazoderivate, leitendes
Polyanilin oder Polythylendioxythiophen verwendet werden. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann oder können die eine oder die mehreren funktionellen Schichten als
elektrolumineszierende Schicht ausgeführt sein.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die
Lochtransportschicht auf oder über der ersten Elektrode 13 aufgebracht, beispielsweise abgeschieden, sein, und die
Emitterschicht kann auf oder über der Lochtransportschicht aufgebracht, beispielsweise abgeschieden, sein. In
verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die
Elektronentransportschicht auf oder über der Emitterschicht aufgebracht, beispielsweise abgeschieden, sein. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die organische funktionelle Schichtenstruktur 14 (also beispielsweise die Summe der Dicken von Lochtransportschicht (en) und
Emitterschicht (en) und Elektronentransportschicht (en) ) eine Schichtdicke aufweisen von maximal ungefähr 1,5 ym,
beispielsweise eine Schichtdicke von maximal ungefähr 1,2 ym, beispielsweise eine Schichtdicke von maximal ungefähr 1 ym, beispielsweise eine Schichtdicke von maximal ungefähr 800 nm, beispielsweise eine Schichtdicke von maximal ungefähr 500 nm, beispielsweise eine Schichtdicke von maximal ungefähr 400 nm, beispielsweise eine Schichtdicke von maximal ungefähr 300 nm. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die organische funktionelle Schichtenstruktur 14 beispielsweise einen Stapel von mehreren direkt übereinander angeordneten organischen Leuchtdioden (OLEDs) aufweisen, wobei jede OLED
beispielsweise eine Schichtdicke aufweisen kann von maximal ungefähr 1,5 ym, beispielsweise eine Schichtdicke von maximal ungefähr 1,2 ym, beispielsweise eine Schichtdicke von maximal ungefähr 1 ym, beispielsweise eine Schichtdicke von maximal ungefähr 800 nm, beispielsweise eine Schichtdicke von maximal ungefähr 500 nm, beispielsweise eine Schichtdicke von maximal ungefähr 400 nm, beispielsweise eine Schichtdicke von maximal ungefähr 300 nm. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die organische funktionelle Schichtenstruktur 14
beispielsweise einen Stapel von zwei, drei oder vier direkt übereinander angeordneten OLEDs aufweisen, in welchem Fall beispielsweise die organische funktionelle Schichtenstruktur 14 eine Schichtdicke aufweisen kann von maximal ungefähr 3 ym.
Das Licht emittierende Bauelement 10 kann optional allgemein weitere organische Funktionsschichten, beispielsweise
angeordnet auf oder über der einen oder mehreren
Emitterschichten oder auf oder über der oder den
Elektronentransportschicht (en) aufweisen, die dazu dienen, die Funktionalität und damit die Effizienz des Licht
emittierenden Bauelements 10 weiter zu verbessern.
Auf oder über der organischen funktionellen Schichtenstruktur 14 oder gegebenenfalls auf oder über der einen oder den mehreren weiteren organischen Funktionsschichten kann die zweite Elektrode 15 (beispielsweise in Form einer zweiten Elektrodenschicht 15) aufgebracht sein.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die zweite
Elektrode 15 die gleichen Materialien aufweisen oder daraus gebildet sein wie die erste Elektrode 13, wobei in
verschiedenen Ausführungsbeispielen Metalle besonders
geeignet sind. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die zweite
Elektrode 15 (beispielsweise für den Fall einer metallischen zweiten Elektrode 15) beispielsweise eine Schichtdicke aufweisen von kleiner oder gleich ungefähr 50 nm,
beispielsweise eine Schichtdicke von kleiner oder gleich ungefähr 45 nm, beispielsweise eine Schichtdicke von kleiner oder gleich ungefähr 40 nm, beispielsweise eine Schichtdicke von kleiner oder gleich ungefähr 35 nm, beispielsweise eine Schichtdicke von kleiner oder gleich ungefähr 30 nm,
beispielsweise eine Schichtdicke von kleiner oder gleich ungefähr 25 nm, beispielsweise eine Schichtdicke von kleiner oder gleich ungefähr 20 nm, beispielsweise eine Schichtdicke von kleiner oder gleich ungefähr 15 nm, beispielsweise eine Schichtdicke von kleiner oder gleich ungefähr 10 nm.
Die zweite Elektrode 15 kann allgemein in ähnlicher Weise ausgebildet werden oder sein wie die erste Elektrode 13, oder unterschiedlich zu dieser. Die zweite Elektrode 15 kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen aus einem oder mehreren der Materialien und mit der jeweiligen Schichtdicke
ausgebildet sein oder werden, wie oben im Zusammenhang mit der ersten Elektrode 13 beschrieben. In verschiedenen
Ausführungsbeispielen sind die erste Elektrode 13 und die zweite Elektrode 15 beide transluzent oder transparent ausgebildet. Somit kann das in Fig.l dargestellte Licht emittierende Bauelement 10 als Top- und Bottom-Emitter
(anders ausgedrückt als transparentes Licht emittierendes Bauelement 10) eingerichtet sein. Die zweite Elektrode 15 kann als Anode, also als Löcher injizierende Elektrode ausgebildet sein oder als Kathode, also als eine Elektronen injizierende Elektrode.
Die zweite Elektrode 15 kann einen zweiten elektrischen
Anschluss aufweisen, an den ein zweites elektrisches
Potential (welches unterschiedlich ist zu dem ersten
elektrischen Potential) , bereitgestellt von der Energiequelle, anlegbar ist. Beispielsweise kann einer der beiden in Figur 1 gezeigten Kontakte 16 der zweite
elektrische Anschluss sein. Das zweite elektrische Potential kann beispielsweise einen Wert aufweisen derart, dass die Differenz zu dem ersten elektrischen Potential einen Wert in einem Bereich von ungefähr 1,5 V bis ungefähr 20 V aufweist, beispielsweise einen Wert in einem Bereich von ungefähr 2,5 V bis ungefähr 15 V, beispielsweise einen Wert in einem Bereich von ungefähr 3 V bis ungefähr 12 V.
Auf oder über der zweiten Elektrode 15 und damit auf oder über dem elektrisch aktiven Bereich ist eine
Verkapselungsschicht 18, beispielsweise in Form einer
Barrieren-Dünnschicht oder eines Barrieren-Dünnfilms
ausgebildet.
Unter einer „Barrieren-Dünnschicht" bzw. einem „Barrieren- Dünnfilm" kann im Rahmen dieser Anmeldung beispielsweise eine Schicht oder eine Schichtenstruktur verstanden werden, die dazu geeignet ist, eine Barriere gegenüber chemischen
Verunreinigungen bzw. atmosphärischen Stoffen, insbesondere gegenüber Wasser (Feuchtigkeit) und Sauerstoff, zu bilden. Mit anderen Worten ist die Verkapselungsschicht 18 derart ausgebildet, dass sie von OLED-schädigenden Stoffen wie
Wasser, Sauerstoff oder Lösemittel nicht oder höchstens zu sehr geringen Anteilen durchdrungen werden kann.
Gemäß einer Ausgestaltung kann die Verkapselungsschicht 18 als eine einzelne Schicht (anders ausgedrückt, als
Einzelschicht) ausgebildet sein. Gemäß einer alternativen
Ausgestaltung kann die Verkapselungsschicht 18 eine Mehrzahl von aufeinander ausgebildeten Teilschichten aufweisen. Mit anderen Worten kann gemäß einer Ausgestaltung die
Verkapselungsschicht 18 als Schichtstapel (Stack) ausgebildet sein. Die Verkapselungsschicht 18 oder eine oder mehrere Teilschichten der Verkapselungsschicht 18 können
beispielsweise mittels eines geeigneten Abscheideverfahrens gebildet werden, z.B. mittels eines
Atomlagenabscheideverfahrens (Atomic Layer Deposition (ALD) ) gemäß einer Ausgestaltung, z.B. eines plasma-unterstützten Atomlagenabscheideverfahrens (Plasma Enhanced Atomic Layer Deposition (PEALD) ) oder eines plasmalosen
Atomlagenabscheideverfahrens (Plasma-less Atomic Layer
Deposition (PLALD) ) , oder mittels eines chemischen
Gasphasenabscheideverfahrens (Chemical Vapor Deposition
(CVD) ) gemäß einer anderen Ausgestaltung, z.B. eines plasma- unterstützten Gasphasenabscheideverfahrens (Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition (PECVD) ) oder eines plasmalosen Gasphasenabscheideverfahrens (Plasma-less Chemical Vapor Deposition (PLCVD) ) , oder alternativ mittels anderer
geeigneter Abscheideverfahren.
Durch Verwendung eines Atomlagenabscheideverfahrens (ALD) können sehr dünne Schichten abgeschieden werden. Insbesondere können Schichten abgeschieden werden, deren Schichtdicken im Atomlagenbereich liegen.
Gemäß einer Ausgestaltung können bei einer
Verkapselungsschicht 18, die mehrere Teilschichten aufweist, alle Teilschichten mittels eines Atomlagenabscheideverfahrens gebildet werden. Eine Schichtenfolge, die nur ALD-Schichten aufweist, kann auch als „Nanolaminat" bezeichnet werden.
Gemäß einer alternativen Ausgestaltung können bei einer
Verkapselungsschicht 18, die mehrere Teilschichten aufweist, eine oder mehrere Teilschichten der Verkapselungsschicht 18 mittels eines anderen Abscheideverfahrens als einem
Atomlagenabscheideverfahren abgeschieden werden,
beispielsweise mittels eines Gasphasenabscheideverfahrens .
Die Verkapselungsschicht 18 kann gemäß einer Ausgestaltung eine Schichtdicke von ungefähr 0.1 nm (eine Atomlage) bis ungefähr 450 nm aufweisen, beispielsweise eine Schichtdicke von ungefähr 10 nm bis ungefähr 10 nm gemäß einer Ausgestaltung, beispielsweise ungefähr 40 nm gemäß einer Ausgestaltung .
Gemäß einer Ausgestaltung, bei der die Verkapselungsschicht 18 mehrere Teilschichten aufweist, können alle Teilschichten dieselbe Schichtdicke aufweisen. Gemäß einer anderen
Ausgestaltung können die einzelnen Teilschichten der
Verkapselungsschicht 18 unterschiedliche Schichtdicken aufweisen. Mit anderen Worten kann mindestens eine der
Teilschichten eine andere Schichtdicke aufweisen als eine oder mehrere andere der Teilschichten.
Die Verkapselungsschicht 18 oder die einzelnen Teilschichten der Verkapselungsschicht 18 können gemäß einer Ausgestaltung als transluzente oder transparente Schicht ausgebildet sein. Mit anderen Worten kann die Verkapselungsschicht 18 (oder die einzelnen Teilschichten der Verkapselungsschicht 18) aus einem transluzenten oder transparenten Material (oder einer Materialkombination, die transluzent oder transparent ist) bestehen.
Gemäß einer Ausgestaltung kann die Verkapselungsschicht 18 oder (im Falle eines Schichtenstapels mit einer Mehrzahl von Teilschichten) eine oder mehrere der Teilschichten der
Verkapselungsschicht 18 eines der nachfolgenden Materialien aufweisen oder daraus bestehen: Aluminiumoxid, Zinkoxid, Zirkoniumoxid, Titanoxid, Hafniumoxid, Tantaloxid
Lanthaniumoxid, Siliziumoxid, Siliziumnitrid,
Siliziumoxinitrid, Indiumzinnoxid, Indiumzinkoxid, Aluminium- dotiertes Zinkoxid, sowie Mischungen und Legierungen
derselben. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die Verkapselungsschicht 18 oder (im Falle eines Schichtenstapels mit einer Mehrzahl von Teilschichten) eine oder mehrere der Teilschichten der Verkapselungsschicht 18 ein oder mehrere hochbrechende Materialien aufweisen, anders ausgedrückt ein oder mehrere Materialien mit einem hohen Brechungsindex, beispielsweise mit einem Brechungsindex von mindestens 2. Auf oder über der Verkapselungsschicht 18 kann ein Klebstoff 20 und/oder ein Schutzlack vorgesehen sein, mittels dessen beispielsweise eine Abdeckung 22 (beispielsweise eine
Glasabdeckung oder ein Verkapselungsglas ) auf der
Verkapselungsschicht 18 befestigt, beispielsweise aufgeklebt ist. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die optisch transluzente Schicht aus Klebstoff 20 und/oder Schutzlack eine Schichtdicke von größer als 1 ym aufweisen,
beispielsweise eine Schichtdicke von mehreren ym. In
verschiedenen Ausführungsbeispielen kann der Klebstoff 20 einen Laminations-Klebstoff 20 aufweisen oder ein solcher sein. Die Abdeckung 22 kann über den Klebstoff 20 bzw. Lack hinausragen oder der Klebstoff 20 bzw. Lack kann unter der Abdeckung 22 hervorragen.
In die Schicht des Klebstoffs 20 (auch bezeichnet als
Kleberschicht) können in verschiedenen Ausführungsbeispielen noch Licht streuende Partikel eingebettet sein, die zu einer weiteren Verbesserung des Farbwinkelverzugs und der
Auskoppeleffizienz führen können. In verschiedenen
Ausführungsbeispielen können als Licht streuende Partikel beispielsweise dielektrische Streupartikel vorgesehen sein wie beispielsweise Metalloxide wie z.B. Siliziumoxid (Si02), Zinkoxid (ZnO) , Zirkoniumoxid (Zr02), Indium-Zinn-Oxid (ITO) oder Indium-Zink-Oxid (IZO), Galliumoxid (Ga20a)
Aluminiumoxid, oder Titanoxid. Auch andere Partikel können geeignet sein, sofern sie einen Brechungsindex haben, der von dem effektiven Brechungsindex der Matrix der transluzenten Schichtenstruktur verschieden ist, beispielsweise Luftblasen, Acrylat, oder Glashohlkugeln. Ferner können beispielsweise metallische Nanopartikel , Metalle wie Gold, Silber, Eisen- Nanopartikel , oder dergleichen als Licht streuende Partikel vorgesehen sein.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann der Klebstoff 20 derart eingerichtet sein, dass er selbst einen Brechungsindex aufweist, der kleiner ist als der Brechungsindex der
Abdeckung 22. Ein solcher Klebstoff 20 kann beispielsweise ein niedrig brechender Klebstoff 20 sein wie beispielsweise ein Acrylat, das einen Brechungsindex von ungefähr 1,3 aufweist. Weiterhin können mehrere unterschiedliche Kleber vorgesehen sein, die eine Kleberschichtenfolge bilden.
Ferner ist darauf hinzuweisen, dass in verschiedenen
Ausführungsbeispielen auch ganz auf einen Klebstoff 20 verzichtet werden kann, beispielsweise in Ausführungsformen, in denen die Abdeckung 22, beispielsweise aus Glas, mittels beispielsweise Plasmaspritzens aufgebracht wird.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen können/kann die
Abdeckung 22 und/oder der Klebstoff 20 einen Brechungsindex (beispielsweise bei einer Wellenlänge von 633 nm) von 1,55 aufweisen .
Ferner können in verschiedenen Ausführungsbeispielen
zusätzlich eine oder mehrere Entspiegelungsschichten
(beispielsweise kombiniert mit der Verkapselungsschicht 18) in dem Licht emittierenden Bauelement 10 vorgesehen sein.
Fig. 2 zeigt eine Querschnittansicht des organischen Licht emittierenden Bauelements 10 gemäß verschiedenen
Ausführungsbeispielen in einem nachfolgenden Schritt eines Herstellungsprozesses, bei dem die Verkapselungsschicht 18 über den Kontakten 16 in einem anisotropen Ätzverfahren entfernt wurde und so die Kontakte 16 frei gelegt wurden. Dabei wurde die Verkapselungsschicht 16 in einer
Beschussrichtung 24 beschossen, wie weiter unten näher erläutert. Bei dem anisotropen Ätzverfahren können die
Kontakte 16 so ausgebildet sein, dass sie ihr eigener
Ätzstopp sind. Beispielsweise können die Kontakte 16 aus einem Material gebildet sein oder dieses aufweisen, das bei dem anisotropen Ätzverfahren nicht oder nur geringfügig abgetragen wird, beispielsweise aus Chrom. Nachfolgend können die Kontakte 16 einfach kontaktiert werden, beispielsweise mittels bonden.
Fig. 3 zeigt eine Querschnittsansicht des organischen Licht emittierenden Bauelements 10 gemäß verschiedenen
Ausführungsbeispielen in einem beispielsweise alternativen oder zusätzlichen Schritt eines Herstellungsprozesses, bei dem zusätzlich zu der Verkapselungsschicht 18 auf einer von der Abdeckung 22 abgewandten Seite des Substrats 12 eine weitere Verkapselungsschicht 26 aufgebracht ist. Diese weitere Verkapselungsschicht 26 kann während des anisotropen Ätzverfahrens zum frei Legen der Kontakte 16 oder in einem zusätzlichen anisotropen Ätzverfahren abgetragen werden. Die weitere Verkapselungsschicht 26 kann entsprechend der
Verkapselungsschicht 18 oder auf andere Art und Weise
ausgebildet sein.
Fig.4 zeigt ein Ablaufdiagramm, in dem ein Verfahren zum Herstellen des Licht emittierenden Bauelements 10 gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen dargestellt ist.
In einem Schritt S2 wird die erste Elektrode 13 auf dem
Substrat gebildet. In einem Schritt S4 wird der bzw. werden die Kontakte 16 auf dem Substrat 12 gebildet. Die Kontakte 16 können während des Verfahrens oder anschließend mit weiteren Kontakten oder Leiterbahnen verbunden werden, beispielsweise mittels
Ultraschallbonden .
In einem Schritt S6 wird die organische funktionelle
Schichtenstruktur 14 auf der ersten Elektrode 13 gebildet. Alternativ dazu können die Schritte S4 und S6 auch vertauscht werden .
In einem Schritt S8 wird die zweite Elektrode 15 auf der organischen funktionellen Schichtenstruktur 14 gebildet. In anderen Worten wird in den Schritten S2 bis S8 der aktive Bereich des Licht emittierenden Bauelements ausgebildet und kontaktiert . In einem Schritt S10 wird die Verkapselungsschicht 18 gebildet .
In einem Schritt S12, der optional durchgeführt werden kann, kann der Klebstoff 20 und/oder der Lack aufgebracht werden.
In einem Schritt S14 wird gegebenenfalls die Abdeckung 22 befestigt .
In einem Schritt S16 wird das Substrat 12 gekühlt. Das
Substrat 12 kann vor und/oder während des anisotropen
Ätzprozesses gekühlt werden. Während des anisotropen
Ätzprozesses kann die Temperatur des opto-elektronischen Bauelements oder die Temperatur von Teilen davon überwacht werden und die Kühlung oder die Prozessdauer können an die Temperatur angepasst werden, so dass eine Überhitzung des anisotropen Ätzprozesses vermieden wird. Beispielsweise kann eine Temperatur des opto-elektronischen Bauelements während des anisotropen Ätzverfahrens auf unter 100° oder unter 90° gehalten werden. Alternativ zu dem Kühlen des Substrats 12 können die Prozessparameter des Ätzverfahrens so gewählt werden, dass die Temperatur des opto-elektronischen
Bauelements nicht über 90° oder nicht über 100° steigt.
In einem Schritt S18 wird der anisotrope Ätzprozess
durchgeführt, durch den die Kontakte 16 frei gelegt werden. Als anisotropes Ätzverfahren kann ein Trockenätzverfahren durchgeführt werden. Das Trockenätzverfahren umfasst
subtraktive (abtragenden) Mikrostrukturverfahren, die nicht auf nasschemischen Reaktionen (wie nasschemisches Ätzen, chemisch-mechanisches Polieren) basieren. Der Materialabtrag erfolgt dabei entweder durch beschleunigte Teilchen (z. B. Argonionen) oder mit Hilfe plasma-aktivierter Gase. Es werden also je nach Verfahren chemische sowie physikalische Effekte ausgenutzt. Beispielsweise kann ein physikalisches oder physikalisch-chemisches Trockenätzverfahren durchgeführt werden .
Bei den physikalischen Trockenätzverfahren wird die
Oberfläche des Substrates durch den Beschuss von Ionen, Elektronen oder auch Photonen geätzt, beispielsweise in der Beschussrichtung 24. Der Beschuss führt zum Zerstäuben des Substratmaterials; die ablaufenden Prozesse sind dabei ähnlich denen bei der Kathodenzerstäubung (Sputtern) . Die Verfahren werden je nach eingesetzten Teilchen benannt. Die bekanntesten und meist eingesetzten sind:
Elektronenstrahlverfahren (engl, electron beam) oder die Laserzerstäubung (engl, laser vaporization) . Die Ätzung erfolgt allgemein in Hochvakuumkammern, um Wechselwirkungen des Teilchenstrahls mit den Restgasatomen zu verhindern (Streuung usw.) . Es existieren sowohl Verfahren auf Basis einer Bündelung des Teilchenstrahls, die sehr gezielt ätzen, als auch großflächige Ätzverfahren mit Verwendung einer oberflächlich aufgebrachten Maske, die nicht zu ätzende Bereiche vor dem Teilchenbeschuss schützt.
Die physikalisch-chemischen Trockenätzverfahren (engl.
physical-chemical dry etching) sind Kombinationen aus physikalischen und chemischen Trockenätzverfahren. Bei den chemischen Trockenätzverfahren (engl, chemical dry etching, CDE) wird eine chemische Reaktion zwischen neutralen
Teilchen/Molekülen (meist aber Radikalen) und der Oberfläche des Targets ausgenutzt. Das Reaktionsprodukt und die
verwendeten Edukte sind gasförmig. Setzt man eine
gleichmäßige Zufuhr mit dem Ätzgas voraus, sind diese
Verfahren isotrop und je nach verwendeten Materialien zum Teil hoch materialselektiv. Die Reaktionen werden im
Allgemeinen in einer zuvor evakuierten Prozesskammer
durchgeführt. Für den Prozess wird dann das Reaktionsgas in die Kammer eingeleitet. Der Ätzprozess selbst verläuft im Prinzip wie folgt: Die neutralen Atome oder Moleküle werden durch ein Plasma in die Reaktionskammer geleitet und strömen über das Target. Dort reagieren sie mit den an der Oberfläche befindlichen Atomen. Es bilden sich flüchtige, gasförmige Reaktionsprodukte, die über eine Vakuumpumpe abgesaugt werden .
Bei den physikalisch-chemischen Trockenätzverfahren werden die gasförmigen Edukte meist über ein Plasma aktiviert oder radikalisiert und anschließend für die Reaktion auf das
Target geleitet. Dies kann sowohl über Konvektion oder aber durch elektrostatische Beschleunigung der Ionen über ein anliegendes elektrisches Feld erfolgen. Zu den physikalisch¬ chemischen Trockenätzverfahren zählen beispielsweise das reaktive Ionenätzen (engl, reactive ion etching, RIE) , das reaktive Ionentiefenätzen (engl, deep reactive ion etching, DRIE) , das reaktive Ionenstrahlätzen (engl, reactive ion beam etching) sowie das HDP-Ätzen (von engl, high-density plasma etching) .
Beispielsweise kann ein plasma-unterstütztes Ätzverfahren durchgeführt werden, beispielsweise ein ICP-Plasma-Verfahren oder ein RIE-Verfahren . Dabei werden zwei Ätzmechanismen in einem Prozess genutzt, zum einen der Ionenbeschuss des
Targets und zum anderen eine chemische Reaktion an dessen Oberfläche. Physikalische und chemische Effekte werden in folgender Weise miteinander kombiniert: Der Beschuss mit dem ionisierten Reaktionsgas oder anderen Ionen schwächt oder zerstört die chemischen Bindungen der Atome an der
Oberfläche, so dass das reaktive Gas leichter reagieren kann und so den chemischen Effekt in den betroffenen Gebieten verstärkt. Der Beschuss mit Ionen führt dabei die Energie zu, die für die Aktivierung der chemischen Reaktion erforderlich ist .
Beispielsweise kann der anisotrope Ätzprozess in einer
Prozesskammer einer Ätzanlage durchgeführt werden. Beispielsweise kann der anisotrope Ätzprozess bei einem Druck in der Prozesskammer zwischen 0 und 760 Torr durchgeführt werden. Eine Hochfrequenz-Leistung (RF-Power) und/oder eine ICP-Leistung (ICP-Power) kann in einem Bereich von 1 W bis 2000 W liegen. Als Prozessgas kann beispielsweise Argon mit 0 bis 10000 sccm beigefügt werden. Dabei kann beispielsweise eine Ätzrate von 5 nm pro Minute erreicht werden.
In einem beispielhaften alternativen anisotropen Ätzverfahren kann der Druck in der Prozesskammer zwischen 0 und 1 Torr liegen. Eine Hochfrequenz-Leistung (RF-Power) und/oder eine ICP-Leistung (ICP-Power) kann in einem Bereich von 1 W bis 2000 W liegen. Als Prozessgas kann beispielsweise Argon, beispielsweise ein Argonplasma, oder Stickstofftrifluorid mit 0 bis 10000 sccm beigefügt werden. Dabei kann beispielsweise eine Ätzrate von 35 nm pro Minute erreicht werden. Die
Verwendung von Argonplasma ist beispielsweise bei
Verkapselungsschichten 18 vorteilhaft, die AI2O3, T1O2 oder ZrÜ2 aufweisen oder daraus gebildet sind.
Die genaue Prozessführung kann abhängig von dem Schichtaufbau der Verkapselungsschicht 18 und abhängig von den Kontakten 16 angepasst werden, so dass ein wesentliches Abtragen der
Kontakte 16 verhindert wird. Die Dauer des Ätzprozesses kann unter Überwachung optischer Emission gesteuert oder geregelt werden .
Alternativ zu den beiden vorstehend beispielhaft genannten Kombinationen von Prozessparametern können die genannten Prozessparameter je nach verwendeter Ätzanlage und je nach Art und Dicke der Verkapselungsschicht 18 stark variieren. Beispielsweise kann der Druck vom Hochvakuum bis hin zum normalen Atmosphärendruck variieren. Ferner können andere oder weitere Gase verwendet werden, beispielsweise weiter Fluorverbindungen, wie zum Beispiel Schwefelhexafluorid . In einem Schritt S20, der optional abgearbeitet werden kann, kann gegebenenfalls die weitere Verkapselungsschicht 26 entfernt werden kann. Der Schritt S20 kann gleichzeitig, vor oder nach dem Schritt S18 durchgeführt werden.
Die verschiedenen Schichten, beispielsweise die
Verkapselungsschichten 18, 26, die Elektroden 13, 15 sowie die anderen Schichten des elektrisch aktiven Bereichs wie beispielsweise die organische funktionelle Schichtenstruktur 14, die Lochtransportschicht (en) oder die
Elektronentransportschicht (en) können mittels verschiedener Prozesse aufgebracht werden, beispielsweise abgeschieden werden, beispielsweise mittels eines CVD-Verfahrens
(chemisches Abscheiden aus der Gasphase, chemical vapor deposition) oder mittels eines PVD-Verfahrens (physikalisches Abscheiden aus der Gasphase, physical vapor deposition, beispielsweise Sputtern, ionen-unterstütztes
Abscheideverfahren oder thermisches Verdampfen) , alternativ mittels eines Plating-Verfahrens ; eines
Tauchabscheideverfahrens; eines AufSchleuderverfahrens (spin coating) ; Druckens; Rakelns; oder Sprühens.
Als CVD-Verfahren kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen ein plasma-unterstütztes chemisches Abscheideverfahren aus der Gasphase (plasma enhanced chemical vapor deposition, PE- CVD) eingesetzt werden. Dabei kann in einem Volumen über und/oder um das Element, auf das die aufzubringende Schicht aufgebracht werden soll, herum ein Plasma erzeugt werden, wobei dem Volumen zumindest zwei gasförmige
Ausgangsverbindungen zugeführt werden, die in dem Plasma ionisiert und zur Reaktion miteinander angeregt werden. Durch die Erzeugung des Plasmas kann es möglich sein, dass die Temperatur, auf welche die Oberfläche des Elements
aufzuheizen ist, um eine Erzeugung beispielsweise der
dielektrischen Schicht zu ermöglichen, im Vergleich zu einem plasmalosen CVD-Verfahren erniedrigt werden kann. Das kann beispielsweise von Vorteil sein, wenn das Element, beispielsweise das zu bildende Licht emittierende
elektronische Bauelement, bei einer Temperatur oberhalb einer Maximaltemperatur geschädigt werden würde. Weiterhin kann es vorgesehen sein, nach dem Bilden des elektrisch aktiven Bereichs und vor Bilden der Abdeckung die optische Transparenz der den elektrisch aktiven Bereich aufweisenden Struktur zu messen. Abhängig von der gemessenen optischen Transparenz kann dann eine gewünschte optische Zieltransparenz der den elektrisch aktiven Bereich
aufweisenden Struktur beispielsweise mit Hilfe einer oder mehrerer Zwischenschichten oder Zwischenschichtstrukturen erzielt wird (beispielsweise kann die Wahl einer geeigneten Schichtdicke und/oder eine geeignete Materialwahl einer
Zwischenschicht oder Zwischenschichtstruktur darauf
abgestimmt werden) .
In verschiedenen Ausführungsbeispielen wurde erkannt, dass die Transparenz eines Licht emittierenden Bauelements wie beispielsweise einer OLED durch die Verwendung einer im
Vergleich zum Klebstoff 20 und Abdeckung 22 (welche
üblicherweise beide ungefähr den gleichen Brechungsindex haben) niedrig brechenden sehr dünnen Schicht, gesteigert werden kann. Die Schichtdicke liegt in verschiedenen
Ausführungsbeispielen in einem Bereich von 50 nm bis 150 nm. Wie oben dargestellt wurde, lässt sich die Transparenz des Licht emittierenden Bauelements in Abhängigkeit vom
Brechungsindex und der Dicke der Schicht deutlich erhöhen. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann eine solche niedrig brechende Schicht (d.h. beispielsweise aufweisend einen Brechungsindex von kleiner als 1,5) im laufenden
Prozessfluss als zusätzliche Schicht auf der Verkapselung, beispielsweise der Dünnfilmverkapselung, eingeführt werden.
Wie oben dargelegt worden ist, wird durch eine niedrig brechende Zwischenschicht oder niedrig brechende Zwischenschichtstruktur die Transparenz des Licht
emittierenden Bauelements 10 erhöht, ohne die Gesamtdicke des Licht emittierenden Bauelements 10 signifikant zu verändern.
Ebenso ist es möglich, eine niedrig brechende Zwischenschicht oder niedrig brechende Zwischenschichtstruktur dazu zu verwenden, um Änderungen in der Transparenz aufgrund von Prozessschwankungen von dünnen Metallfilmen innerhalb des Licht emittierenden Bauelements, beispielsweise einer OLED, auszugleichen. Dafür kann nach der Verkapselung des Licht emittierenden Bauelements 10 die Transparenz gemessen werden, und falls eine negative Abweichung zum Zielwert besteht, so kann diese mittels einer solchen dünnen niedrig brechenden Zwischenschicht oder niedrig brechenden
Zwischenschichtstruktur ausgeglichen werden.
Die Erfindung ist nicht auf die angegebenen
Ausführungsbeispiele beschränkt. Beispielsweise kann die Schichtenverteilung und/oder -struktur des optoelektronischen Bauelements von den gezeigten
Ausführungsbeispielen abweichen. Ferner kann das optoelektronische Bauelement ein Licht absorbierendes Bauelement, wie eine Solarzelle sein. Ferner kann das
Herstellungsverfahren einen oder mehr weitere Schritte aufweisen oder es kann einen oder weitere Schritte weniger aufweisen .
Bezugs zeichenliste
10 Licht emittierendes Bauelement
12 Substrat
13 erste Elektrode
14 organische funktionelle Schichtenstruktur
15 zweite Elektrode
16 Kontakt
18 Verkapselungsschicht
19 Flanke
20 Klebstoff
22 Abdeckung
24 Beschussrichtung
26 weitere Verkapselungsschicht
S20 Schritte zwei bis zwanzig

Claims

Patentansprüche :
1. Verfahren zum Herstellen eines opto-elektronischen
Bauelements, wobei das Verfahren aufweist:
Bilden einer ersten Elektrode (13) auf einem Substrat (12) ;
Bilden einer organischen funktionellen Schichtenstruktur (14) auf der ersten Elektrode (13);
Bilden einer zweiten Elektrode (15) auf der organischen funktionellen Schichtenstruktur (14);
Bilden zumindest eines Kontakts (16) zum Kontaktieren der ersten und/oder zweiten Elektrode (13, 15);
Bilden einer Verkapselungsschicht 18 (18) über der
Schichtenstruktur (14) und dem Kontakt (16);
· Abtragen der Verkapselungsschicht (18) über dem Kontakt (16) mit Hilfe eines anisotropen Ätzverfahrens;
Kühlen des Substrats (12) während des anisotropen
Ätzverfahrens .
2. Verfahren zum Herstellen eines opto-elektronischen
Bauelements, wobei das Verfahren aufweist:
• Bilden einer ersten Elektrode (13) auf einem Substrat (12) ;
• Bilden einer organischen funktionellen Schichtenstruktur (14) auf der ersten Elektrode (13);
• Bilden einer zweiten Elektrode (15) auf der organischen funktionellen Schichtenstruktur (14);
• Bilden zumindest eines Kontakts (16) zum Kontaktieren der ersten und/oder zweiten Elektrode (13, 15);
· Bilden einer Verkapselungsschicht (18) über der
Schichtenstruktur (14) und dem Kontakt (16) und einer weiteren Verkapselungsschicht (26) auf einer von
Schichtenstruktur (14) abgewandten Rückseite des
Substrats ( 12 ) ;
· Abtragen der Verkapselungsschicht (18) über dem Kontakt (16) mit Hilfe eines anisotropen Ätzverfahrens und
Abtragen der weiteren Verkapselungsschicht (26) auf der Rückseite mit Hilfe des anisotropen Ätzverfahrens oder einem zusätzlichen anisotropen Ätzverfahren.
3. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem das opto-elektronische Bauelement ein Licht emittierendes
Bauelement (10) ist
4. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem das opto-elektronische Bauelement eine organische Leuchtdiode ist.
5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem als anisotropes Ätzverfahren ein Trockenätzverfahren
durchgeführt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, bei dem als Trockenätzverfahren ein physikalisches oder physikalisch-chemisches
Trockenätzverfahren durchgeführt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem als Trockenätzverfahren ein Plasma-Unterstütztes Ätzverfahren durchgeführt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, bei dem als Trockenätzverfahren ein ICP-Plasma-Verfahren durchgeführt wird.
9. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem über der Schichtenstruktur (14) auf der Verkapselungsschicht (18) eine Abdeckung (22) angeordnet wird, die bei dem
anisotropen Ätzverfahren als Ätzstopp für die
Verkapselungsschicht (18) über der Schichtenstruktur (14) dient.
10. Verfahren nach Anspruch 9, bei dem die Abdeckung (22) mit Hilfe von Klebstoff (20) befestigt wird.
11. Verfahren nach Anspruch 10, bei dem der Klebstoff (20) bei dem anisotropen Ätzverfahren als Ätzstopp für die Verkapselungsschicht (18) über der Schichtenstruktur (14) dient .
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 oder 11, bei dem der Klebstoff (20) so aufgebracht wird, dass er zumindest eine Flanke (19) der Schichtenstruktur (14) bedeckt und so bei dem anisotropen Ätzverfahren als Ätzstopp für die
entsprechende Flanke (19) dient.
13. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem ein Lack derart über und/oder neben der Schichtstruktur (14) aufgebracht wird, dass der Lack bei dem anisotropen
Ätzverfahren als Ätzstopp für die Schichtenstruktur (14) und/oder eine Flanke (19) der Schichtenstruktur (14) dient.
14. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem der Kontakt (16) so ausgebildet wird, dass er bei dem
anisotropen Ätzverfahren als sein eigener Ätzstopp und/oder als Ätzstopp für das Substrat (12) dient.
15. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem zumindest die Verkapselungsschicht (18) als zwei oder mehrere Teilschichten über der Schichtenstruktur (14) und dem Kontakt (16) ausgebildet wird und bei dem die Teilschichten über dem Kontakt (16) mit Hilfe des anisotropen Ätzverfahrens
abgetragen werden.
16. Opto-elektronisches Bauelement, das mit Hilfe des
Verfahrens nach einem der vorstehenden Ansprüche ausgebildet ist .
PCT/EP2012/073091 2011-11-21 2012-11-20 Verfahren zum herstellen eines opto-elektronischen bauelements und opto-elektronisches bauelement WO2013076073A1 (de)

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US14/359,580 US9112165B2 (en) 2011-11-21 2012-11-20 Method for producing an optoelectronic component, and optoelectronic component
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KR1020147017215A KR101572114B1 (ko) 2011-11-21 2012-11-20 광전자 컴포넌트를 제조하기 위한 방법 및 광전자 컴포넌트

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